電磁流量計在車輛冷卻系統(tǒng)中研究 發(fā)布時間:2021-9-22 08:29:19
文章介紹了一種新的非插入式流量計的工作原理,以某車輛冷卻系統(tǒng)為例,搭建了電磁流量計測試整車?yán)鋮s系統(tǒng)流量計臺架,進(jìn)行各支路流量測試,并進(jìn)行結(jié)果分析,認(rèn)為非插入式流量計可以在車輛冷卻系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,并指出了存在的問題。 傳統(tǒng)的汽車?yán)鋮s系統(tǒng)流量測試是將流量計布置在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)各回路中對冷卻液流量進(jìn)行測試,這種插入式測量方法由于流量計本身存在流阻問題會導(dǎo)致各支路的流量測量結(jié)果不能真實反應(yīng)各支路的流量結(jié)果。而電磁式流量計這種非插入式測量方法由于采用電磁感應(yīng)原理不存在流阻的問題,測試結(jié)果能真實反應(yīng)原系統(tǒng)的狀態(tài),因此,在整車?yán)鋮s系統(tǒng)流量測試中逐漸被更多研發(fā)人員所采用。 1.電磁流量計介紹 如圖1所示,電磁流量計是一-種非插入式流量測量設(shè)備,在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于化工化纖、食品、礦冶、環(huán)保、鋼鐵、石油及制藥等領(lǐng)域,但在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中應(yīng)用不多。 電磁流量計原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)電液體在磁場中作切割磁力線運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E;測量流量時(測量管的內(nèi)徑為D),流體流過垂直于流動方向的磁場,導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均速度V(亦即體積流量)成正比的電壓,其感應(yīng)電壓信號通過兩個與液體直接接觸的電極檢出,并通過電纜傳送至放大器,然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一輸出信號,E=KBVD(K為儀表常數(shù))。在流量大于1m/s時,精度在0.5%以內(nèi),圖2為6種型號電磁流量計在不同管徑下測量精度隨流量的變化趨勢。 在某車型流量測試中的應(yīng)用 1.冷卻系統(tǒng)原理 某車型發(fā)動機采用三個冷卻循環(huán)系統(tǒng),即在傳統(tǒng)的大、小循環(huán)基礎(chǔ)上增加一個節(jié)溫器來實現(xiàn)附加冷卻循環(huán)。同時在冷卻系統(tǒng)循環(huán)中增加了一一個電子水泵,該電子水泵安裝在冷卻風(fēng)扇支架上,既可以給增壓器進(jìn)行冷卻,又可以在突然停機時給發(fā)動機進(jìn)行冷卻。發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)原理如圖3所示。 2.測試過程 本次發(fā)動機冷卻系統(tǒng)流量測試包括散熱器水路、暖風(fēng)水路、機油冷卻器水路和渦輪增壓器水路的測試,從圖3原理圖中可以看出暖風(fēng)散熱器與機油冷卻器串聯(lián),所以在此處布置-一個流量傳感器即可,另外兩個流量計布置在增壓器與散熱器冷卻水路(圖3中流量計用深綠色原點表示)。測量待測回路接口處尺寸如表1所示。 流量計在整車上的安裝步驟如下:配備新管路清空冷卻液-拆除原裝管路用新管路從接口處引出+將流量計串聯(lián)其中形成回路。 考慮到流量計的安裝方便性及避免管路彎折,流量計布置在高于原管路的位置,同時考慮到提升高度會影響原冷卻系統(tǒng)流量分配,采取抬高膨脹水壺位置的措施盡量減小影響。整個測前準(zhǔn)備工作完成后,正式開始流量測試,分別記錄整車處于冷機和熱機兩種狀態(tài)發(fā)動機轉(zhuǎn)速(r/min)在900(怠速)1000、1500、2000、2500、3000、4000以及4300(節(jié)氣門開度最大)時流量穩(wěn)定時數(shù)據(jù)。 3.測試結(jié)果 測試結(jié)果顯示,本次測試還發(fā)現(xiàn),在發(fā)動機熄火后,增壓器處仍有水流通過,流量最高為3.3/min,說明增壓器為了防止熱停機過熱,冷卻系統(tǒng)設(shè)置了停機水泵續(xù)轉(zhuǎn)策略。 基于測試結(jié)果數(shù)據(jù)繪制轉(zhuǎn)速/流量曲線圖如圖4、圖5所示。從圖中可以看出,冷卻系統(tǒng)中各條測試回路在冷機與熱機兩種狀態(tài)下均呈線性增長,與整車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)實際流量增長規(guī)律相符合,試驗結(jié)果有效,測試方法可行。 結(jié)語 通過本次電磁流量計在某車型冷卻系統(tǒng)流量測試中的過程總結(jié)及經(jīng)驗積累,總結(jié)了關(guān)于整車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)流量測試正確率的控制方法、結(jié)果數(shù)據(jù)判斷方法及標(biāo)定方法。 同時,在測試過程中也發(fā)現(xiàn),流量計的固定是本次測試存在的主要難題,高度的選定和安裝牢靠性均會對測量結(jié)果有一定影響,因此今后將在整車?yán)鋮s系統(tǒng)流量測試中添加流量計工裝測試臺,形成規(guī)范性的測試平臺,這樣將使電磁流量計更方便用于整車?yán)鋮s系統(tǒng)流量測試。
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