一种发动机油压试验方法与流程

1.本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种发动机油压试验方法。


背景技术：

2.发动机开发阶段需要进行各种机械开发试验，其中一项为测量发动机低温启动后各个油路的油压。考虑到极限工况，现有技术通过冷库模拟-30℃的温度，以测量低温环境下发动机各个转速下机油压力，试验环境恶劣，不利于操作人员操作，且试验成本高。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少能够在一定程度上解决了现有测量方法的试验环境恶劣，不利于操作人员操作，且试验成本高的技术问题，为此，本技术提供了一种发动机油压试验方法。
4.本技术的技术方案如下：
5.提供测试台架，所述测试台架包括润滑油箱、发动机和电机，所述润滑油箱与所述发动机的油路连接并构成循环油路，所述电机可驱动所述发动机运转；
6.控制所述润滑油箱内的润滑油的温度为第一温度；
7.将润滑油箱内的润滑油与所述发动机的油底壳内的润滑油进行热交换，直至所述油底壳内的润滑油的温度为第二温度，所述第二温度的绝对值小于所述第一温度的绝对值；
8.启动电机，直至所述发动机的末端油路的润滑油的温度为第三温度，所述第三温度的绝对值小于所述第二温度的绝对值；
9.电机驱动所述发动机直至所述发动机的曲轴达到的目标试验转速，获取目标试验转速下所述发动机各个油路的油压和润滑油的温度。
10.在一些实施方式中，所述控制所述润滑油箱内的润滑油的温度为第一温度，具体包括：
11.制冷机，所述制冷机可制冷所述润滑油箱内的润滑油至-40℃；
12.ptc加热器，所述ptc加热器可加热所述润滑油箱内的润滑油至150℃。
13.在一些实施方式中，所述第一温度为-40℃～150℃。
14.在一些实施方式中，所述提供测试台架，具体还包括：
15.提供保温机构，所述保温机构设置于所述润滑油箱外。
16.在一些实施方式中，所述测试台架包括：
17.润滑油泵，所述润滑油箱的进油管和出油管均与所述发动机的油底壳连接，所述润滑油泵设置于所述进油管或所述出油管上；
18.所述将润滑油箱内的润滑油与所述发动机的油底壳内的润滑油进行热交换，直至所述油底壳内的润滑油的温度为第二温度，具体包括：
19.启动所述润滑油泵，使发动机油底壳内的润滑油与润滑油箱内的润滑油进行冷热交换，保证设定时间内发动机油底壳内机油的温度的变化幅度小于设定的误差值，以确认
发动机油底壳内机的润滑油的温度达到第二温度。
20.在一些实施方式中，所述测试台架包括：
21.控制器，所述控制器可操作地控制所述电机的转速和输出扭矩；
22.所述电机的输出轴与所述发动机的曲轴同轴。
23.在一些实施方式中，所述启动电机，直至所述发动机的末端油路的润滑油的温度为第三温度，具体包括：
24.令所述电机驱动所述曲轴低速运转，其中，所述曲轴的转速小于所述曲轴的目标试验转速。
25.在一些实施方式中，所述测试台架包括：
26.多个压力传感器和多个温度传感器，所述发动机的每个油路内均设置有所述压力传感器和所述温度传感器。
27.在一些实施方式中，所述测试台架还包括：
28.数据采集设备，每个所述压力传感器和所述温度传感器均与所述数据采集设备连接。
29.在一些实施方式中，测量不同目标试验转速下所述发动机各个油路的油压和润滑油的温度；
30.其中，所述电机驱动所述发动机直至所述发动机的曲轴达到的目标试验转速步骤前，确认所述发动机的末端油路的润滑油的温度为第三温度。
31.本技术实施例至少具有如下有益效果：
32.由上述技术方案可知，本发明公开的试验方法将润滑油箱与发动机内的油路连通，通过控制外置的润滑油箱内的润滑油的温度，以及将润滑油箱内润滑油与发动机内润滑油的冷热交换，实现对发动机内润滑油温度的控制，以此模拟发动机所处的极寒或极热的试验环境，即本发明的试验方法在常规的试验场所即可进行极寒情况下的试验，以及进行极热条件下的试验，设备成本低；一方面，本发明通过润滑油箱内的润滑油实现对发动机内各个油路中润滑油的温度的控制，控制润滑油的温度的方式更直接，有利于试验时对各个油路中润滑油的温度的精准控制；另一方面，润滑油作为液态流动介质，与发动机的冷热交换更迅速，能提升发动机降温或升温的效率，进而缩短试验所需时间，且降低试验成本；通过试验方法能实现对发动机的预热或预冷，通过润滑油箱持续提供能够保证试验温度的润滑油，降低外界环境对发动机内各个油路中润滑油的温度的影响，提高试验的准确性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
34.图1示出了本技术实施例中试验方法的流程示意图；
35.图2示出了本技术实施例中试验台架的结构示意图；
36.图中标记：1-润滑油箱，2-发动机，21-曲轴，3-电机，4-控制器，5-润滑油泵，6-温度传感器，7-数据采集设备。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
39.现有模拟低温环境的方法中，需要将整车或者整个测试台架安装在超低温冷库中，冷库的建设和使用成本高，且为了维持冷库温度的温度，试验的操作人员不仅需要减少进入冷库内的次数，且进入冷库中需要花费较多的时间穿戴防护服，穿戴防护服时也不便于操作，这无疑大幅增长了试验周期。
40.图1示出了本技术实施例中试验方法的流程示意图，图2示出了本技术实施例中试验台架的结构示意图。
41.下面结合附图并参考具体实施例描述本技术：
42.首先，本实施例提供了一种发动机油压测试台架。
43.图2示出了本技术实施例中试验台架的结构示意图。结合图2，该测试台架包括润滑油箱1、发动机2和电机3，润滑油箱1与发动机2的油路连接并构成循环油路，润滑油箱1包括进油管和出油管，进油管与出油管均与发动机2的油底壳连接，润滑油箱1的进油管或出油管上设置有润滑油泵5。通过润滑油泵5的驱动，可实现润滑油在油底壳内和润滑油箱1之间的流动，促进冷热交换。
44.为了节约制冷或制热的成本，润滑油箱1外设置有保温机构，保温机构可由具有柔性的保温材料制成，如陶瓷纤维布，以保证对润滑油箱1及其出油管和进油管的包裹度，提升保温效果。
45.电机3可驱动发动机2运转，具体来说，提供转接法兰，转接法兰一侧通过螺栓与发动机2的曲轴21后端连接固定，转接法兰的另一侧通过螺栓与电机3转子法兰连接固定，安装过程中可以调节电机3前后位置，保证电机3和发动机2及转接法兰的安装固定，保证电机3的输出轴与发动机2的曲轴21同轴，电机3输出的转速即为发动机2的曲轴21的转速，便于调节发动机2的曲轴21的转速。电机3连接有控制器4，控制器4为具有数据处理和程序逻辑控制能力的模块或芯片，控制器4可操作地控制电机3的转速和输出扭矩，以使待测发动机2的曲轴21的转速达到目标试验转速；本实施例中，电机3的可由电池供电。
46.润滑油箱1内安装有温度传感器6，实时监控润滑油箱1内温度，以确认润滑油箱1内润滑油的温度符合试验要求。发动机2的各个油道内均设置有压力传感器和温度传感器6，以获取发动机2各个油路的压力和温度，获取试验数据，一般来说，发动机2的油路可包括主油路和分支油路，分支油路可包括vvt(variable valve timing，可变气门正时)、增压器、凸轮轴、链条张紧器、pcj(piston cooling jet，活塞冷却喷嘴)、真空泵等。
47.测试台架还包括数据采集设备7，以实时记录发动机2的油压以及润滑油温度数据，每个压力传感器、温度传感器和电机3均与数据采集设备7连接。
48.基于上述发动机油压测试台架，结合图1和图2，本技术实施例还提供了一种发动机油压试验方法，包括以下步骤：
49.步骤1：提供测试台架，测试台架包括润滑油箱1、发动机2和电机3，润滑油箱1与发动机2的油路连接并构成循环油路，电机3可驱动发动机2运转。
50.步骤2：控制所述润滑油箱1内的润滑油的温度为第一温度。
51.步骤3：将润滑油箱1内的润滑油与发动机2的油底壳内的润滑油进行热交换，直至油底壳内的润滑油的温度为第二温度，第二温度的绝对值小于第一温度的绝对值。
52.步骤4：启动电机3，直至发动机2的末端油路的润滑油的温度为第三温度，第三温度的绝对值小于第二温度的绝对值。
53.步骤5：电机3驱动发动机2直至发动机2的曲轴21达到的目标试验转速，获取目标试验转速下发动机2各个油路的油压和润滑油的温度。
54.将润滑油箱1与发动机2内的油路连通，通过控制外置的润滑油箱1的润滑油的温度，并通过润滑油箱1内润滑油与发动机2内润滑油的冷热交换，实现对发动机2内润滑油的温度的控制，以此模拟发动机2所处的极寒或极热的试验环境，即本实施例的试验方法不仅可进行极寒情况下的试验，可以进行极热条件下的试验，设备成本低；一方面，本实施例通过润滑油箱1内的润滑油实现对发动机2内各个管路的润滑油的温度的控制，控制润滑油的温度的方式更直接，且有利于试验时对发动机2内润滑油的温度的精准控制；另一方面，润滑油作为液态流动介质，与发动机2的冷热交换更迅速，能提升发动机2降温或升温的效率，进而缩短试验所需时间，且降低试验成本；步骤3和步骤4能实现对发动机2的预热或预冷，通过润滑油箱1持续提供能够保证试验温度的润滑油，规避外界环境对发动机2内各个油路温度的影响，提高试验的准确性。
55.进一步的，试验台架包括制冷机和ptc加热器，制冷机可制冷润滑油箱1内的润滑油至-40℃，ptc加热器可加热润滑油箱1内的润滑油至150℃。以使步骤2中，润滑油箱1内的润滑油的温度的第一温度可设置为-40～150℃，当然，第一温度的取值可根据试验需求选择为-40℃、-30℃、-20℃、130℃、140℃或150℃。可以理解的，随着制冷机制冷能力或ptc加热器的制热能力的提升，第一温度的温度范围可进一步扩大。
56.进一步地，步骤3通过启动润滑油泵5，使发动机2油底壳内的润滑油与润滑油箱1内的润滑油进行冷热交换，其中，需保证设定时间内发动机2油底壳内机油的温度的变化幅度小于设定的误差值，以确认发动机2油底壳内机的润滑油的温度达到第二温度。
57.进一步的，在步骤4中，电机3低速运转，以驱动发动机2的曲轴21低速运转，使润滑油箱1与发动机2各个油路之间的回路中的润滑油缓慢流动，给予润滑油与发动机2之间足够的时间进行冷热交换，使发动机2本体的温度也趋近于试验温度，同时，考虑到极寒试验环境下，油底壳向发动机2各个油路输出的润滑油黏度高，曲轴21低速运转可降低试验开始时低温润滑油对发动机2各个油路的压力，避免发动机2损坏；而极热试验环境下，发动机2内各个油路的润滑油黏度相较于高温润滑油的黏度更大，曲轴21低速运转可降低原本在发动机2各个油路内的润滑油对油路的影响，避免短时间内的油压突增，进而提高试验的准确性，当然，一段时间后，可使曲轴21提速，以加快热交换。一般来说，曲轴21的转速小于曲轴21的目标试验转速。第三温度即为目标试验温度，可以理解的，本实施例中，第三温度的绝对值、第二温度的绝对值和第一温度的绝对值依次增加，提供超过目标试验温度的冷度或
热度，以保证发动机2的末端油路的润滑油的温度能够达到第三温度。
58.更进一步的，根据发动机2的曲轴21的待测转速，获得电机3的目标功率，每次变换电机3的功率步骤前，确认发动机2的末端油路的润滑油的温度为第三温度，以保证试验的准确性，具体的，若判断发动机2的末端油路的润滑油的温度不等于第三温度，则通过步骤4重新将发动机2的末端油路的润滑油的温度变为第三温度，其中，曲轴21运转的速度小于曲轴21的目标试验转速。
59.作为一种具体的实施方式，需要模拟低温环境下的发动机2进行试验时，若第三温度为-30℃，则可令第一温度为-40℃，第二温度可在-38℃至-33℃之间选择，将试验台架安装完成后，通过步骤2-步骤4使发动机2的末端油路降至第三温度后，通过电机3使发动机2的曲轴21的转速达到目标试验转速后，通过各个压力传感器和温度传感器6即可获得发动机2各个油路的油压和润滑油的温度数据。当需要获得不同的发动机2的曲轴21的转速时发动机2的油压及温度数据时，需通过电机3降低发动机2的曲轴21的转速，使发动机2的末端油路的温度重新降至第三温度。
60.在模拟低温环境时，通过步骤2-步骤4使发动机2的末端油路降至第三温度后，通过电机3将发动机2拖动到怠速运转，然后在规定的时间t将发动机2拉到目标高转速，即可获得整个时间t内发动机2机油滤清器前端机油压力，将获得滤清器前端机油压力与机油滤清器的耐压比对即可获得低温环境下发动机2启动时的油压是否超过机油滤清器的耐压，一般机滤耐压大约12bar。
61.需要模拟高温环境下的发动机2进行试验时，若第三温度为140℃，则可令第一温度为150℃，第二温度可在143℃至148℃之间选择，将试验台架安装完成后，通过步骤2-步骤4使发动机2的末端油路提升第三温度后，通过电机3使发动机2的曲轴21的转速达到目标试验转速后，通过各个压力传感器和温度传感器6即可获得发动机2各个油路的油压和润滑油的温度数据。当需要获得不同的发动机2的曲轴21的转速时发动机2的油压及温度数据时，需通过电机3降低发动机2的曲轴21的转速，使发动机2的末端油路的润滑油的温度重新变为第三温度。
62.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
63.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
64.需要说明的是，本技术实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
65.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
66.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
68.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
69.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。