CN103485879B - 一种膨胀水壶总成与冷却循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种膨胀水壶总成，所述膨胀水壶总成包括膨胀水壶、膨胀腔、压力盖，所述膨胀水壶具有与大气连通的出口，所述膨胀水壶与所述膨胀腔连接，所述膨胀腔上具有加注口，所述压力盖与所述加注口连接，所述膨胀腔具有循环液体进入口和循环液体流出口，所述膨胀腔高于散热器液面，所述压力盖为双向压力阀，所述压力盖控制所述膨胀腔与所述膨胀水壶的连通与隔离。本发明增加了与膨胀水壶串联的很小的膨胀腔，对膨胀水壶的布置可以无任何条件限制，大大方便了冷却系统及发动机舱的布置，且膨胀腔参与冷却循环，具有较好的散热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却循环系统，尤其涉及一种膨胀水壶总成。
背景技术
汽车冷却系统使发动机在所有的工况下都保持在适当的温度范围内，冷却系统是整车的重要部分。冷却系统热交换的主要零部件是散热器总成，发动机内的高温冷却液进入散热器总成，然后通过自然风和冷却风扇对散热器进行冷却，冷却后的液体再进入发动机进行循环冷却。冷却循环系统大多设有膨胀水壶，膨胀水壶具有储存冷却液，适时补水，及时排气的作用。现有的冷却循环系统多采用开式冷却循环系统和闭式冷却循环系统两种。
如图1所示，在开式冷却循环系统中，膨胀水壶6不参与冷却循环，不承受冷却系统压力，散热器总成的水室上有加注口8，冷却液从加注口8加注，同时压力盖7在散热器9的加注口8上。冷却系统正常工作时，当冷却系统温度升高，压力达到预定值时，压力盖7会打开，使系统内气体进入膨胀水壶6然后排到大气中；当冷却系统负压时会将膨胀水壶6内的水吸入冷却循环系统中。
开式冷却循环系统存在如下缺点：开式的散热器总成上面必须有加注口结构并且压力盖盖在加注口上，无需考虑膨胀水壶的耐压要求和位置要求，任何位置都能满足要求，但是此系统的散热效率较低。
如图2所示，闭式冷却循环系统中，膨胀水壶6参与冷却循环，膨胀水壶6与散热器9连通，散热器总成只是热交换作用，上面无加注口8，加注口8位于膨胀水壶6上，压力盖7位于加注口8上，且膨胀水壶6的L线高度必须高于散热器9及发动机水套高度以便能够承受负压适时往系统中补水。
闭式冷却循环系统存在如下缺点：闭式冷却循环系统的散热效率高，但设计时要考虑膨胀水壶的耐压要求和位置要求。随着发动机舱零部件越来越多，给发动机舱的整体布置和膨胀水壶本身布置带来非常大的困难。
因此急需一种便于布置、有利于冷却循环的膨胀水壶总成。
发明内容
为解决膨胀水壶不方便布置、冷却循环效率低的问题，本发明提供了一种膨胀水壶总成，其采用膨胀水壶与膨胀腔串联的结构，使膨胀水壶可任意布置。
解决上述问题采用的技术方案：
一种膨胀水壶总成，其包括膨胀水壶、独立于散热器的膨胀腔、压力盖，所述膨胀水壶具有与大气连通的出口，所述膨胀水壶与所述膨胀腔连接，所述膨胀腔上具有加注口，所述压力盖与所述加注口连接，所述膨胀腔具有循环液体进入口和循环液体流出口，所述膨胀腔高于散热器液面，所述压力盖为双向压力阀，所述压力盖控制所述膨胀腔与所述膨胀水壶的连通与隔离。
可选择的，所述膨胀腔位于所述散热器上方，与所述散热器的水室一体注塑成型。
可选择的，所述膨胀腔的材料为尼龙工程塑料。
可选择的，所述压力盖包括盖体、移动体、弹簧、阀芯，所述盖体与所述移动体通过弹簧连接，所述阀芯插入所述移动体中，所述移动体位于所述膨胀腔与所述膨胀水壶之间且与所述膨胀腔密封连接。
可选择的，所述膨胀水壶的材料为聚丙烯。
一种冷却循环系统，其包括上述膨胀水壶总成，以及
发动机内部小循环系统；
节温器；
散热器，其具有进液口和出液口；
所述进液口、所述膨胀水壶总成的循环液体进入口与所述发动机内部小循环系统连接，所述出液口、所述膨胀水壶总成的循环液体流出口与所述节温器连接，所述节温器与所述发动机内部小循环系统连接。
可选择的，所述发动机内部小循环系统包括：发动机、水泵、油冷器、暖风机、增压器、节气门，所述油冷器、所述暖风机、所述增压器、所述节气门均一端与所述发动机连接，另一端与所述节温器连接，所述节温器与所述发动机之间连接水泵。
本发明的有益效果：
原有闭式系统的膨胀水壶有布置高度、位置、大小容积的限制，给发动机舱布置造成很大困难，本发明的膨胀水壶总成比闭式冷却循环系统中膨胀水壶的布置约束条件减少，本发明增加了与膨胀水壶串联的很小的膨胀腔，对膨胀水壶的布置可以无任何条件限制，大大方便了冷却系统及发动机舱的布置。同时，比原来的开式系统散热性能更好，冷却能力更好，能实时给系统中补水通气，减少发动机部件被气蚀的风险，大大增加发动机的寿命。
附图说明
图1为现有技术的开式冷却系统的结构示意图；
图2为现有技术的闭式冷却系统的结构示意图；
图3为本发明实施例的冷却循环系统的结构示意图；
图4为本发明实施例的压力盖的结构示意图。
附图标记说明：
本发明：1-膨胀水壶总成，11-膨胀水壶，111-出口，12-压力盖，121-盖体，122-移动体，123-弹簧，124-阀芯，13-加注口，14-膨胀腔，141-循环液体进入口，142-循环液体流出口，2-散热器，21-进液口，22-出液口，3-发动机内部小循环系统，31-发动机，32-水泵，33-油冷器，34-暖风机，35-增压器，36-节气门，4-节温器。
现有技术：6-膨胀水壶，7-压力盖，8-加注口，9-散热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
如图3所示，膨胀水壶总成1包括膨胀水壶11、膨胀腔14、压力盖12，膨胀水壶11具有与大气连通的出口111，膨胀水壶11与膨胀腔14连接，膨胀腔14上具有加注口13，压力盖12与加注口13连接，膨胀腔14具有循环液体进入口141和循环液体流出口142，膨胀腔14高于散热器2液面，压力盖12为双向压力阀，压力盖12控制膨胀腔14与膨胀水壶11的连通与隔离。
正常状态时，压力盖12是关闭的，与膨胀水壶11不连通。但是有两种情况压力盖12会打开：第一种情况，在高温水流动过程中，在热水端极易产生气泡(气泡对发动机31的部分部件会气蚀，衰减寿命)，产生的气体通过管路向高处流动到膨胀腔14内，当气体积压在膨胀腔14导致气压升高达到压力盖12打开的压力时，压力盖12的弹簧123压缩，移动体122移开，膨胀腔14与膨胀水壶11连通，气体流动至膨胀水壶11，膨胀水壶11与大气连通，所以气体会从膨胀水壶11中排出。第二种情况，冷却循环系统中的冷却液由于高温蒸发而不足时，膨胀腔14内的冷却液会及时通过管路给冷却循环系统补给，当膨胀腔14内的冷却液量减少不足时，冷却循环系统压力会下降形成负压，达到一定压力时，压力盖12的阀芯124打开，膨胀水壶11内的冷却液被吸入膨胀腔14，直至压力平衡为止。
膨胀腔14只要高于散热器2液面就能满足向冷却循环系统补充冷却液的要求，膨胀腔的大小可根据需要设置。膨胀腔14与散热器2在功能上各自独立。优选的，膨胀腔14位于散热器2上方，与散热器2的水室一体注塑成型。直接在散热器2的水室上方设置独立的膨胀腔14，必然满足了膨胀腔14的位置要求，结构紧凑、合理。散热器2的水室与膨胀腔14的材料能够有多种选择，优选的，散热器2的水室的材料为尼龙工程塑料，优选的，膨胀水壶11的材料为聚丙烯。采用上述材料便于加工，有利于整体轻量化。
压力盖12只要能够实现正压至某一值、负压至某一值能开启即可，压力盖12包括盖体121、移动体122、弹簧123、阀芯124，盖体121与移动体122通过弹簧123连接，阀芯124插入移动体122中，移动体122位于膨胀腔14与膨胀水壶11之间且与膨胀腔14密封连接。
如图4所示，冷却循环系统包括膨胀水壶总成1、发动机内部小循环系统3、节温器4、散热器2。散热器2具有进液口21和出液口22；进液口21、膨胀水壶总成1的循环液体进入口141与发动机内部小循环系统3连接，出液口22、膨胀水壶总成1的循环液体流出口142与节温器4连接，节温器4与发动机内部小循环系统3连接。
当发动机内的水温没有达到节温器4打开的温度，节温器4处于关闭状态，水循环只能在发动机内部小循环系统3循环，不经过外接的散热器等部件进行大循环。发动机内的水温达到节温器4打开温度，节温器4处于打开状态，高温水经过出水管到达散热器散热降温，冷却后的水经过管路再进入发动机对发动机进行冷却，整个水路一直处于流动循环中。
发动机内部小循环系统3包括：发动机31、水泵32、油冷器33、暖风机34、增压器35、节气门36，油冷器33、暖风机34、增压器35、节气门36均一端与发动机31连接，另一端与节温器4连接，节温器4与发动机31之间连接水泵32。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。
Claims (7)
1.一种膨胀水壶总成，其特征在于，所述膨胀水壶总成包括膨胀水壶、独立于散热器的膨胀腔、压力盖，所述膨胀水壶具有与大气连通的出口，所述膨胀水壶与所述膨胀腔连接，所述膨胀腔上具有加注口，所述压力盖与所述加注口连接，所述膨胀腔具有循环液体进入口和循环液体流出口，所述膨胀腔高于散热器液面，所述压力盖为双向压力阀，所述压力盖控制所述膨胀腔与所述膨胀水壶的连通与隔离。
2.根据权利要求1所述的膨胀水壶总成，其特征在于，所述膨胀腔位于所述散热器上方，与所述散热器的水室一体注塑成型。
3.根据权利要求2所述的膨胀水壶总成，其特征在于，所述膨胀腔的材料为尼龙工程塑料。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的膨胀水壶总成，其特征在于，所述压力盖包括盖体、移动体、弹簧、阀芯，所述盖体与所述移动体通过弹簧连接，所述阀芯插入所述移动体中，所述移动体位于所述膨胀腔与所述膨胀水壶之间且与所述膨胀腔密封连接。
5.根据权利要求1所述的膨胀水壶总成，其特征在于，所述膨胀水壶的材料为聚丙烯。
6.一种冷却循环系统，其特征在于，包括如权利要求1～5中任一项所述的膨胀水壶总成，以及
发动机内部小循环系统；
节温器；
散热器，其具有进液口和出液口；
所述进液口、所述膨胀水壶总成的循环液体进入口与所述发动机内部小循环系统连接，所述出液口、所述膨胀水壶总成的循环液体流出口与所述节温器连接，所述节温器与所述发动机内部小循环系统连接。
7.根据权利要求6所述的冷却循环系统，其特征在于，所述发动机内部小循环系统包括：发动机、水泵、油冷器、暖风机、增压器、节气门，所述油冷器、所述暖风机、所述增压器、所述节气门均一端与所述发动机连接，另一端与所述节温器连接，所述节温器与所述发动机之间连接水泵。
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