冷熱沖擊試驗是考核發(fā)動機可靠性的重要試驗項目，而冷熱沖擊試驗箱的關鍵控制技術是保證溫度和運行時間的準確性，現(xiàn)代發(fā)動機的許多零部件都是在極為苛刻的條件下工作的，因此在試驗臺架上使發(fā)動機受到較大的實際交變負荷及熱負荷，并提高單位時間的交變次數(shù)，以期在較短的時間內驗證發(fā)動機的可靠性，已成為產(chǎn)品開發(fā)及質量驗證的關鍵項目。

汽車行業(yè)冷熱沖擊試驗箱的特點：

1、儲能槽容積的特點

要使熱工況時的水溫快速降至低工況的規(guī)定，儲能槽的容積應精確計算。在冷沖擊工況時，將該冷卻液快速泵入發(fā)動機，使發(fā)動機內的冷卻液溫度從102℃迅速降至29℃附近。試驗室提供的冷卻界質為7±2℃冷凍水，要將發(fā)動機冷卻液從102℃降至29 0C，儲能槽內冷卻液的溫度越低，所需“儲能”的冷卻液就越少，但對熱交換器的交換面積和交換效率要求就越高;反之，為節(jié)約交換器空間，減少交換器面積，交換器的冷卻能力就會降低，在相同時間內，儲能槽內冷卻液的溫度就會升高，要想將發(fā)動機冷卻液從102℃降至29℃，需要“儲能”的冷卻液就會越多。通過對可放置交換器的位置空間和7℃冷凍水的流量等因素考慮，最終決定將儲能槽內冷卻液的溫度控制在15℃，這樣就可以算出儲能槽的容積。

試驗發(fā)動機冷卻液加注量為6.71,要想將6.71的冷卻液從102℃降至29 0C，由于同一物質的比熱容相同，根據(jù)能量守恒定律可知，相同物質相同質量相同溫度所含能量亦相同。又由于熱能具有傳遞性，即從高的一端傳到低的一端，如此可知6.7升102℃冷卻液與15℃的冷卻液混合后，必然會發(fā)生102℃冷卻液的熱能傳遞給15℃的冷卻液，使之溫度趨衡。那么要多少升的15℃冷卻液與6.71102℃冷卻液混合，混合后的溫度為29℃呢?根據(jù)上面的原理與現(xiàn)象，假設15℃冷卻液容量為X升，根據(jù)加權平均法得出等式:(X*15+6.7*102)=(X+6.7)*29,求得X=34.91，要想滿足控制要求，至少需要34.9升的冷卻液?？紤]到冷卻液膨脹、15℃冷卻液溫度的波動幅度和其它因素，儲能槽的容積初步設計為55升。

2、熱交換器的特點

根據(jù)前面計算結果，要將6.71冷卻液從102℃降至29 0C，需要15℃的冷卻液至少34.91，加上管路和中的冷卻液約81，最后得出需要降溫的冷卻液的容積約在431左右，結合試驗室內7℃冷凍水的流量和溫度波動、未來發(fā)動機的適應性等因素，我們將交換器的交換面積定為6m2。

將選型好的儲能槽和熱交換器進行組裝，集成為一個專用于冷沖擊循環(huán)的子系統(tǒng) 。

3、冷熱沖擊試驗箱的使用效果

試驗發(fā)動機用改進后的冷熱沖擊試驗箱按表1所示的冷熱沖擊規(guī)范進行了220小時，共計2720個冷熱沖擊循環(huán)的冷熱沖擊試驗，試驗過程符合該規(guī)范的技術要求。冷沖擊和熱沖擊見下圖。

冷沖擊

熱沖擊

冷熱沖擊過程控制

被試發(fā)動機用改進后的冷熱沖擊試驗裝置進行的產(chǎn)品技術條件規(guī)定的220小時冷熱沖擊試驗，熱、冷循環(huán)的發(fā)動機冷卻液出口溫度及控制轉換時間全部符合表1的規(guī)定，裝置運行可靠。

本次熱沖擊試驗裝置的改進成果顯示，在現(xiàn)用水溫控制系統(tǒng)的基礎上，采用增加儲能槽和交換器，通過集成一個適合冷沖擊循環(huán)的子系統(tǒng)，可以滿足更高技術要求的冷熱沖擊試驗。從而提高試驗設備的改造能力。