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二氧化碳氣體流量計的組成及在內燃機熱測試中的應用

點選次數▩╃↟:1045 釋出時間▩╃↟:2021-01-08 05:43:06
摘要▩╃↟:內燃機或整車開發測試時·╃,要求做耐久☁╃、外特性☁╃、可靠性☁╃、瞬態響應等測試·╃,為了滿足發動機或整車需求·╃,需要一套能力強☁╃、穩定性好☁╃、響應速度快的內燃機測試二氧化碳氣體流量計·╃,以確保內燃機和整車完成需求測試╃↟·•◕。
1二氧化碳氣體流量計組成
本流量計以S7系列1500PLC作為邏輯控制核心·╃,以2路歐姆龍PID調節器為溫度控制單元·╃,溫度控制閥門為PID調節閥·╃,分別控制冷液和冷卻水路·╃,對於控制精度要求在正負1攝氏度以內·╃,只需要1路PID閥門工作即可·╃,對於二氧化碳氣體流量計要求較高的精度及調節時間·╃,需要2路PID閥門同時協調動作·╃,確保出水溫度控制在正負0.5以內╃↟·•◕。以KTP-400觸控式螢幕為HMI·╃,固瑞克液體流量計單元☁╃、由泵☁╃、電加熱器和氣動電磁閥為執行元件╃↟·•◕。熱交換器流量計選用國內知名品牌落地式熱交換器·╃,換熱面的11平方·╃,根據機型不同·╃,換熱器需要重新選型╃↟·•◕。其它液位及溫度感測器實現監控和反饋·╃,組成了可以計量及溫控調節的內燃機輔助流量計╃↟·•◕。具有各單元好立工作·╃,統一控制·╃,節約成本·╃,安全可靠的功能╃↟·•◕。
2二氧化碳氣體流量計功能圖

3二氧化碳氣體流量計功能介紹
3.1流量計加註過程
為了能有效的提高加註效率·╃,該流量計不但在硬體管路設計有管路連續排氣閥·╃,而且在程式上控制充水先後順序·╃,即先讓發動機自身先加滿·╃,然後在加測試托盤管路及上位水箱·╃,上位水箱·╃,上位水箱主要功能為▩╃↟:①確保執行時內燃機內部冷卻液足夠╃↟·•◕。②流量計穩壓作用╃↟·•◕。加水泵流量2.8L/S·╃,二氧化碳氣體流量計管路DN65熱度管10米·╃,發動機水道總空間10L內(為了確保加水效率·╃,大於20升加水時間延長或更換大一級水泵)·╃,流量計加註時間不超過20S·╃,加註方式分為自動和手動功能·╃,正常情況下加註使用在自動情況下·╃,當流量計檢測有發動機到位時·╃,到位裝置上的感應感測器會給PLC一個到位訊號·╃,流量計開始預加註·╃,此時PLC控制加水泵·╃,閥門V150☁╃、V160同時加註·╃,加註時間10S·╃,理論加註量2.8×10×0.8=22.4L·╃,大於發動機好大量20升·╃,10S後二氧化碳氣體流量計繼續加註·╃,閥門V280開啟·╃,當水繼續加註時·╃,高位水箱的水位上升·╃,直到上升至液位開關中位·╃,至此·╃,加註結束╃↟·•◕。首次加註流量計要充滿高位水箱到設定液位·╃,液位控制用光電感測器·╃,分為低位·╃,中位和高位·╃,光電開關選用NPN型·╃,直接輸入PLCI/O口╃↟·•◕。計量防錯和洩漏檢測·╃,計量防錯功能是流量計從加註開始·╃,流量計對冷卻液加註量進行的計量·╃,資料傳入PLC·╃,經過和在PLC中的預設值進行對比·╃,進而對單臺內燃機加註量進行洩漏檢測·╃,當實際加註量等於設定加註量時·╃,高位水箱到位訊號同時應該滿足到位要求·╃,否則·╃,認為加註洩漏或機型異常·╃,流量計停止加註·╃,同時聲光報警·╃,提示操作人員對流量計或內燃機進行檢查·╃,排除異常·╃,繼續加註╃↟·•◕。加註量累計╃↟·•◕。
3.2二氧化碳氣體流量計執行
當加註完畢·╃,流量計進入執行準備狀態·╃,發動機初始溫度較低·╃,由於發動機節溫器原因·╃,冷卻液沒有進入大迴圈·╃,而是在發動機內部迴圈·╃,流量計設計旁通管路·╃,即使在發動機節溫器沒有開啟的情況下·╃,迴圈泵也可以順暢工作╃↟·•◕。發動機啟動後·╃,迴圈泵啟動·╃,大迴圈閥門和旁通閥門開啟·╃,發動機內部迴圈保持暢通·╃,所有外迴圈冷卻液透過旁通管路迴圈·╃,當發動機載入後·╃,本體溫度上升到90±3攝氏度·╃,節溫器開啟·╃,大迴圈管路里的冷卻液開始迴圈·╃,溫度控制PID閥門執行·╃,冷卻液溫度繼續上升·╃,根據設定溫度引數·╃,溫度控制器控制PID閥門閥悶進行溫度控制經過冷卻器的流量大小╃↟·•◕。
3.3二氧化碳氣體流量計吹水
當長時間停機或測試完成後·╃,流量計需要吹水·╃,流量計吹水由壓縮空氣輔助完成·╃,當吹水訊號給入PLC時·╃,PLC先控制壓縮空氣閥門開啟·╃,延遲3S後·╃,吹水閥門開啟·╃,和加水邏輯相同·╃,進☁╃、回水管路同時吹水·╃,進☁╃、回管路同時吹10S後·╃,改為一路憋壓·╃,間歇性吹氣·╃,確保發動機及管路流量計吹水徹底·╃,避免發動機脫離臺架或小車後有大量冷卻液流出·╃,造成汙染和浪費·╃,憋壓吹氣4次·╃,流量計吹水完成╃↟·•◕。
4應用範圍
經過測試·╃,該流量計根據被測發動機機型原因·╃,冷卻液重複利用率在90%以上·╃,本文所提供的控制方法及控制邏輯適用於所有內燃機測試輔助流量計╃↟·•◕。
5結束語
整個裝置二氧化碳氣體流量計功能眾多·╃,採用S7-1500PLC主導·╃,考慮成本原因·╃,PID控制部分採用好立的控制器進行·╃,整個PLC只應用的I/O量·╃,實現整個流量計控制功能·╃,一體化的控制提高了整套裝置的可靠性·╃,更換流量計管路材質可以進行潤滑油及燃油的溫度控制·╃,該流量計在內燃機測試及電動新能源冷卻等方面有廣闊前景╃↟·•◕。該流量計同時具備二次開發能力·╃,透過PLC的net口可以進行MES擴充套件·╃,訊號連線到主機廠的中控·╃,實現遠端監控和控制·╃,實現工廠智慧管理╃↟·•◕。

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