CN103670658A - 一种节温器总成及发动机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节温器总成，包括：壳体，具有大循环管路（7）和小循环管路（6）；节温器（2），设于所述壳体，用于控制所述大循环管路（7）和小循环管路（6）；所述小循环管路（6）的入口处设有平衡所述大循环管路（7）和小循环管路（6）流阻和流量的节流装置。该节温器总成在发动机布置空间允许的前提下大循环水阻较小，并能够平衡大小循环的水阻、流量，降低发动机冷却系统气蚀的风险，保证发动机冷却系统经济、可靠工作。本发明还公开了设有所述节温器总成的发动机冷却系统。

Description

一种节温器总成及发动机冷却系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是用于控制发动机冷却液流向的节温器总成。本发明还涉及设有所述节温器总成的发动机冷却系统。

背景技术

节温器是控制发动机冷却液流动路径的阀门，大多安装在发动机出水管上，使发动机大循环水路与散热器连接，小循环水路与水泵连接，可根据冷却液温度的高低，打开或关闭大循环水路和小循环水路。

请参考图1，图1为设有节温器总成的发动机冷却系统的冷却液循环示意图。

如图所示，当发动机冷起动时，发动机5＇的冷却液温度低于节温器2＇的阀门开启温度，节温器2＇关闭冷却液流向散热器3＇的通道，这时全部冷却液经管路进入水泵4＇，经水泵4＇加压后直接流回发动机机体、缸盖水套，使冷却液迅速升温，利于起动，即为小循环水路。

当发动机5＇冷却液温度大于节温器2＇的阀门全开温度时，节温器2＇的阀门全开并关闭小循环管路6＇，全部冷却液经节温器总成1＇的大循环管路7＇进入散热器3＇，经过散热器3＇冷却后低温冷却液进入水泵4＇，经水泵4＇加压后冷却液进入发动机5＇进行冷却循环，保证发动机在适当温度范围内工作，即为大循环水路。

当发动机5＇的冷却液温度高于节温器2＇的阀门开启温度，而低于节温器2＇的阀门全开温度时，节温器阀门部分开启，发动机冷却液同时进行大小循环。

如上所述，发动机大循环水路中的冷却液经过节温器后还需克服散热器3＇的水阻，然后回到水泵，而发动机小循环水路中的冷却液经过节温器2＇后直接进入水泵，由于散热器3＇的水阻远大于节温器总成1＇的小循环水路水阻，而根据水泵4＇的公知性能特性：当冷却液需要克服的阻力变小时，水泵流量变大，则当冷却液全部小循环时发动机冷却液流量大于大循环时流量，从而导致以下缺陷：

其一，由于水泵4＇的性能参数设计点多数按照发动机大循环状态设计，则当发动机冷却液小循环时，冷却液流量大，流速快，偏离水泵性能设计点，存在水泵效率低、气蚀等隐患，还容易造成发动机暖车慢的问题。

其二，当节温器2＇处于部分打开时，即发动机冷却液同时大小循环状态时，由于散热器3＇的水阻远大于节温器总成1＇的小循环水路水阻，则导致大量冷却液直接经过水泵4＇进入发动机，即小循环水流量偏大，大循环水流量偏小，则散热器3＇带走的热量少，在发动机复杂工况下，易导致发动机冷却液过热（如开锅）。

虽然通过整体减小循环管路面积，可增加流阻，平衡大小循环流阻，但由于管路截面积变小，在相同冷却液流量下，冷却液流速变快，流速快导致压力低，更容易造成管路及水泵气蚀。

因此，如何平衡发动机大小循环的冷却流量，并降低发动机冷却系统气蚀的风险，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种节温器总成。该节温器总成在发动机布置空间允许的前提下大循环水阻较小，并能够平衡大小循环的水阻、流量，降低发动机冷却系统气蚀的风险，保证发动机冷却系统经济、可靠工作。

本发明的第二目的是提供一种设有所述节温器总成的发动机冷却系统。

为实现上述第一目的，本发明提供一种节温器总成，包括：

壳体，具有大循环管路和小循环管路；

节温器，设于所述壳体，用于控制所述大循环管路和小循环管路；

所述小循环管路的入口处设有平衡所述大循环管路和小循环管路流阻和流量的节流装置。

优选地，所述节流装置为形成于所述小循环管路内壁上的节流结构。

优选地，所述节流结构包括节流起始口和节流终止口，两者间为横截面面积逐渐变大的节流过渡区。

优选地，所述节流终止口与其之后的小循环管路的横截面面积相同。

优选地，所述节流起始口为所述小循环管路的进液端端口。

优选地，所述节温器为双节温器。

优选地，所述壳体及大循环管路和小循环管路内的流道均平滑过渡。

为实现上述第二目的，本发明提供一种发动机冷却系统，包括发动机、散热器、水泵以及节温器总成，所述节温器总成为上述任一项所述的节温器总成，其进液端连接所述发动机的冷却液出口，大循环管路和小循环管路分别连接所述散热器和水泵。

本发明在节温器总成的小循环管路上设计有节流装置，当一定流量的冷却液经过节流装置时，发生节流效应，增加小循环管路水阻，使其水阻与大循环管路及散热器水阻平衡，从而平衡发动机大小循环时冷却液流量。由于发动机水泵的性能设计点根据大循环冷却液流量、流阻而定，而此节温器总成可以平衡大小循环冷却液流量，这样发动机小循环时冷却液流量也未偏离设计值，解决了传统设计中由于小循环管路流阻低造成的冷却液流量大的问题，降低了水泵效率低、气蚀的隐患。

在一种优选方案中，本发明节温器总成采用双节温器，相比单个节温器，冷却液的流通面积增大，从而使冷却液流阻减小。当发动机冷却液大循环时，此节温器总成造成的流阻较小，可以使与发动机匹配的水泵的扬程降低，从而可以使水泵设计的尺寸更紧凑，消耗的功率更低更经济。

本发明提供的发动机冷却系统设有所述节温器总成，由于所述节温器总成具有上述技术效果，设有该节温器总成的发动机冷却系统也具备相应的技术效果。

附图说明

图1为设有节温器总成的发动机冷却系统的冷却液循环示意图；

图2为本发明所提供节温器总成的内部结构示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为设有图2所示节温器总成的发动机冷却系统的结构示意图。

图1中：

1＇节温器总成  2＇节温器  3＇散热器  4＇水泵  5＇发动机6＇小循环管路  7＇大循环管路

图2中：

1.节温器总成  2.节温器  3.散热器  4.水泵  5.发动机  6.小循环管路  7.大循环管路  8.节流过渡区  9.节流起始口  10.节流终止口

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2、图3，图2为本发明所提供节温器总成的内部结构示意图；图3为图2的A-A视图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的节温器总成1主要由壳体以及设于壳体的节温器2组成。

壳体具有一个进液端和两个出液端，其中两个出液端分别为大循环管路7和小循环管路6，节温器2用于控制大循环管路7和小循环管路6的通断状态。

小循环管路6的入口处设有平衡大循环管路7和小循环管路8流阻和流量的节流装置。

具体地，节流装置为形成于小循环管路6内壁上的节流结构，该节流结构包括节流起始口9和节流终止口10，两者间为横截面面积逐渐变大的节流过渡区8，节流起始口9为小循环管路6的端口，其横截面面积较小，在较短长度内平滑过渡至节流终止口10，节流终止口10与其之后的小循环管路6的横截面面积相同。

请参考图4，图4为设有图2所示节温器总成的发动机冷却系统的结构示意图。

如图所示，箭头代表冷却液流动方向。当发动机5的冷却液温度低于节温器2的阀门开启温度时，节温器2处于关闭状态，全部冷却液进行小循环，即冷却液经节温器总成1的小循环管路6进入水泵4。由于小循环管路6上设计有节流结构8，冷却液经过节流结构8后，经水泵4加压后冷却液再次进入发动机5进行冷却循环，即为小循环水路。

当发动机5冷却液温度大于节温器2的阀门全开温度时，节温器2的阀门全开并关闭小循环管路6，全部冷却液经节温器总成1的大循环管路7进入散热器3，经过散热器3冷却后低温冷却液进入水泵4，经水泵4加压后冷却液进入发动机5进行冷却循环，即为大循环水路。

当发动机5的冷却液温度高于节温器2的阀门开启温度，而低于节温器2的阀门全开温度时，节温器阀门部分开启，发动机冷却液同时大小循环。

上述节温器总成1在小循环管路6上设计有节流结构8，当一定流量的冷却液经过时，发生节流效应，增加小循环管路6的水阻，使其水阻与大循环管路7及散热器3的水阻平衡，从而平衡发动机大小循环冷却液流量，快速增加水阻后，管路截面积迅速变大，冷却液流速恢复到合理值，各流道截面积均按照合理流速计算设计，避免了流速快造成的气蚀问题，节温器壳体集成大小循环流道，流道设计平滑过渡无尖角，降低了涡流损失，使冷却系统工作更可靠。

此外，采用双节温器形式，增加冷却液的流通面积，减小了大循环水路流阻，可以使与发动机匹配的水泵更紧凑更经济。

当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述节温器总成，本发明还提供一种发动机冷却系统，主要由发动机5、散热器3、水泵4以及节温器总成1组成，其中，发动机5可以是柴油机，节温器总成1为上文所述的节温器总成，其进液端连接发动机5的冷却液出口，大循环管路7和小循环管路6分别连接散热器3和水泵4，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的节温器总成和发动机冷却系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种节温器总成，包括：

壳体，具有大循环管路（7）和小循环管路（6）；

节温器（2），设于所述壳体，用于控制所述大循环管路（7）和小循环管路（6）；其特征在于，

所述小循环管路（6）的入口处设有平衡所述大循环管路（7）和小循环管路（6）流阻和流量的节流装置。

2.根据权利要求1所述的节温器总成，其特征在于，所述节流装置为形成于所述小循环管路（6）内壁上的节流结构。

3.根据权利要求2所述的节温器总成，其特征在于，所述节流结构包括节流起始口（9）和节流终止口（10），两者间为横截面面积逐渐变大的节流过渡区（8）。

4.根据权利要求3所述的节温器总成，其特征在于，所述节流终止口（10）与其之后的小循环管路（6）的横截面面积相同。

5.根据权利要求4所述的节温器总成，其特征在于，所述节流起始口（9）为所述小循环管路（6）的进液端端口。

6.根据权利要求1所述的节温器总成，其特征在于，所述节温器（2）为双节温器。

7.根据权利要求1所述的节温器总成，其特征在于，所述壳体及大循环管路（7）和小循环管路（6）内的流道均平滑过渡。

8.一种发动机冷却系统，包括发动机（5）、散热器（3）、水泵（4）以及节温器总成（1），其特征在于，所述节温器总成（1）为上述权利要求1至7任一项所述的节温器总成（1），其进液端连接所述发动机（5）的冷却液出口，大循环管路（7）和小循环管路（6）分别连接所述散热器（3）和水泵（4）。

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