一种用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置
技术领域
本实用新型属于发动机低温试验过程中发动机冷却液温度控制技术领域，具体涉及一种用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置。
背景技术
发动机试验平台是测试发动机在不同工况下的运行状况的重要测试设备，通过试验平台对发动机进行测试的过程中，需要对发动机冷却液进行恒温控制，以保证发动机试验顺利进行。
发动机低温试验能够有效测试发动机在低温环境下的工作状况，对发动机性能测试有重要意义，在现有的发动机试验平台上，发动机冷却液恒温装置仅能在0℃以上环境下工作，一旦环境温度低于0℃，试验室冷却水会因结冰而导致冷却液恒温装置无法正常工作。故现有技术中，缺少一种能够在低温环境下有效运行的发动机冷却液恒温装置。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置，以保证发动机在0℃以下的低温环境中工作时，发动机冷却液能够稳定在所需的温度下，从而顺利进行试验。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：
一种用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置，由冷却水循环回路、载冷剂循环回路、发动机冷却液循环回路以及控制器组成；
外部冷却水水箱与外部换热器的冷却水管路通过管路首尾依次连接形成所述冷却水循环回路；
所述载冷剂循环回路包括载冷剂升温循环回路和载冷剂降温循环回路，其中，水泵、内部换热器的载冷剂管路、三通比例阀、外部换热器的载冷剂管路和水泵首尾依次连接形成所述载冷剂降温循环回路，水泵、内部换热器的载冷剂管路、三通比例阀、加热器和水泵首尾依次连接形成所述载冷剂升温循环回路；
内部换热器的发动机冷却液管路与发动机冷却管路首尾依次连接形成所述发动机冷却液循环回路，在发动机冷却管路的出入口分别安装有温度传感器；
所述水泵、三通比例阀11和温度传感器分别与控制器信号连接；
所述载冷剂为冰点低于-45℃的液体。
进一步地，在内部换热器的载冷剂管路与加热器相并联的管路外侧，还并联有一条旁通支路，所述旁通支路上安装有旁通阀。
进一步地，在水泵的上游连接管路上安装有载冷剂补给罐，所述载冷剂补给罐与控制器信号连接。
与现有技术相比，本实用行星的有益效果在于：
本实用新型所述用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置，通过在0℃以上的恒温环境和0℃以下的低温环境分别设置换热器，实现两级换热，进而通过两次换热过程实现试验室冷却水循环处于发动机低温试验室外部的0℃以上恒温环境，避免冷却水结冰，保证了各温度控制部件的正常工作，实现发动机低温试验的恒温控制。
附图说明
图1为用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置的结构简图。
图中：
1-外部换热器， 2-加热器， 3-载冷剂补给罐， 4-旁通阀，
5-水泵， 6-内部换热器， 7-入口温度传感器， 8-发动机，
9-出口温度传感器， 10-控制器，11-三通比例阀。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，本实用新型公开了一种用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置，包括：冷却水循环回路、载冷剂循环回路、发动机冷却液循环回路以及控制器10组成。
所述冷却水循环回路包括：外部冷却水水箱(图中未显示)、外部换热器1以及相应的连接管路。其中，外部冷却水水箱的冷却水出口与外部换热器1的冷却水管路入口管路连接，外部换热器1的冷却水管路出口与外部冷却水水箱的冷却水入口管路连接；冷却水依次经外部冷却水水箱和外部换热器1的冷却水管路，最后流回外部冷却水水箱，形成所述冷却水循环回路。
所述载冷剂循环回路包括：外部换热器1、加热器2、载冷剂补给罐3、旁通阀4、水泵5、内部换热器6、三通比例阀11以及相应的连接管路。其中，外部换热器1的载冷剂管路出口与水泵5的入口管路连接，水泵5的出口与内部换热器6的载冷剂管路入口管路连接，内部换热器6的载冷剂管路出口与三通比例阀11的第一连接口(入口)管路连接，三通比例阀11的第二连接口(第一出口)与外部换热器1的载冷剂管路入口管路连接，三通比例阀11的第三连接口(第二出口)与加热器2的入口管路连接，加热器2的出口与水泵5的入口管路连接。
在上述载冷剂循环回路中，载冷剂从水泵5泵出后，依次流经内部换热器6的载冷剂管路、三通比例阀11、外部换热器1的载冷剂管路，最后流回水泵5，形成载冷剂降温循环回路；载冷剂从水泵5泵出后，依次流经内部换热器6的载冷剂管路、三通比例阀11、加热器2，最后流回水泵5，形成载冷剂升温循环回路。
所述载冷剂补给罐3安装在水泵5的上游连接管路上，且位于外部换热器1的载冷剂管路和加热器2的下游，以实现对载冷剂循环回路中载冷剂的补给。
在所述外部换热器1的载冷剂管路和加热器2的并联管路外侧，还并联有一条旁通支路，在所述旁通支路上安装有一个旁通阀4，所述旁通阀4为手动阀，通过调节旁通阀4的开度进而控制流经旁通支路的载冷剂流量，一方面实现防止载冷剂循环回路中的管路内压过高而损坏管路，另一方面实现调整进入加热器2或外部换热器2的载冷剂管路中的载冷剂流量。
在上述载冷剂循环回路中，所述加热器2、载冷剂补给罐3、水泵5和三通比例阀11的控制信号输入端分别与控制器10的控制信号输出端信号连接；所述加热器2在控制器10的控制下开启后，将对载冷剂升温循环回路中的载冷剂进行加热；所述载冷剂补给罐3在控制器10的控制下向载冷剂循环回路中补入载冷剂；所述水泵5在控制器10的控制下开启，实现将载冷剂持续稳定地泵入载冷剂循环回路中；三通比例阀11在控制器10的控制下控制第二连接口或第二连接口开启或关闭，进而调节进入加热器2或外部换热器1的载冷剂管路中的载冷剂流量。
在上述载冷剂循环回路中，所述载冷剂为冰点低于-45℃的液体，一般可采用发动机冷却液作为本循环回路中的载冷剂。
上述冷却水循环回路中的冷却水与载冷剂降温循环回路中的载冷剂在外部换热器1中实现换热。
所述发动机冷却液循环回路包括：内部换热器6、入口温度传感器7、发动机8、出口温度传感器9以及相应的连接管路。其中，内部换热器6中的发动机冷却液管路出口与发动机8的冷却管路入口管路连接，发动机8的冷却管路出口与内部换热器6中的发动机冷却液管路入口连接；发动机冷却液依次经内部换热器6的发动机冷却液管路流出后，经发动机8的冷却管路，最后流回内部换热器6的发动机冷却液管路，形成所述发动机冷却液循环回路。
入口温度传感器7安装在发动机8的冷却管路入口处，以检测发动机8冷却管路入口的发动机冷却液温度；出口温度传感器9安装在发动机8的冷却管路出口处，以检测发动机8冷却管路出口的发动机冷却液温度。
所述入口温度传感器7和出口温度传感器9的信号输出端分别与控制器10的信号输入端信号连接，控制器10通过接收入口温度传感器7和出口温度传感器9采集到的发动机8冷却管路出入口处的发动机冷却液温度，进而判断是否对发动机冷却液进行升温或降温，再通过控制载冷剂循环回路中的受控元件，实现对流经内部换热器6的载冷剂管路中载冷剂进行升温或控温，最后通过内部换热器6实现载冷剂与发动机冷却液的换热，实现发动机冷却液升温或降温。
本实用新型所述用于低温环境模拟试验的发动机冷却液恒温装置的工作过程如下：
如图1所示，所述冷却水循环回路和载冷剂循环回路(除内部换热器6)均处于0℃以上的恒温环境，包含内部换热器6在内的冷却水循环回路处于0℃以下的低温环境。
当控制器10接收到发动机8冷却管路出口流出的发动机冷却液温度低于预设温度时，控制器10判断需要对发动机冷却液进行升温，故，控制器10控制三通比例阀11的第二连接口关闭，控制三通比例阀11的第三连接口打开，并控制加热器2开始加热，使载冷剂在载冷剂升温循环回路中流动，并随着载冷剂温度的升高，经内部换热器6进行换热的发动机冷却液温度随之升高，直至控制器10接收到流入发动机8冷却管路入口的发动机冷却液达到预设的温度时，控制器10控制加热器2停止加热，即完成发动机冷却液升温控制过程。
当控制器10接收到发动机8冷却管路出口流出的发动机冷却液温度高于预设温度时，控制器10判断需要对发动机冷却液进行降温，故，控制器10控制三通比例阀11的第二连接口打开，控制三通比例阀11的第三连接口关闭，使载冷剂在载冷剂降温循环回路中流动，载冷剂经外部换热器1与冷却水实现热交换后，温度开始降低，随着载冷剂温度的降低，经内部换热器6进行换热的发动机冷却液温度也随之降低，直至控制器10接收到流入发动机8冷却管路入口的发动机冷却液达到预设的温度，即完成发动机冷却液降温控制过程。
在上述发动机冷却液降温控制过程中，由于冷却水始终处于0℃以上的恒温环境，故避免了结冰的问题，载冷剂在0℃以上的恒温环境下通过外部换热器1实现与冷却水的一次换热，由于载冷剂的冰点较低，故完成一级换热的载冷剂又进入0℃以下的低温环境，通过内部换热器6实现与发动机冷却液的二次换热，通过两次换热过程最终实现了对低温环境下发动机冷却液的恒温控制。
