專利名稱：一種車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于車用發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
汽車在行駛時(shí)，很多情況下必須克服惡劣的自然條件，雨水天氣和河流眾多的地 形環(huán)境都對(duì)汽車的涉水能力提出了嚴(yán)格的要求，尤其是當(dāng)今全球氣候變化多端，即使在市 區(qū)，也經(jīng)常由于暴雨而積水。汽車涉水時(shí)，水相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)緩慢地流過，涉水水溫基本上維 持恒定，水面接觸到的機(jī)體高度隨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)離地高度的不同而不同。另外，行駛環(huán)境及汽 車工作狀態(tài)使得涉水的時(shí)間也不盡相同，這些不同的因素都會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能產(chǎn)生一 定的影響。目前，各汽車廠家也開始重視汽車涉水性能研究，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和車身易浸水部位 進(jìn)行防水密封性處理，但由于缺乏專用的涉水試驗(yàn)裝置和相關(guān)技術(shù)，因而一直無法對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)涉水性能進(jìn)行定量的研究。本試驗(yàn)裝置用來模擬發(fā)動(dòng)機(jī)涉水環(huán)境，可以在臺(tái)架上開展涉水試驗(yàn)和研究，從而 實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車涉水時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能變化及影響因素進(jìn)行定量分析。

實(shí)用新型內(nèi)容目前，現(xiàn)有技術(shù)中，尚未有專門針對(duì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水性能試驗(yàn)的裝置，缺乏對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)涉水性能進(jìn)行定量研究的硬件條件。為此，本實(shí)用新型公開了一種以控制技術(shù)、電子技 術(shù)、熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為理論基礎(chǔ)而開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，達(dá)到模擬汽車涉水時(shí)發(fā)動(dòng) 機(jī)所處環(huán)境的目的，試驗(yàn)裝置能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的試驗(yàn)要求，對(duì)涉水深度和涉水溫度進(jìn)行 自動(dòng)控制?？蒲腥藛T進(jìn)而根據(jù)不同試驗(yàn)條件下采集到的數(shù)據(jù)對(duì)汽車涉水時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能變 化和弓I起變化的因素進(jìn)行定量研究。本實(shí)用新型具體采用以下技術(shù)方案一種車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，包括涉水槽、電控單元、出水口水泵、出水流量調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)、供水系統(tǒng)、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水溫選擇控制開關(guān)、溫度傳感器、水位傳感器和工控 機(jī)；其特征在于所述涉水槽儲(chǔ)存試驗(yàn)所需水，所述發(fā)動(dòng)機(jī)置于涉水槽中，涉水槽側(cè)面下端開有一 進(jìn)水口和一出水口，所述進(jìn)水口連接供水系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)與所述水溫選擇控制開關(guān)相 連，連接進(jìn)水口和供水系統(tǒng)的進(jìn)水管與所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連，所述出水口通過出水 管連接至所述出水口水泵，所述出水管還與所述出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連；在所述涉水槽中安裝溫度傳感器和水位傳感器，所述溫度傳感器和水位傳感器的 輸出均連接至所述電控單元的輸入端，經(jīng)電控單元上傳至所述工控機(jī)，所述工控機(jī)輸出相 應(yīng)控制信號(hào)經(jīng)電控單元分別傳送至所述出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水溫選擇 控制開關(guān)。本實(shí)用新型的進(jìn)步和有益效果如下
3[0010]1.本實(shí)用新型能滿足在動(dòng)態(tài)涉水和靜態(tài)涉水條件下進(jìn)行各種發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)的需要。2.在試驗(yàn)臺(tái)上模擬發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際涉水環(huán)境，填補(bǔ)了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域缺少涉水試 驗(yàn)設(shè)備的空缺。3.設(shè)計(jì)可調(diào)螺旋支座，使涉水裝置可滿足不同涉水深度的需求。4.試驗(yàn)裝置自動(dòng)化程度高，能夠根據(jù)試驗(yàn)要求自動(dòng)選擇不同溫度的供水系統(tǒng)，同 時(shí)能針對(duì)試驗(yàn)中涉水溫度和涉水深度的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，達(dá)到維持涉水深度及涉水溫度 不變的效果。本實(shí)用新型涉及車用發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)。根 據(jù)目前汽車廠家對(duì)車輛的涉水高度要求，綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的外形、試驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備條件以 及試驗(yàn)可操作性，以控制技術(shù)、電子技術(shù)、熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為理論基礎(chǔ)，進(jìn)行了傳感器、水 溫選擇控制開關(guān)、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選型和儲(chǔ)水水槽、螺旋支座、電控單元的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用 上述硬件設(shè)備和試驗(yàn)室現(xiàn)有試驗(yàn)條件，達(dá)到在試驗(yàn)臺(tái)上模擬發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際涉水環(huán)境的目的。 本實(shí)用新型能滿足在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)涉水和靜態(tài)涉水性能試驗(yàn)的需要。

圖1發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原理圖。圖2螺旋支座三視圖及剖視圖，其中圖h，2b，2c分別為主視、左視、俯視圖。圖3涉水深度及涉水溫度測控流程，其中Iitl為設(shè)定涉水深度，Ttl為設(shè)定涉水溫度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖并通過優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì) 說明。本實(shí)用新型公開的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，包括涉水槽9、電控單元2、出水口 水泵8、出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6、供水系統(tǒng)5、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、水溫選擇控制開關(guān)4、溫度傳 感器13、水位傳感器12和工控機(jī)1。所述涉水槽9儲(chǔ)存試驗(yàn)所需水，所述發(fā)動(dòng)機(jī)11置于涉水槽9中，并連接測功機(jī)10， 涉水槽9側(cè)面下端開有一進(jìn)水口和一出水口，所述進(jìn)水口連接供水系統(tǒng)5，所述供水系統(tǒng)5 與所述水溫選擇控制開關(guān)4相連，連接進(jìn)水口和供水系統(tǒng)的進(jìn)水管與所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)相連3，所述出水口通過出水管連接至所述出水口水泵8，所述出水管還與所述出水流量 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6相連。在所述涉水槽9中安裝溫度傳感器13和水位傳感器12，所述溫度傳感器13和水 位傳感器12的輸出均連接至所述電控單元2的輸入端，經(jīng)電控單元2上傳至所述工控機(jī)1， 所述工控機(jī)1輸出相應(yīng)控制信號(hào)經(jīng)電控單元2分別傳送至所述出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6、進(jìn)水流 量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、水溫選擇控制開關(guān)4。涉水槽9的空間尺寸決定著蓄水量和水溫變化速率。本試驗(yàn)裝置涉水槽材料選用 薄壁型鋼，水槽表面噴涂防銹漆進(jìn)行防銹處理?？紤]到發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的外形特點(diǎn)，涉水槽設(shè) 計(jì)成長方體形狀，涉水槽高度根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的各種車輛涉水深度要求來確定。涉水槽側(cè)面布置有進(jìn)、出水口，進(jìn)出水口中心連線與涉水槽側(cè)面垂直。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有4個(gè)螺旋支座7，如附圖3所示，其中圖3a，3b，3c分別為主視、 左視、俯視視圖，4個(gè)螺旋支座均勻放置在涉水槽底部的4個(gè)拐角，用于支撐涉水槽重量和 調(diào)整涉水槽高度，由于支座的高度可調(diào)，即使地面不平，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，各螺旋支座的上 端面也可達(dá)到在同一平面，從而使得涉水槽水平放置，方便槽內(nèi)蓄水量的讀取與控制。螺旋支座7的上端面71為圓形平面，上端面71與高度調(diào)節(jié)螺桿72焊接成一體， 上端面71上均勻分布四個(gè)扇形通孔，形成十字形把手，方便試驗(yàn)人員調(diào)整支座高度。支座 底部為三腳支架74，利用“三點(diǎn)成面”原理，使支架上下端面在同一水平面，三腳支架74上 端焊有一法蘭盤73，法蘭盤73中心的螺孔用于同調(diào)節(jié)螺桿配合來調(diào)整支座高度。電控單元是涉水裝置的控制核心，是工控機(jī)同傳感器以及工控機(jī)同執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間 的連接紐帶，電控單元包括信號(hào)預(yù)處理模塊、穩(wěn)壓電源模塊、控制模塊、邏輯電路模塊、A/D 轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換模塊。電控單元的功能是實(shí)時(shí)將傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行整形、放大、光電隔 離及模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)轉(zhuǎn)換后輸入到工控機(jī)，同時(shí)將工控機(jī)的數(shù)字式控制指令進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換 (D/A)后控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。電控單元集成在一電路板上，外部采用金屬盒封裝保護(hù)。 電控單元的信號(hào)輸入及輸出導(dǎo)線均采用雙絞線，達(dá)到對(duì)信號(hào)進(jìn)行屏蔽的效果，避免外部信 號(hào)干擾。試驗(yàn)室供水系統(tǒng)提供0. 3MPa壓力的恒溫水注入涉水槽，在涉水槽中通過油底殼 壁面與曲軸箱的高溫潤滑油進(jìn)行熱交換后，從出水口排出，由于出口處水的壓力很低，為了 順利把水排出水槽，需在出水口處加裝一水泵。試驗(yàn)要求在發(fā)動(dòng)機(jī)涉水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)涉水水溫和 水位高度要保持恒定，因此在水泵的流量需要滿足一定的要求，水泵的流量越大，帶走的熱 量就越多，槽內(nèi)的水就越不容易升溫，而不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)其油底殼面積各異，因此，水泵 的選型需根據(jù)具體的發(fā)動(dòng)機(jī)及試驗(yàn)室供水系統(tǒng)來確定。流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作用是根據(jù)電控單元發(fā)出的指令控制進(jìn)出水口的流量。本實(shí)用新型 的進(jìn)水口流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用電控流量調(diào)節(jié)閥，該閥由外殼、裝于外殼內(nèi)的電控閥體和控制 電控閥體動(dòng)作的控制電路板組成，其特點(diǎn)是用多個(gè)流量不同的電磁驅(qū)動(dòng)流量開關(guān)，按二進(jìn) 制原理構(gòu)成一個(gè)連續(xù)可調(diào)的直接與數(shù)字信號(hào)接口的電控調(diào)節(jié)閥，適用于各種流體高速電控 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。水溫選擇控制開關(guān)的作用是根據(jù)試驗(yàn)要求及測試過程中實(shí)際涉水溫度來選擇溫 度合適的供水系統(tǒng)，該開關(guān)是電氣控制和熱工儀表的過程控制時(shí)的一種特殊開關(guān)，具有定 位操作、自復(fù)操作、定位-自復(fù)操作、閉鎖操作、定位-閉鎖操作、自復(fù)-定位-閉鎖操作等 功能，開關(guān)有多個(gè)通道可供選擇，電控單元中水溫控制模塊設(shè)定的不同電壓值對(duì)應(yīng)不同的 開關(guān)通道，每一通道控制一水溫檔位，各水溫檔位對(duì)應(yīng)溫度不同的供水系統(tǒng)，控制模塊的電 壓值控制邏輯電路的非門開閉，從而控制選擇開關(guān)通道的接通與關(guān)閉，試驗(yàn)過程中，控制開 關(guān)初始位置在閉鎖狀態(tài)。溫度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測涉水槽內(nèi)水溫，試驗(yàn)中，溫度傳感器的測量探頭浸沒在 涉水中，并將涉水實(shí)時(shí)溫度值以模擬信號(hào)形式輸入到電控單元。由于試驗(yàn)水溫模擬實(shí)際環(huán) 境溫度，所以溫度傳感器的測量范圍需滿足試驗(yàn)條件要求。綜合考慮價(jià)格、實(shí)用性、電控單 元接口及布置安裝等因素后，選用熱電偶式溫度傳感器，該傳感器采用金屬封裝，具有抗腐 蝕性能，且易彎曲，具有良好的抗震性能，另外熱響應(yīng)時(shí)間快，實(shí)時(shí)性好。[0030]水深傳感器用于監(jiān)測涉水槽的水深，并實(shí)時(shí)將水位信號(hào)以模擬量形式輸送到電控 單元?？紤]到安裝方便、測試特點(diǎn)以及測量精度，本試驗(yàn)裝置選用潛入式水深傳感器，傳感 器內(nèi)部裝有一個(gè)石英晶體壓力傳感器和一個(gè)石英晶體溫度傳感器，石英晶體溫度傳感器的 輸出信號(hào)用于對(duì)壓力傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以保證傳感器在寬廣的溫度范圍內(nèi)具有極高的 精度，另外，傳感器還具有一個(gè)防水的外殼及必要的沖擊保護(hù)裝置。涉水試驗(yàn)裝置能夠根據(jù)不同的試驗(yàn)要求調(diào)整水槽高度，并能自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)在涉 水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的涉水溫度和試驗(yàn)前注水時(shí)的涉水深度，涉水溫度及涉水深度控制流程如附圖4 所示。(1)水槽高度調(diào)整各汽車廠家對(duì)他們生產(chǎn)的車輛涉水高度都有不同的規(guī)定，而涉水槽的高度有 限，這就決定了水槽底部必須有高度調(diào)節(jié)裝置，使水槽能夠滿足不同涉水深度的要求。本裝 置設(shè)計(jì)了四個(gè)手動(dòng)可調(diào)螺旋式水槽支撐座，支撐座的支撐高度范圍為238mm ^h^ 438mm, 在確定好涉水深度后，由試驗(yàn)人員調(diào)整螺旋支座高度，將水槽調(diào)整合適的位置，一般是要將 水槽高度控制在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸以下，如果涉水高度高于曲軸中心，則要對(duì)輸出軸(發(fā)動(dòng)機(jī)與 測功器連接段)進(jìn)行防水處理?？紤]到發(fā)動(dòng)機(jī)工作中的振動(dòng)作用，為防止水槽內(nèi)的水在試驗(yàn)過程中濺出，一 般儲(chǔ)水水面離水槽上邊沿距離> 10mm，另外，水槽內(nèi)儲(chǔ)水不宜過少，以免水槽水溫升高過 快，要求試驗(yàn)中水槽內(nèi)水面距水槽下底面距離> 200mm。設(shè)當(dāng)涉水深度為h，則支撐座調(diào)整 到的高度hi需滿足hl+200 彡 h 彡 hl+470 S卩h_470 ^ hi ^ h-200(2)涉水溫度控制涉水槽中設(shè)有溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測水溫，為全面反映涉水槽內(nèi)水溫，采用多點(diǎn)溫 度測量法進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行涉水試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱內(nèi)潤滑油溫度逐漸升高，并通 過油底殼壁與涉水槽中的水發(fā)生熱交換，為使水溫保持恒定，需增大向水槽供應(yīng)的水流量 和供應(yīng)低溫水進(jìn)行熱量交換，從而達(dá)到控制水溫的目的。當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測到水溫上升時(shí)， 及時(shí)將實(shí)測溫度信號(hào)以電壓量的形式輸入到電控單元，電控單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理(整形、 放大、光電隔離、A/D轉(zhuǎn)換)后，輸入到工控機(jī)測試軟件，測試軟件對(duì)電控單元輸入的信號(hào)進(jìn) 行相應(yīng)運(yùn)算，還原溫度值，同時(shí)將運(yùn)算得到的溫度與試驗(yàn)前設(shè)定的溫度初值進(jìn)行比較，以兩 者的差值為控制信號(hào)反饋到電控單元，電控單元中的控制模塊根據(jù)控制信號(hào)來控制進(jìn)出水 口的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及水溫選擇開關(guān)。通過增加水流量和更換注入水溫的方式來控制熱量的 交換，從而保持試驗(yàn)水溫恒定。(3)涉水深度控制試驗(yàn)時(shí)，水槽內(nèi)水的深度需維持不變，本試驗(yàn)裝置能根據(jù)試驗(yàn)前設(shè)定的高度值對(duì) 涉水深度進(jìn)行自動(dòng)控制。供水系統(tǒng)在向涉水槽供水時(shí)，出水口流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，水深傳感器 實(shí)時(shí)將水深信號(hào)以電壓值的形式輸入到電控單元，電控對(duì)水深信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理后，通過I/ 0接口輸入到工控機(jī)，工控機(jī)內(nèi)的測試軟件對(duì)水深進(jìn)行運(yùn)算還原，并根據(jù)試驗(yàn)前設(shè)定的水深 值和實(shí)測值進(jìn)行邏輯減運(yùn)算，一旦邏輯減結(jié)果為零，則立即觸發(fā)水深控制模塊，控制模塊將 進(jìn)出口流量一致的指令輸入到電控單元，電控單元將控制指令進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后，根據(jù)指令 值調(diào)整流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電控閥體開度，使進(jìn)出口水流量相等，從而維持試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)涉水深度不變。 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，涉水槽的尺寸設(shè)計(jì)主要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的外 形、支撐方式以及試驗(yàn)室其他設(shè)備的布置空間，一般設(shè)計(jì)成長方形。其依據(jù)如下 a.油底殼外形決定涉水槽形狀和尺寸。涉水試驗(yàn)時(shí)，油底殼浸泡在涉水槽內(nèi)，且油 底殼和涉水槽壁面不能接觸，所以涉水槽的空間尺寸需設(shè)計(jì)的稍大于油底殼，另外，油底殼 的形狀決定了涉水槽的外形采用長方形最合適，該形狀比正方形更節(jié)省材料。b.支撐方式?jīng)Q定涉水槽的形狀。試驗(yàn)中，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)工作的振動(dòng)影響，涉水槽的 支撐方式選擇水平支撐，所以涉水槽底部需采用平面形式。c.試驗(yàn)室的其他設(shè)備的布置空間決定涉水槽尺寸。試驗(yàn)室的其他設(shè)備的布置位置 (如測功機(jī)和懸置支架的位置)決定著試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置，進(jìn)而影響到涉水槽的排放空 間和位置，最終對(duì)涉水槽的尺寸造成影響。涉水槽支座的形式設(shè)計(jì)主要基于涉水槽的形狀、儲(chǔ)水后的涉水槽總重量及試驗(yàn)的 涉水要求。a.涉水槽形狀決定支座的形狀。支座支撐在涉水槽底部，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，涉水 槽能保持水平，因此，涉水槽底部的形狀決定著支座上端面的形狀，涉水槽底部一般為水平 面，這就決定了支座的上端面也為水平面。b.涉水槽儲(chǔ)水后的總重量決定支座形式。通過調(diào)整支座的高度和儲(chǔ)水深度來 模擬涉水試驗(yàn)不同的涉水深度，支座除了要滿足涉水高度要求外，還需滿足支撐涉水槽和 蓄水的重量，即支座要求具有承受在最大蓄水量時(shí)涉水槽與水的總重量的能力，因而，支座 的三個(gè)支腳的直徑和分布位置需根據(jù)最大承重量來設(shè)計(jì)。c.涉水試驗(yàn)要求決定支座形式。支座的高度調(diào)整的范圍設(shè)計(jì)不僅要依據(jù)涉水槽的 高度，還需結(jié)合目前裝配發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的涉水高度要求，對(duì)無支座情況下涉水槽能滿足的 涉水試驗(yàn)深度和試驗(yàn)要求的涉水深度進(jìn)行計(jì)算后，確定支座可調(diào)整高度的范圍。支座的高 度調(diào)整方式可采用螺旋式、液壓式或齒輪式等，考慮到簡化結(jié)構(gòu)、操作容易及維護(hù)方便等因 素，采用螺旋式結(jié)構(gòu)。水泵的選型依據(jù)是涉水槽的空間尺寸以及試驗(yàn)室供水系統(tǒng)條件。a.涉水槽的空間尺寸決定水泵的參數(shù)。涉水裝置靠調(diào)整水泵的流量來維持涉水溫 度恒定，涉水槽空間尺寸越大，當(dāng)水溫變化時(shí)，則需要水循環(huán)帶走的熱量則越多，此時(shí)水泵 的流量要求越大。b.試驗(yàn)室供水條件決定水泵選型。維持恒定的涉水高度方式是通過使進(jìn)出口水流 量大小一致，因此，出水口水泵的選擇受試驗(yàn)室供水系統(tǒng)水泵的制約。傳感器是試驗(yàn)裝置的敏感元件，其性能的優(yōu)劣影響試驗(yàn)裝置參數(shù)的控制效果，傳 感器的選擇依據(jù)如下a.試驗(yàn)要求。溫度傳感器選擇依據(jù)是涉水試驗(yàn)要求模擬的環(huán)境溫度范圍和測量環(huán) 境，常用的溫度傳感器在測量范圍上基本上能滿足要求，試驗(yàn)時(shí)，傳感器浸泡在水中，要求 傳感器探頭較長，另外，潤滑油通過油底殼對(duì)涉水的溫度影響較小，因此，溫度傳感器的靈 敏度要求較高。水深傳感器安裝在水槽底部，根據(jù)水壓變化來判斷注入的涉水深度，控制單 元根據(jù)水深傳感器發(fā)出的信號(hào)來控制進(jìn)、出口的流量，因此，該傳感器的靈敏度及響應(yīng)頻率 要求較高。[0053]b.布置方式。傳感器的選擇需考慮到實(shí)際的布置情況，溫度傳感器均勻布置在涉 水槽內(nèi)，其外形需根據(jù)水槽內(nèi)空間情況及發(fā)動(dòng)機(jī)的空間布置情況來確定。水深傳感 器安裝在涉水槽底部，涉水槽底部水平的外形特征決定了該傳感器的安裝面為水平面，且 應(yīng)具有剛性固定條件。c.硬件匹配。傳感器的靈敏度、固有頻率及頻率響應(yīng)的選擇需同工控機(jī)上安裝的 數(shù)據(jù)采集卡的采樣頻率及信號(hào)傳輸速率相匹配。電控單元的設(shè)計(jì)須考慮傳感器形式、工控機(jī)數(shù)據(jù)采集的形式以及控制指令執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的工作特點(diǎn)，其具體依據(jù)a.傳感器的形式。傳感器的信號(hào)特點(diǎn)決定電控單元的信號(hào)預(yù)處理模塊的設(shè)計(jì)要求 及信號(hào)處理方式，如傳感器輸出信號(hào)的范圍決定了電控單元對(duì)其進(jìn)行放大的倍數(shù)，進(jìn)而影 響到電路中電容、電阻、放大器等電子元件的選取。另外，傳感器信號(hào)輸出端及激勵(lì)電源輸 入端的接口形式?jīng)Q定著電控單元與傳感器的對(duì)接設(shè)計(jì)要求。b.工控機(jī)數(shù)據(jù)采集的形式。電控單元將信號(hào)處理完后輸入到工控機(jī)，工控機(jī)數(shù)據(jù) 采集卡的工作方式?jīng)Q定著電控單元的輸出端口的布置方式及信號(hào)線的排列順序。c.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式。電控單元將工控機(jī)的控制指令輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 工作特點(diǎn)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)激勵(lì)電源的范圍決定著電控單元控制模塊、穩(wěn)壓電源模塊和邏輯電路 模塊的電子元器件選擇。流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇依據(jù)是a.試驗(yàn)室供水系統(tǒng)。試驗(yàn)室供水系統(tǒng)的流量數(shù)值決定流量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作壓 力及流量極值范圍。b.電控單元。電控單元的穩(wěn)壓電源模塊能夠提供的電壓范圍決定流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的 工作電壓選擇。水溫選擇控制開關(guān)的選擇依據(jù)是a.試驗(yàn)室供水系統(tǒng)。要求開關(guān)的通道數(shù)多于試驗(yàn)室不同溫度的供水系統(tǒng)數(shù)量。b.電控單元。電控單元穩(wěn)壓電源模塊的供電范圍決定開關(guān)的工作電壓選擇。試驗(yàn)裝置的整體布置及連接需以試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備(測功機(jī)、供水系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng) 等)布置為前提，同時(shí)需兼顧硬件連接的接口匹配及安裝問題。本實(shí)用新型結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對(duì)技術(shù)方案做了詳細(xì)的說明與描述，但是本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案，詳盡的說明只是為 了幫助讀者更好地理解本實(shí)用新型精神，而并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，相反，任何 基于本實(shí)用新型的發(fā)明精神所作的任何改進(jìn)或修飾都應(yīng)當(dāng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，包括涉水槽、電控單元、出水口水泵、出水流量調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)、供水系統(tǒng)、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水溫選擇控制開關(guān)、溫度傳感器、水位傳感器；其特征 在于所述涉水槽儲(chǔ)存試驗(yàn)所需水，所述發(fā)動(dòng)機(jī)置于涉水槽中，涉水槽側(cè)面下端開有一進(jìn)水 口和一出水口，所述進(jìn)水口連接供水系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)與所述水溫選擇控制開關(guān)相連，連 接進(jìn)水口和供水系統(tǒng)的進(jìn)水管與所述進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連，所述出水口通過出水管連接 至所述出水口水泵，所述出水管還與所述出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連；在所述涉水槽中安裝溫度傳感器和水位傳感器，所述溫度傳感器和水位傳感器的輸出 均連接至所述電控單元的輸入端，經(jīng)電控單元上傳至所述工控機(jī)，所述工控機(jī)輸出相應(yīng)控 制信號(hào)經(jīng)電控單元分別傳送至所述出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水溫選擇控制 開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的涉水槽的進(jìn)水 口和出水口的直徑相等，進(jìn)水口和出水口的中心連線與水槽側(cè)面垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于所述試驗(yàn)裝置還進(jìn)一 步包括4個(gè)螺旋支座，放置在涉水槽底部的4個(gè)拐角。
4.如權(quán)利要求3所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于所述螺旋支座由高度 調(diào)節(jié)螺桿支撐，其上端面為圓形平面，并與高度調(diào)節(jié)螺桿焊接成一體，端面上均勻分布四個(gè) 扇形通孔，形成十字形把手，支座底部為三腳支架，三腳支架上端焊有一法蘭盤，法蘭盤中 心的螺孔與調(diào)節(jié)螺桿配合來調(diào)整所述螺旋支座的高度。
5.如權(quán)利要求1所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于其中所述的電控單元 由信號(hào)預(yù)處理模塊、穩(wěn)壓電源模塊、控制模塊、邏輯電路模塊、A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換模塊組 成，所述電控單元集成在一電路板上，外部采用金屬盒封裝保護(hù)。
6.如權(quán)利要求1所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于所述水位傳感器選用 潛入式水深傳感器，所述潛入式水深傳感器內(nèi)部裝有一個(gè)石英晶體壓力傳感器和一個(gè)石英 晶體溫度傳感器，所述潛入式水深傳感器還具有一個(gè)防水的外殼及沖擊保護(hù)裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于所述溫度傳感器選用 熱電偶式溫度傳感器，并采用金屬封裝。
8.如權(quán)利要求1所述的車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，其特征在于所述水溫選擇控制開 關(guān)具有多個(gè)可供選擇的通道，每一通道對(duì)應(yīng)一水溫檔位，各水溫檔位對(duì)應(yīng)溫度不同的供水 系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種車用發(fā)動(dòng)機(jī)涉水試驗(yàn)裝置，包括涉水槽、電控單元、出水口水泵、出水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、供水系統(tǒng)、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水溫選擇控制開關(guān)、溫度傳感器、水位傳感器。涉水槽儲(chǔ)側(cè)面下端開有一進(jìn)水口和一出水口，所述進(jìn)水口連接供水系統(tǒng)，進(jìn)水管和出水管分別與相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連，供水系統(tǒng)還與水溫選擇控制開關(guān)相連；工控機(jī)通過涉水槽中的溫度傳感器和水位傳感器測量水位和水溫，并通過電控單元控制進(jìn)水管和出水管的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和水溫選擇控制開關(guān)。本實(shí)用新型模擬汽車涉水時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所處環(huán)境的目的，能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的試驗(yàn)要求，對(duì)涉水深度和涉水溫度進(jìn)行自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)G01M15/00GK201844921SQ20102058301
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者喬艷軍, 王岳宇, 舒明星, 鄭素芳 申請(qǐng)人:重慶長安汽車股份有限公司