CN102678398A - 一种发动机冷却系统节气门循环支路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机冷却系统节气门循环支路，包括节气门及其外侧水套，进水管和出水管，其中，在进水管上设置有一膨胀阀体总成；所述进水管为冷却液进水管路，其一侧连接发动机冷却系统，另一侧连接节气门外侧水套，并用于将一部分冷却液引流通过节气门外侧水套；所述出水管为冷却液出水管路，其一侧连接发动机冷却系统，另一侧连接节气门外侧水套，并用于将从节气门外侧水套流出的冷却液引回到发动机冷却系统中；所述膨胀阀体总成为一感温膨胀阀体，其用于根据温度的高低，在不同工况下，对冷却液流动进行不同控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机冷却系统节气门循环支路。
背景技术
当车子刚启动时，节气门开度较小。新鲜空气从进气管流出，流过节气门时，由于流通横截面变小，根据文丘里管结构原理，此处的流速增大，压力变小。
根据理想气体方程：
PV=nRT
可推导出T=PV/（nR）
当压力变小时，温度会降低。
又因为空气中水蒸汽的溶解度会随气温的降低而减小。当气温降低时，空气中溶解的水蒸汽会以液体的形式析出，附着在节气门壁面上。在气温很低的环境下，附着在壁面上的水滴还可能会凝结成冰。影响节气门的功能和寿命。
另外，在气温较低的环境中，较低的进气温度使发动机启动后不能快速的暖机，不能使发动机很快在正常温度下运转。
为了解决上述问题，一般在冷却系统中增加一个循环支路，使一部分冷却液流过节气门的外侧水套。利用较高温度的冷却液给节气门加热。这样，就避免了节气门在极端寒冷工况下结冰的可能。又由于冷却液温度较高，进气温度较低，热量会从热的冷却液通过节气门壁面传递给冷的进气。进气温度升高了，发动机得到快速的暖机。
但是，在环境温度较高，发动机高负荷运转时，如果高温的冷却液仍然流过节气门外侧水套，冷却液的热量会加热节气门，并通过节气门壁面传递给进气。此工况下进气温度已较高，如再对其加热，会导致进气密度降低，进气效率下降，影响了发动机的动力性。
现在有些发动机节气门外侧设计冷却液循环支路，目的是利用较热的冷却液防止在寒冷的冬天，节气门刚打开时结冰。同时给流过节气门的冷空气进行预热，提高进气温度，加快了发动机暖机。
但是在夏天发动机高负荷运行时，高温的冷却液流过节气门循环支路时会加热节气门内流通的空气，使进气温度升高，进气密度降低，充气效率下降，从而影响到发动机动力性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统节气门循环支路，通过对发动机冷却系统节气门循环支路的控制，既实现进气温度低时冷却液对节气门的预热；又避免进气温度较高时，高温冷却液加热进气，降低充气效率。
在发动机冷却系统节气门循环支路上设置一个感温膨胀阀体，水温低于膨胀阀体开启温度时，膨胀阀体不动，循环支路畅通。水温等于或高于膨胀阀体开启温度时，膨胀阀体在内部膨胀物质膨胀力的作用下关闭此循环支路。根据膨胀阀体感应水温的不同，而实现对节气门外侧冷却液循环支路的控制。从而兼顾了发动机低温高温两种工况时，对进气温度的不同要求。
具体技术方案如下：
一种发动机冷却系统节气门循环支路，包括节气门及其外侧水套，进水管和出水管，其中，在进水管上设置有一膨胀阀体总成；
所述进水管为冷却液进水管路，其一侧连接发动机冷却系统，另一侧连接节气门外侧水套，并用于将一部分冷却液引流通过节气门外侧水套；
所述出水管为冷却液出水管路，其一侧连接发动机冷却系统，另一侧连接节气门外侧水套，并用于将从节气门外侧水套流出的冷却液引回到发动机冷却系统中；
所述膨胀阀体总成为一感温膨胀阀体，其用于根据温度的高低，在不同工况下，对冷却液流动进行不同控制。
进一步地，所述感温膨胀阀体包括上壳体，下壳体和螺栓，上壳体和下壳体之间通过螺栓固定连接在一起。
进一步地，所述感温膨胀阀体的壳体内设有膨胀阀主体和阀片，其中膨胀阀主体和阀片固定在一起，所述阀片以及膨胀阀主体可上下移动，阀片以及膨胀阀主体与上壳体之间的接触或分离控制冷却液的流动与否。
进一步地，所述上壳体设有一上壳体阀片座台，其为上窄下宽的台阶状，所述阀片上下移动与上壳体阀片座台的接触或分离控制冷却液的流动与否。
进一步地，所述感温膨胀阀体的壳体内还设有弹簧，其与阀片接触并对其施加一个压缩弹力，当水温较低，未达到膨胀阀体总成开启温度时，阀片在弹簧的压缩弹力作用下与上壳体阀片座台离开一段间隙；当水温较高，达到膨胀阀体总成开启温度时，膨胀阀主体上向上的反推力使阀片克服弹簧的弹力，从而落座到上壳体阀片座台上。
进一步地，所述感温膨胀阀体的壳体内还设有支座和推杆，所述推杆设在膨胀阀主体的下方,所述支座铸造在下壳体上，用来支撑所述推杆。
进一步地，所述膨胀阀主体内设有膨胀物质，当水温较高，达到膨胀阀体总成开启温度时，膨胀阀主体内的膨胀物质受热膨胀，推动推杆，所述于推杆安装在下壳体支座上且固定不动，推杆对膨胀主体产生向上的反推力使阀片克服弹簧的弹力，落座到上壳体阀片座台上。
进一步地，当水温低于膨胀阀主体的开启温度时，膨胀阀主体不动，循环支路畅通；当水温等于或高于膨胀阀主体的开启温度时，膨胀阀主体在内部膨胀物质膨胀力的作用下关闭此循环支路。
与目前现有技术相比，本发明：
1．在发动机冷却系统节气门循环支路上设置一个感温膨胀阀体，水温低于膨胀阀体开启温度时，热的冷却液可以流过节气门外侧水套。水温高于膨胀阀体开启温度时，不允许冷却液流过。
2．此设计不仅避免了冬季节气门结冰的可能，加快暖机，又避免夏天高负荷时冷却液加热进气，降低充气效率，影响发动机动力性。
附图说明
图1为发动机冷却系统节气门循环支路示意简图。
图2为膨胀阀体总成的主视图。
图3为膨胀阀体总成剖视图。
图中：1、节气门，2、节气门外侧水套，3膨胀阀体总成，3a、上壳体，3aa、上壳体阀片座台，3b、下壳体，4、进水管，5、出水管，6、螺栓，7、弹簧，8、膨胀阀主体，9、阀片，10、支座，11、推杆。
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
为了兼顾发动机低温高温两种工况的不同要求。本发明在发动机冷却系统节气门循环支路上设置一个感温膨胀阀体。以达到不同工况下，对冷却液流动的不同控制。
当水温低于膨胀阀体开启温度时，循环支路允许热的冷却液流过节气门外侧水套。给节气门加热，给进气预热。当随着发动机转速和负荷的增高，水温也逐渐升高至（或高于）膨胀阀体开启温度时，阀体在内部膨胀物质的膨胀力的作用下堵塞管路，不允许冷却液流过。这样冷却液的热量就不会传递给节气门，更不会影响到进气了。
此设计不仅避免了冬季节气门结冰的可能，加快暖机，又避免夏天高负荷时冷却液加热进气，降低充气效率，影响发动机动力性。
如图1所示，空气经由节气门1进入缸体。发动机冷却系统中设置一支路，将一部分冷却液引流通过节气门外侧水套2。在冷却液进水管路4上设置一膨胀阀体总成3，起到控制流过节气门外侧水套冷却液的作用。冷却液从节气门外侧水套出来后，经冷却液出水管5回到发动机冷却系统中。
如图2和图3所示，膨胀阀体总成3分为上壳体3a、下壳体3b、弹簧7、膨胀阀主体8和阀片9组成，其中膨胀阀主体8和阀片9固定在一起。在下壳体3b上铸有一个支座10，用来支撑膨胀阀主体上的推杆11。冷却液在膨胀阀体总成内的流动方向如图3箭头所示。
工作原理如下：
当水温较低，未达到膨胀阀体总成开启温度时，阀片9在弹簧7的压缩弹力作用下与上壳体阀片座台3aa离开一段间隙。一部分冷却液从发动机冷却系统引入膨胀阀体总成后，流过此间隙，流出膨胀阀体总成。然后，如图1所示，冷却液流入节气门外侧水套。由于冷却液比节气门壁面温度高，热量传递节气门壁面，再通过壁面传递给节气门内部流过的空气。节气门和进气得到加热，避免了节气门冬季结冰的可能，加快了发动机的暖机。冷却液经过在节气门外侧水套内的热交换后，流出水套，最后流回冷却系统。
水温随着发动机转速和负荷升高而升高，当达到膨胀阀体总成开启温度时，膨胀阀主体内的膨胀物质受热膨胀，推动推杆11。由于推杆11安装在下壳体支座10上，固定不动，故推杆对膨胀主体产生向上的反推力使阀片克服弹簧的弹力，落座到上壳体阀片座台3aa上。冷却液被堵塞，无法流过膨胀阀体总成。这样热的冷却液就不会流过节气门外侧水套，也就不会将热量通过节气门壁面传递给内部流过的空气。避免了因进气温度升高，进气效率下降，影响发动机动力性的可能。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，包括节气门及其外侧水套，进水管和出水管，其中，在进水管上设置有一膨胀阀体总成；
所述进水管为冷却液进水管路，其一侧连接发动机冷却系统，另一侧连接节气门外侧水套，并用于将一部分冷却液引流通过节气门外侧水套；
所述出水管为冷却液出水管路，其一侧连接发动机冷却系统，另一侧连接节气门外侧水套，并用于将从节气门外侧水套流出的冷却液引回到发动机冷却系统中；
所述膨胀阀体总成为一感温膨胀阀体，其用于根据温度的高低，在不同工况下，对冷却液流动进行不同控制。
2.如权利要求1所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，所述感温膨胀阀体包括上壳体，下壳体和螺栓，上壳体和下壳体之间通过螺栓固定连接在一起。
3.如权利要求1或2所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，所述感温膨胀阀体的壳体内设有膨胀阀主体和阀片，其中膨胀阀主体和阀片固定在一起，所述阀片以及膨胀阀主体可上下移动，阀片以及膨胀阀主体与上壳体之间的接触或分离控制冷却液的流动与否。
4.如权利要求1-3中任一项所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，所述上壳体设有一上壳体阀片座台，其为上窄下宽的台阶状，所述阀片上下移动与上壳体阀片座台的接触或分离控制冷却液的流动与否。
5.如权利要求3或4所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，所述感温膨胀阀体的壳体内还设有弹簧，其与阀片接触并对其施加一个压缩弹力，当水温较低，未达到膨胀阀体总成开启温度时，阀片在弹簧的压缩弹力作用下与上壳体阀片座台离开一段间隙；当水温较高，达到膨胀阀体总成开启温度时，膨胀阀主体上向上的反推力使阀片克服弹簧的弹力，从而落座到上壳体阀片座台上。
6.如权利要求3-5中任一项所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，所述感温膨胀阀体的壳体内还设有支座和推杆，所述推杆设在膨胀阀主体的下方,所述支座铸造在下壳体上，用来支撑所述推杆。
7.如权利要求3-6中任一项所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，所述膨胀阀主体内设有膨胀物质，当水温较高，达到膨胀阀体总成开启温度时，膨胀阀主体内的膨胀物质受热膨胀，推动推杆，所述于推杆安装在下壳体支座上且固定不动，推杆对膨胀主体产生向上的反推力使阀片克服弹簧的弹力，落座到上壳体阀片座台上。
8.如权利要求7所述的发动机冷却系统节气门循环支路，其特征在于，当水温低于膨胀阀主体的开启温度时，膨胀阀主体不动，循环支路畅通；当水温等于或高于膨胀阀主体的开启温度时，膨胀阀主体在内部膨胀物质膨胀力的作用下关闭此循环支路。
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