LAUDA耐受性測(cè)試平臺(tái)動(dòng)態(tài)溫度控制系統(tǒng) - Dynamic temperature control of an endurance test bench

LAUDA公司推出了更新設(shè)計(jì)的Kryoheater Selecta系列溫度控制產(chǎn)品，大大改善了操作的效率和工藝過(guò)程的安全性。

在發(fā)動(dòng)機(jī)部件的研發(fā)中，通常會(huì)使用包括力學(xué)，動(dòng)態(tài)和磨損測(cè)試等對(duì)其壽命和功能進(jìn)行測(cè)試。長(zhǎng)期的強(qiáng)度特性可以通過(guò)溫度測(cè)試來(lái)進(jìn)行。圖片 1描述了一個(gè)在環(huán)境艙進(jìn)行的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的測(cè)試。由于保密的原因，我們只顯示了簡(jiǎn)單的原理。 

圖片 1 集成了LAUDA Kryoheater Selecta KHS 3560 W溫度控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)

測(cè)試的物件連接到一個(gè)測(cè)試平臺(tái)適配?上。這個(gè)和內(nèi)燃機(jī)的幾何尺寸和各類(lèi)供給連接相匹配。部件實(shí)際上是通過(guò)水乙二醇來(lái)冷卻的。測(cè)試部件需要經(jīng)歷一個(gè)特定的溫度變化曲線(xiàn)，并且記錄溫度的變化。溫度變化的范圍通常從150度。 

圖片 2：耐受性測(cè)試的溫度時(shí)間曲線(xiàn)

圖片 2 顯示了溫度的變化曲線(xiàn)，通常被用在汽車(chē)行業(yè)。測(cè)試循環(huán)顯示的時(shí)間為400分鐘，但是進(jìn)行耐受性測(cè)試時(shí)，通常會(huì)無(wú)限循環(huán)進(jìn)行。

負(fù)載的循環(huán)描述了在“西伯利亞條件”下啟動(dòng)的情況，達(dá)到運(yùn)行溫度后zui終在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后冷卻的階段。這些負(fù)載在圖中為那些窄且陡的溫度梯度變化曲線(xiàn)，在這期間溫度必須在一個(gè)長(zhǎng)期的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。如計(jì)劃運(yùn)行如此可靠的溫度變化曲線(xiàn)，需要可以控制如此高動(dòng)態(tài)溫度控制的強(qiáng)力的溫度控制設(shè)備。

以下為所需要的連續(xù)的周期參數(shù)變化：
- Temperatures from -40-150°C in the medium of water/glycol 導(dǎo)熱液體的溫度從-40到150度
- Use of steep temperature gradients (160Kh = ΔT/h) 非常陡的溫度梯度變化
- Limitation of the outlet temperature 出口溫度限制
- Visualization, archiving in databases, and evaluation reporting 可視化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和匯報(bào)分析
- Flexible connection of the temperature control devices to various test benches 溫控設(shè)備可以靈活地與其它的測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行連接

工藝過(guò)程恒溫?Kryoheater Selecta產(chǎn)品線(xiàn)成為的滿(mǎn)足這樣溫度控制要求的產(chǎn)品。為了滿(mǎn)足所需的技術(shù)參數(shù)，可以選用冷卻功率35kW的KHS3560W。該款設(shè)備提供的溫度范圍從-60到200度。配置有強(qiáng)勁的磁力耦合泵，可以在穩(wěn)定的壓力輸出下提供很高的流量。很快可以達(dá)到所需要的壓力，并且超預(yù)設(shè)的壓力數(shù)值時(shí)得到恒定的控制。泵可以無(wú)級(jí)調(diào)速?gòu)亩_保*的和負(fù)載進(jìn)行的熱交換（水乙二醇合液的流量大致在30升／分鐘）。集成的變頻?保證了高精度、滿(mǎn)足應(yīng)用要求的速度控制（從40到00%）。 另外，磁力耦合保證沒(méi)有泄漏，尤其是在連續(xù)運(yùn)行條件下。膨脹腔體可以加氮?dú)?。這樣避免導(dǎo)熱液體和外界的空氣接觸的機(jī)會(huì)，保證無(wú)水汽凝結(jié)。帶有氮?dú)獗Ｗo(hù)后，導(dǎo)熱液體的溫度范圍也會(huì)被拓寬，因?yàn)槠浞悬c(diǎn)被提升了。另外，導(dǎo)熱液體和環(huán)境中的氧氣接觸產(chǎn)生的氧化也被避免了，因此延長(zhǎng)了導(dǎo)熱液體的使用壽命。

準(zhǔn)確的溫度控制對(duì)于測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性和精度尤為重要。Kryoheater使用了工業(yè)級(jí)的控制柜和集成的PLC控制。電氣控制部分基本上不需要人為的介入即可完成所有的控制。正因?yàn)槿绱烁叩淖詣?dòng)化，耐受測(cè)試所需要的人力很少。工業(yè)過(guò)程恒溫?可以在環(huán)境溫度從5到40度間可靠地工作 - 在炎熱的夏季，可以使用zui高溫度到30度的冷卻水來(lái)工作。 

IP54的安全防護(hù)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了設(shè)備的zui高的安全性要求，意味著設(shè)備可以使用到非?？量痰纳a(chǎn)環(huán)境中。各個(gè)部件可以很容易地觸及，方便維護(hù)。 Kryoheater Selecta也提供了很高的操作安全性。新添加的安全措施保證了連續(xù)無(wú)人看管的運(yùn)行。所有相關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)被連續(xù)地監(jiān)控并且在觸摸屏幕上可視化。7“的彩色大屏幕提供了清晰全面的重要數(shù)據(jù)信息，含有重要的信息如數(shù)據(jù)、圖線(xiàn)和注釋。觸控界面優(yōu)化了設(shè)備的可用性。多層級(jí)用戶(hù)可以通過(guò)密碼保護(hù)實(shí)現(xiàn)。管理員可以提前設(shè)置每天的。被的操作人員具有有限的權(quán)限，只可以接受設(shè)定。這避免了對(duì)于參數(shù)的意外修改和誤操作。運(yùn)行被連續(xù)地監(jiān)控著。警告和故障會(huì)被清晰地顯示并且必要時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。故障可以被追蹤，因此測(cè)試無(wú)需從新開(kāi)始做。 這時(shí)，已有的記錄會(huì)被調(diào)用。系統(tǒng)具有多種數(shù)據(jù)和通信通道，可以根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫度控制單元也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)被遠(yuǎn)程控制或?qū)⑵浒谝粋€(gè)控制系統(tǒng)中。

Kryoheater Selecta配有標(biāo)準(zhǔn)的USB端口、一個(gè)LEMO口來(lái)連接外部溫度傳感?并且還有其它可選的接口（模擬量、RS232／485、Pro?bus、PROFINET和EtherCAT）這個(gè)特點(diǎn)的好處就是用戶(hù)在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的操作界面有與設(shè)備本體控制?一樣的功能。通過(guò)撥號(hào)?進(jìn)行的遠(yuǎn)程維護(hù)也得到實(shí)現(xiàn)，這樣可以通過(guò)LAN連接或UMTS連接的VPN由LAUDA專(zhuān)業(yè)的隊(duì)伍進(jìn)行快速和安全的診斷。