一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统的制作方法

一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本实用新型涉及汽车发动机性能测试系统领域，具体地说尤其涉及一种汽车发动 机冷却水泵性能测试系统。
【背景技术】：
[0002] 近几年来，我国汽车发动机冷却水泵性能测试系统已由手动控制变为自动控制， 现有的自动控制测试系统主要有单片机和微型计算机或工控机系统两类。但单片机测试系 统存在人机交互不方便和定制的单片机系统板可靠性差等缺点，自动控制测试系统是一种 发展趋势，目前，我国汽车发动机冷却水泵测试系统呈现明显的微计算机发展趋势，相关测 量技术也已较成熟，但仍存在一些问题，如参数显示还不够直观和便于分析，参数数据显示 需图像化和数据表格化；测试系统不稳定；测试误差较大；显示的参数不是动态的，且没有 显示出各参数之间的动态关系；测试方法大多都是采用传统测量仪器。
[0003] 根据相关文献知，现已有的汽车冷却水泵测试系统是以工控机系统、测控系统、实 验台架和操作台构成。它的主要技术特点是：（1)在工控机中插槽中插入A/D和D/A多功能 接口卡、I/O接口卡和脉冲计数器接口卡，其缺点是对工控机的扩展槽要求很多，且一般工 控机难以制作出数目很多的卡槽；(2)在转矩转速测量上，采用普通转速转矩传感器测量， 其缺点是测量误差较大，信号难以转化成电信号；（3)数据采集后直接送入工控机，经工程 转换后输出相应物理量，其缺点是参数显示笨拙且不易分析。 【实用新型内容】：
[0004] 本实用新型的目的是提供一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统，改善原技术的 不足，并充分利用PC机和虚拟仪器的优势，提高测试系统的直观性、便于分析性、灵活性、 高自动化性、高精度性和人性化特点。
[0005] 为了解决【背景技术】所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：
[0006] 一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统，包括有传感器模块、板卡、PC机、测控系 统和总控制台，所述的传感器模块包括涡轮流量传感器、温度传感器、霍尔扭矩传感器、流 量传感器，所述的测控系统包括有电动直通单双座调节阀、变频器、固态继电器，所述的PC 机通过板卡与涡轮流量传感器、温度传感器、霍尔扭矩传感器、流量传感器连接，所述的PC 机通过继电器板和接线端子板与电动直通单双座调节阀、变频器、固态继电器连接，霍尔扭 矩传感器设在被试水泵与电机之间转轴处，电机与PC机之间电连接有变频器，被试水泵两 侧分别设进口水管和出口水管，进口水管上设有进口压力传感器、温度传感器，进口水管的 另一端连接有加热箱，加热箱与PC机之间通过固态继电器电连接，出口水管上设有电动直 通单、双座调节阀和流量传感器，出口水管连接有冷却水箱，冷却水箱与加热箱之间通过水 管连接。
[0007] 本实用新型一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统能够进行发动机冷却水泵最 大流量测试、流量控制、转速控制、压力扬程测试、温度控制、功率测量。
[0008] 发动机冷却水泵最大流量测试：首先在水泵输出管道上、在涡轮流量传感器前安 装一电动直通单、双座调节阀，以控制输出流量大小，当调节阀阀门开度达到最大值时电动 调节阀自身发出脉冲信号，信号传到PC机，PC机控制调节阀停止，流量传感器此时测量的 流量为最大值。
[0009] 流量控制：在测量流量与其他数据参数的动态关系时可通过PC机控制调节阀开 度的大小来控制流量大小变化。
[0010] 转速控制：同时采用异步电机来驱动水泵，通过PC机控制变频器来控制电机转 速，以获得不同的水泵转速。
[0011] 电动机、霍尔电磁扭矩传感器及水泵通过硬轴实现共轴。
[0012] 压力扬程测试：在水泵出口安置压力扬程测试仪，将出口压力直接换算成扬程信 号经板卡输入到PC机中，在测量水泵进口处也安置一进口压力传感器检测进口压力，压力 信号输出4-20mA的电流信号，经I/V转换后送入PC机中。
[0013] 温度控制：在水泵进口前有一模拟发动机的加热箱，通过PC机控制固态继电器来 控制加热棒加热，加热箱中加一温度控制器，及时将温度信号传到PC机中，通过PC机发出 电信号控制温度控制器，然后温度控制器控制固态继电器来调节加热棒加热，最高测试温 度85°C左右。
[0014] 功率测量：首先将电机上的输出电压和电流量测出并将信号输入到PC机中，得 出全功率P0 =UI，然后由霍尔扭矩传感器将转速信号送给PC机测出轴功率Pi，则总有 功功率为P=Pi/P〇。效率测量：即水泵的输出有效功率与轴功率之比，水泵有效功率为：
【主权项】
1. 一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统，其特征在于：包括有传感器模块、板卡、PC 机、测控系统和总控制台，所述的传感器模块包括涡轮流量传感器、温度传感器、霍尔扭矩 传感器、流量传感器，所述的测控系统包括有电动直通单双座调节阀、变频器、固态继电器， 所述的PC机通过板卡与涡轮流量传感器、温度传感器、霍尔扭矩传感器、流量传感器连接， 所述的PC机通过继电器板和接线端子板与电动直通单双座调节阀、变频器、固态继电器连 接，霍尔扭矩传感器设在被试水泵与电机之间转轴处，电机与PC机之间电连接有变频器， 被试水泵两侧分别设进口水管和出口水管，进口水管上设有进口压力传感器、温度传感器， 进口水管的另一端连接有加热箱，加热箱与PC机之间通过固态继电器电连接，出口水管上 设有电动直通单、双座调节阀和流量传感器，出口水管连接有冷却水箱，冷却水箱与加热箱 之间通过水管连接。
2. 根据权利要求1所述的一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统，其特征在于：所述 的电动机、霍尔电磁扭矩传感器及水泵通过硬轴实现共轴。
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统，包括有传感器模块、信号转换模块(板卡)、PC机、测控系统和总控制台，利用水泵调速节能技术，在变流速条件下测量出动态的性能参数，并在PC机上显示出各参数与流速之间的动态关系；本实用新型基于PC机技术的参数测量便于分析和比较，数据显示图像化和表格化，很直观地显示出水泵的性能，测试效率较高，自动化程度高，提高测试系统的直观性、便于分析性、灵活性、高自动化性、高精度性和人性化特点。
【IPC分类】F04B51-00
【公开号】CN204610227
【申请号】CN201520076740
【发明人】徐晓光, 黄橙, 潘欣, 王志, 夏文娟, 马平华, 陆涛, 胡楠
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月3日