（奇瑞）发动机冷却系统试验(2)

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停机并彻底排空系统中的冷却液。至少重复两次这样的试验。 4.6 发动机系统阻力——调温器全开

安装全开的调温器，调节上部软管温度到50~60℃（如果必要可增加负荷）、调节系统压力到1.0bar（或设计值）。 以最低转速运行发动机

当读数稳定时（例如5分钟），按照3.3和3.4的方法记录测量值。

进一步提高转速，给出8~10个中间值加上最大值，在每个转速下记录数据。 通常基本的系统阻力对温度并不十分灵敏，在典型的运行范围内，如此精确的控制温度到定义值范围内对试验来说并不重要，在相对低的冷却液温度下运行该试验将会有减小气蚀和局部沸腾的可能性，气蚀和局部沸腾将导致不稳定或非线形现象的发生。

4.7把上部软管温度调节到95℃和105℃之间（或设计的最高连续温度的目标值）。在这个测试的过程中，发动机在全负荷条件下运行。 4.8 发动机系统阻力——关闭式调温器

安装一个标准功能的调温器并确保小循环达到设计意图。为了在调温器开启之前短时间内执行试验，有必要使用一个功能调温器（保护发动机）。 尽可能降低冷却液温度。

启动发动机并以低转速运行，记录测量值。 象4.6一样进一步提高发动机转速并记录。

如果调温器已经开启（检测上部软管流量和温度，但允许有小的气流通过气孔），返回到怠速并冷却系统，如果必要继续试验直到所有转速都记录为止。

为了控制水泵的流量，有必要比较泵转速、（从试验台上）压力升高相对于水泵流量变化图或从4.6和4.7得出结果。

4.9 流量传输——模拟可变的车辆系统阻力

安装一个全开的调温器，预热发动机。在最高转速的一半时，上部软管温度达到90~105℃；调节冷却系统，保持温度不变。如有气蚀发生，使上部软管温度降低到约50~60℃可能会很有效。

关小下部流量调节阀，使通过上部流量计测量的流量减少近10%。 重复4.6中的测量。

4.10 重复4.9中的过程，进一步减少10%的流量（非阻力值）。 重复4.6中的测量。

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4.11 重复4.10直到非阻力值的流量降低到50%或系统中的关键点达到最大可接受的压力，参考设计者的要求。如果具有代表性的整车系统阻力已知，确保试验范围包含该值。 4.12 水泵的气蚀极限——开启式调温器和规定的冷却液

在试验之前从4.6中预览结果。试验目的是决定避免气蚀的情况下所要求的最小系统压力，该试验应该用汽车上原始的软管。

当某个温度区域的局部压力低于冷却液和液体沸腾时的蒸汽压力时，气蚀产生。这种现象通常最初在水泵进口（也就是系统中的最低压力点）处产生。起初水泵中的蒸汽重新冷凝（长时间这样将导致腐蚀）但最终将产生“气锁”而使流动停止，在使用中必须避免。在这些试验当中，必须避免达到“气锁”条件。

对于给定的冷却液温度，气蚀极限被定义为水泵传输流量率与以相同的泵转速测量的参考流量率相比较降低3%，但为了避免气蚀产生水泵的进口压力应足够高。降低3%的流量相应的会降低近6%的水泵压力升高（dP正比于流量的平方）。

在整车冷却系统中减少冷却液来检测气蚀同样要求试验，这在台架上模拟并不能满足要求。参考适当的试验程序。

通常额定转速与评估水泵的气蚀特性有关，因为额定功率下产生很多的热量给冷却液；另一方面，发动机最大转速也很关键，因为水泵转子中的动态压力降正比于转速的平方。由于发动机功率与风扇气流量的比值很高，通常在最大扭矩下稳定运行，产生的冷却液温度最高。

为了模拟整车冷却系统阻力，应该调节下部软管阀。如果这些数据未知，应该在覆盖可能的整车冷却系统范围内，下部软管阀门的不同位置处进行试验。由于在最大流量的条件下水泵进口处气蚀通常最先发生；因此如果拿不准的话，选择最小的流动阻力。

负责工程师应该定义评估气蚀现象的发动机转速范围和模拟整车冷却系统阻力。下列情况假定相应的发动机转速为额定转速。

试验采用开启式调温器和小循环，注意小循环水流进入水泵叶轮入口将会影响气蚀的特性，这决定于具体设计。

往系统中加入推荐的冷却液。

4.13 在额定转速下运行发动机并调节热交换器，维持水泵进口温度在80℃；必要时加载最低的负荷。

4.14 设置系统压力为1.0bar（或说明的系统压力），记录表3.3、3.4中的测量值。 4.15 以每次大约0.1bar的速度降低系统压力并重复3.3、3.4中的测量，直到系统压力降低

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或观测到气蚀产生且流量减少超过20%。

当流量下降，用更小的速度降低系统压力（可以用10到20mbar），注意：除非水泵进口阻力过大，否则低温时不应该产生气蚀。

4.16 以每次5℃逐步升高水泵进口温度并重复4.14和4.15，直到达到最大试验温度或与在全系统压力下基准值相比流量降低大于20%或达到沸腾极限且冷却液喷出。推荐最高温度应该大于在整车临界运行条件下（通常大于120℃）的最大设计温度，但不要超过上部软管允许的极限温度。（在2.0bar绝对压力下50%水与50%乙二醇混合液的沸点约为107℃，在2.0bar绝对压力下约为128℃） 4.17流量传输与发动机转速的关系

预览4.13到4.16中的结果，决定在最高设计温度下水泵进口不出现气蚀（流量下降率极限等于3%）时所要求的最小系统压力，检测在定义的系统压力下是否能够达到该值。

参考曲线：

在冷机（20-25℃）时打开、关闭膨胀罐的压力盖；

启动发动机并调节热交换器来维持90℃的发动机出水温度和设计最小系统压力值。在最小全负荷转速下运行发动机，有必要加负荷来维持冷却液温度，记录3.3、3.4中的测量值。

逐步把发动机转速提高（象4.6一样）到最大并记录3.3、3.4中测量值。 流量和转速之间近似为线形关系，应调查和全面了解偏离线性的现象。 高温条件：

在怠速条件下暖机，并且在发动机出水温度到达40℃时，打开、关闭膨胀罐的压力盖。 调节热交换器直到水泵的最高设计进口温度，并保持系统压力调整不变。 像基参考线一样在所有转速下运行发动机，记录3.3、3.4中的测量值。 监测流量，如果所测的流量与参考值相比减少量超过10%则停止试验。

应该监测从低速到最高转速范围内没有气锁（与参考曲线相比流量减少量大于5%）。如果在额定转速和最高转速下偏离基准曲线急剧上升，有必要进一步调查（例如在不同的转速下重复4.12到4.16）确保在最恶劣的条件下（系统压力最小、冷却液温度最高、冷却液没有按规定比值混合等）没有气锁发生。 4.18 系统压力的建立

开始用1Hz频率记录数据（参照3.3、3.4）

开始冷却发动机并在怠速下暖机，在发动机出水温度到达40℃时，打开、关闭膨胀罐的压力盖。

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在2000r/min、2bar的BMEP的条件下运转发动机直到调温器打开的温度。这时加速到发动机的额定功率。

冷却发动机直到调温器全部关闭。

重复试验，不过发动机一定在额定转速、80%的负荷下运转直到调温器打开的温度。

这时加速到额定功率并运转发动机直到温度稳定。尽可能快速地把发动机调到最大转速并稳定30秒。怠速并连续测量数据60秒。停机，同时记录数据。 4.19使用100%的水作冷却液时的气蚀极限

如果合适，应该使用100%的清洁水作为冷却液（这应该由负责工程师说明）重复4.12~4.16中的气蚀极限试验。注： 绝对压力为2bar时100%冷却水的沸点为119℃，绝对压力为1bar时其沸点为100℃。试验温度极限应该相应改变。 4.20 稳态和动态时的调温器特性

这个程序假定使用一个常规的被动式调温器，试验中使用的调温器应该事先标定来决定其运行参数，然后才能进行发动机的暖机试验。 4.21 标定

如果没有专门的调温器标定台架，推荐使用下面的程序：

按照设计方向把调温器安装到一个装有清洁水的玻璃试验瓶中，（如果开启温度大于100℃，要用水和乙二醇混合液）在调温器旁放一个刻度尺以至能够测量阀门的移动量，而且在调温器旁放一个温度计或相当于测量温度的仪器。目测毫米刻度通常可以达到要求，在一段时间内通常10分钟把水从环境温度20℃加热到100℃，以适当的间隔记录调温器阀的位置，例如对于一个名义值为88℃的调温器从75℃开始以2℃的步长测量直到100℃。参考制造商相应的温度清单，对照说明书上的结果。

允许将水冷却（如果需要，辅助冷却，但不要太快）并记录关闭特性。画图说明其滞后情况（图4）。

4.22 安装已标定的调温器到带有符合设计要求小循环到发动机上

对于初始的调温器试验，可以使用水或混合冷却液，使用清洁水更好，因为它允许在试验之间加入冷水来减少总的试验时间。注意不要使发动机受到冷热冲击而损坏。最好在发动机怠速时用试验台架温度控制来降低冷却液温度。

建议调整系统阻力（下软管阀）与车辆实际阻力一致，如果实际系统尚未确定，可按典型值调整。

如果没有说明的值，将系统压力设置为设计值或1.0bar。（调温器特性通常不是压力

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式）

4.23 暖机和稳态

发动机暖机并一些固定速度和负荷下观察调温器的动态特性。控制不同发动机的稳态温度值，以至于能够观测任何温度循环。

注：动态特性将受到系统容积和总的冷却系统热容量的严重影响，因此当可行时有必要用实际的整车系统来检测。参考3.2。

初始冷却系统温度也将影响由冷到热的转变过程。如果从20℃开始观测到的暖机过程能达到要求的话，那么更高的温度也可能达到要求。也应该作低温（例如冷启动试验）检测。

重要的是：为了使控制系统不至于导致不稳定性的产生，试验台架上冷却系统控制参数必须仔细选择（时间常数等）。为了分析暖机特性，推荐将冷却系统调整到手动模式。因此在试验当中调整热交换器的冷却水到一合适的最小值并保持恒定。

对于所有发动机推荐下列条件都应该试验： 负荷 转速 最小 最大 最小 X X 最大 X X 对于车用发动机，推荐3或4中间的“道路负荷”也应该试验。典型的“道路负荷”可以近似认为功率正比于转速的三次方；拿额定功率做参考，“道路负荷”为： 转速% 功率%

选择适当的转速和负荷。

在调温器开始打开的区域，定义靠近在一起操作点（转速和负载）很重要。 4.24 在固定转速下暖机

试验应该从上部软管冷却液温度明显低于名义的调温器运行温度（例如20℃）时开始。 设置试验台架，冷却使最小流量、系统压力到设计值或1.0bar的标准（或特定值）。 用4.21中最初的速度和负荷点处运行发动机。

用3.3、3.4中的测量方法每秒记录一次，直到上部软管温度达到接近100℃，用4.250 1 2 3 3 7 13 22 34 51 73 100 怠速 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 第 10 页 共 19 页

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