CN103696825A - 机油冷却系统及其节温器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节温器，用于具有主油道及机油冷却器的发动机冷却系统，所述节温器包括热敏元件、机油的流向控制部以及容纳二者的壳体；所述壳体具有进油口，以及分别与所述主油道及所述机油冷却器连通的第一出油口及第二出油口；所述流向控制部封盖所述第二出油口，所述第一出油口与所述进油口连通；所述热敏元件随机油温度升高而膨胀时，能够驱动所述流向控制部封盖所述第一出油口，所述第二出油口与所述进油口连通。采用上述节温器以后，在发动机冷启动过程中，低温机油将直接进入主油道，避免机油流经机油冷却器，从而使机油温度升高较快，节省时间及机油。本发明还公开了一种具有上述节温器的机油冷却系统。

Description

机油冷却系统及其节温器

技术领域

本发明涉及机油冷却技术领域，特别涉及一种节温器，还涉及一种具有该节温器的机油冷却系统。

背景技术

车辆冷启动是其众多启动方式中的一种，是指发动机距离上次关机已有一段时间，其内部机油温度与外界环境一致。机油冷却器与发动机油道相连，用于冷却进入发动机的机油，防止机油温度过高导致润滑作用减弱，影响发动机工作性能。冷启动一旦开始，发动机就开始运行，其内部的机油便陆续经过机油冷却器而进入油道。

对于冷启动，即使机油温度较低，依然需要通过机油冷却器，产生以下缺点：

第一，机油冷却器限制流过的机油温度升高，延长了启动时间，浪费时间及机油，并且，长时间在低温下运行，有损于发动机寿命；

第二，低负荷工作或者在高寒地区时，环境温度及机油温度均较低，机油粘度较大，摩擦表面的摩擦阻力较大，不利于发动机工作。

综上所述，如何在发动机冷启动过程中，使机油温度快速升高，从而节省时间及机油，保证发动机寿命，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种机油冷却系统及其节温器。在发动机冷启动过程中，该节温器能够使机油温度快速升高，从而节省时间及机油，保证发动机寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种节温器，用于具有主油道及机油冷却器的发动机冷却系统，所述节温器包括热敏元件、机油的流向控制部以及容纳二者的壳体；所述壳体具有进油口，以及分别与所述主油道及所述机油冷却器连通的第一出油口及第二出油口；

所述流向控制部封盖所述第二出油口，所述第一出油口与所述进油口连通；所述热敏元件随机油温度升高而膨胀时，能够驱动所述流向控制部封盖所述第一出油口，所述第二出油口与所述进油口连通。

采用上述节温器以后，在发动机冷启动过程中，由于机油温度较低，机油将直接进入主油道，可以避免机油流经机油冷却器，从而使机油温度升高较快，节省时间及机油，保证发动机寿命；并且，在发动机启动完成之后，升温后的机油能够经过正常的冷却步骤，则发动机能够正常工作。另外，利用节温器处于温度变化工作环境的特点，结合热敏元件的物理特性，实现对流向控制部的行程的控制，避免机械结构形势复杂的弊端，精简机构，实施方便。

优选地，所述热敏元件相对于所述壳体固定。

优选地，所述热敏元件包括密封的石蜡箱，所述石蜡箱内充满石蜡，所述流向控制部插入所述石蜡箱与所述石蜡接触；所述石蜡膨胀或者收缩，以驱动插入所述石蜡箱的所述流向控制部。

上述实施例采用石蜡，利用石蜡受温度影响易发生膨胀或者收缩的物理性质，不仅能够推动流向控制部移动以实现节温功能，而且结构形式简单，材料成本低。

优选地，所述石蜡箱具有供所述流向控制部插入的开孔，所述开孔的边缘处具有沿插入方向延伸的弯折边。

优选地，所述流向控制部包括插入所述热敏元件的挺杆，以及与所述挺杆连接的活塞；所述活塞具有供机油流通的孔道，且所述孔道贯穿所述活塞，所述热敏元件驱动所述活塞封盖所述第一出油口或所述第二出油口。

活塞与挺杆配合能够较好地起到封盖或者开启出油口的作用，并且结构形式简单，加工方便，是一种优选的结构形式。

优选地，所述挺杆与所述活塞固定连接。

优选地，所述节温器还包括位于所述壳体与所述活塞之间的弹簧，所述热敏元件膨胀时克服所述弹簧复位力。

弹簧的弹力作用于活塞，用于提供作用于流向控制部的外力，无论活塞与挺杆固定连接与否，均进一步保证活塞顺利回缩，避免由于热敏元件收缩不足等原因造成的流向控制部回缩不足，使活塞顺利封盖出油口。

优选地，所述弹簧与所述热敏元件位于所述活塞的两侧，所述热敏元件膨胀时，所述活塞压缩所述弹簧。

优选地，所述挺杆连接于所述活塞中部，所述孔道均匀分布于所述活塞。

本发明还提供一种机油冷却系统，用于发动机，包括机油冷却器，以及发动机的主油道，还包括上述任一项所述的节温器，所述节温器与所述机油冷却器以及所述主油道连通。

该机油冷却系统与上述节温器具有相同的有益效果。

附图说明

图1为本发明提供的节温器一种具体实施方式的结构示意简图；

图2为图1中石蜡箱的竖直剖视图，示出石蜡箱盖板的开孔处具有弯折边；

图3为图1中活塞的孔道分布示意图。

图1-3：

11进油口、12出油口、21石蜡箱、22弹簧、31挺杆、32活塞、100主油道、101壳体盖板、102壳体壁板、103壳体底板、104主动腔室、105从动腔室、121第一出油口、122第二出油口、210石蜡、211石蜡箱盖板、212石蜡箱壁板、213石蜡箱底板、200机油冷却器、21a开孔、32a孔道、弯折边211a

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明提供的节温器一种具体实施方式的结构示意简图。

如图1所示，该节温器连接于发动机冷却系统的回路中，与发动机的主油道100以及机油冷却器200连通，主要包括热敏元件、流向控制部以及容纳二者的壳体。壳体可以包括壳体盖板101、壳体壁板102以及壳体底板103，壳体盖板101与壳体壁板102分体设置并且密封连接为佳，以便于更换壳体内部的各组件。该壳体还可以为其他形式，只要能够为机油与流向控制部及热敏元件提供工作空间即可。

壳体壁板102上开设有进油口11与出油口12，出油口12包括与主油道100连通的第一出油口121，以及与机油冷却器200连通的第二出油口122。机油进入壳体之前，也即发动机启动之前，流向控制部封盖第二出油口122，第一出油口121与进油口11连通。

具体地，热敏元件可以与壳体相对固定，此时，热敏元件始终压靠在壳体上，热敏元件膨胀或者收缩对流向控制部产生的外力将使其相对于壳体移动，直至封盖第一出油口121或者第二出油口122，实现节温功能。

当机油温度较高时，热敏元件膨胀，推动流向控制部移动，直至封盖第一出油口121，此时，第二出油口122与进油口11连通，机油仅能从第二出油口122流出，并经过机油冷却器200的冷却后流入发动机。可以通过对热敏元件膨胀体积变化以及流向控制部的行程设计，控制机油高于设定温度时，第一出油口121被封盖、第二出油口122开启。

当机油温度较低时，热敏元件收缩，流向控制部可以自动回缩入热敏元件收缩而形成的空间，直至封盖第二出油口122，此时，第一出油口121与进油口11连通，机油可从第一出油口121流出而直接进入发动机的主油道100。

也即，第一出油口121与第二出油口122交替地被封盖，机油能够经未被封盖的出油口12流向主油道100或者机油冷却器200。

采用上述节温器以后，在发动机冷启动过程中，由于机油温度较低，机油将直接进入主油道100，可以避免机油流经机油冷却器200，从而使机油温度升高较快，节省时间及机油，保证发动机寿命；并且，在发动机启动完成之后，升温后的机油能够经过正常的冷却步骤，则发动机能够正常工作。另外，利用节温器处于温度变化工作环境的特点，结合热敏元件的物理特性，实现对流向控制部的行程的控制，避免机械结构形势复杂的弊端，精简机构，实施方便。

热敏元件与壳体的相对固定可以通过多种方式实现，例如，热敏元件直接固定连接于壳体，或者通过其他结构间接地与壳体固定连接。

具体地，上述热敏元件可以包括石蜡箱21，该石蜡箱21密封，并且其内部充满石蜡210，石蜡210是一种随温度升高而膨胀，随温度降低而收缩的热敏材料。流向控制部插入该石蜡箱21，以与上述石蜡210接触。

发动机开始启动时，流向控制部处于封盖第二出油口122的位置，低温(与外界环境相同)的机油从进油口11进入壳体，石蜡210不发生物理变化，流向控制部的位置也不发生变化，机油通过第一出油口121直接进入发动机的主油道100；

发动机启动一段时间后，机油温度开始升高，石蜡210受机油温度的影响逐渐膨胀，驱动插入石蜡箱21的流向控制部移动，流向控制部从封盖第二出油口122的位置逐渐移向封盖第一出油口121的位置，同时逐渐开启第二出油口122；

发动机启动完毕时，机油已具有较高温度，石蜡210已膨胀较多，将流向控制部推动至完全封盖第一出油口121的位置，此时，第二出油口122全部开启，高温机油从第二出油口122流至机油冷却器200；

停车后，机油温度降低，石蜡210受周围低温机油的影响而收缩，密封的石蜡箱21内形成部分真空空间，石蜡箱21内部压力小于外界环境的压力，流向控制部在压力差的作用下向石蜡箱21回缩。随着机油温度的逐渐降低，石蜡210逐渐恢复，流向控制部重新遮盖第二出油口122，而第一出油口121开启。

上述实施例采用石蜡210，利用石蜡210受温度影响易发生膨胀或者收缩的物理性质，不仅能够驱动流向控制部以实现节温功能，而且结构形式简单，材料成本低。当然，还可以采用其他具有类似功能的热敏材料组成的热敏元件，例如，由不同膨胀系数的金属组成的双金属片，双金属片膨胀后推动流向控制部，而收缩后拉回流向控制部，进而开启第一出油口121或者第二出油口122。

如图1所示，该石蜡箱21可以具有石蜡箱盖板211与石蜡箱壁板212，石蜡箱盖板211朝向流向控制部，并垂直于其移动方向，为便于更换石蜡210，石蜡箱盖板211与石蜡箱壁板212分体设置为佳，此时，上述开孔21a设置于该石蜡箱盖板211。另外，还可以具有石蜡箱底板213，与石蜡箱壁板212一体成型，并连接于壳体；或者，若不具有该石蜡箱底板213，则石蜡箱壁板212直接与壳体密封连接，以隔绝石蜡210与机油。

还可以对本发明提供的节温器做进一步的改进。

流向控制部包括插入上述热敏元件的挺杆31，以及与该挺杆31连接的活塞32，该活塞32与壳体适配，并将壳体内部腔室分为主动腔室104与从动腔室105两部分。主动腔室104用于容纳热敏元件，热敏元件膨胀或者收缩时，活塞32随之移动，从而使得主动腔室104相应地扩大或者缩小；从动腔室105与主动腔室104被活塞32隔开，与主动腔室104的变化趋势相反。活塞32内部具有供机油通过的孔道32a，该孔道32a贯穿活塞32，连通上述主动腔室104与从动腔室105。进油口11始终与主动腔室104连通，热敏元件驱动活塞32封盖第一出油口121，使得第二出油口122与主动腔室104连通；或者封盖第二出油口122，使得第一出油口121与从动腔室105连通，继而通过孔道32a与主动腔室104连通。图1中，进油口11、第一出油口121，以及第二出油口122均设于壳体的同一侧壁板，方便管路连接，并与壳体内的两个腔室、活塞32恰好配合。

活塞32与挺杆31配合能够较好地起到封盖或者开启出油口12的作用，并且结构形式简单，加工方便，是一种优选的结构形式。流向控制部还可以包括其他结构形式的部件，如抵靠于壳体具有出油口12的一侧的块体或者板体，上述两种结构受力不均匀，封盖出油口12的效果均差于活塞32。

挺杆31与活塞32可以固定连接，热敏元件膨胀或者收缩时，活塞32将与挺杆31不需要其他组件提供的外力，而仅在压力差的作用下即可共同伸出或者回缩，实现活塞32对出油口12的封盖作用。

所述固定连接可以采用多种方式实现，例如焊接、旋转卡接等。

当然挺杆31与活塞32可相对移动也是可以的，但是，由于挺杆31对活塞32无法产生拉力，可能需要借助其他组件提供的外力驱动活塞32，以实现其封盖出油口12的作用。

相较而言，挺杆31与活塞32固定连接能够使节温器适用于任一摆放方式；并且，不需要其他组件提供外力，精简节温器的结构，有利于轻量化设计。

请参考图2，图2为图1中石蜡箱的竖直剖视图，示出石蜡箱盖板的开孔处具有弯折边。

如图2所示，石蜡箱21具有供挺杆31插入的开孔21a，该开孔21a边缘设置有沿插入方向延伸的弯折边211a，该弯折边211a夹持上述挺杆31。该弯折边211a朝向石蜡箱21外侧或者内侧均可(图2中示出该弯折边211a朝向石蜡箱21外侧)。

设置弯折边211a后，有利于保持挺杆31的直线移动，进而使其移动更加平稳。

当然，上述开孔21a处也可以不设置弯折边211a，而加厚石蜡箱盖板211开孔21a处的厚度。另外，可以理解，流向控制部为其他结构时，该弯折边211a也可以夹持流向控制部的一部分，起到稳定作用。

进一步地，热敏元件还包括位于壳体与活塞32之间的弹簧22，该弹簧22可以位于主动腔室104或者从动腔室105，其两端分别抵靠壳体与活塞32，热敏元件膨胀时，克服弹簧22的复位力，即弹簧22被压缩或者被拉伸；热敏元件收缩时，弹簧22欲恢复其自然状态，而驱动活塞32朝向热敏元件移动，即回缩入热敏元件收缩产生的空间。

弹簧22的弹力作用于活塞32，用于提供作用于流向控制部的外力，无论活塞32与挺杆31固定连接与否，均进一步保证活塞32顺利回缩，避免由于热敏元件收缩不足等原因造成的流向控制部回缩不足，使活塞32顺利封盖出油口12。

进一步地，上述弹簧22与热敏元件可以位于活塞32的两侧，即弹簧22位于从动腔室105。在发动机启动的过程中，机油逐渐升温，热敏元件将挺杆31挤出，活塞32被挺杆31推动而压缩弹簧22，从动腔室105体积逐渐变小；停车后，机油温度降低，该弹簧22的弹力推动活塞32，从动腔室105体积逐渐变大，直至热敏元件恢复自然状态。

热敏元件位于活塞32的一侧，而活塞32的另一侧具有较大空间，将弹簧22布置于此，充分利用空间，避免布置于热敏元件一侧而减小热敏元件的工作空间，保证节温器的工作效率。

当然，将弹簧22与热敏元件布置于活塞32的同一侧也是可以的，即二者均位于主动腔室104，当热敏元件收缩时，弹簧22的拉力将拉回活塞32，主动腔室104逐渐变小，进而开启第一出油口121。只是热敏元件与弹簧22布置于活塞32两侧可避免弹簧22与热敏元件互相干涉，以保证工作效率和效果。

弹簧22两端还可以固定连接于壳体及活塞32，如此，弹簧22对活塞32的作用力更加可靠。

在热敏元件处于自然状态时，上述弹簧22处于不受外力作用的自然状态为佳。当然，弹簧22也可以处于被拉伸或者被压缩的状态，只要能够保证流向控制部顺利回复即可。

请参考图3，图3为图1中活塞的孔道分布示意图。

如图3所示，挺杆31可以连接于活塞32的中部，并且，孔道32a均匀分布于活塞32，图3中示出活塞32具有三个均布的孔道32a，当然，孔道的数目为其他也可。如此，则进一步保证活塞32在移动过程中受力均匀，从而运动平稳。

可以理解，本发明流向控制部封盖第二出油口122，第一出油口121与进油口11连通，当热敏元件随机油温度升高而膨胀时，能够驱动流向控制部封盖第一出油口，第二出油口122与进油口11连通；而温度降低时，流向控制部可复位至封盖第二出油口122的位置，第一出油口121与进油口11连通。为此，上述实施例中的热敏元件，如石蜡箱21等，均与壳体固定连接，以便降温时，流向控制部可随热敏元件收缩复位。实际上，热敏元件与壳体非固定连接也是可以的，只是，热敏元件将能够于机油中自由移动，回缩时可能无法可靠地拉回流向控制部，以封盖对应的第二出油口122。比如，可能需要设置弹簧，或者将节温器竖直放置，以使热敏元件和流向控制部在重力作用下复位。可见，热敏元件与壳体固定为优选的方案。

本发明还提供一种用于发动机的机油冷却系统，包括机油冷却器200及发动机主油道100，还包括上述各实施例中的节温器，该节温器与发动机主油道100及机油冷却器200连通。

由于具有上述各实施例中的节温器，该冷却系统与节温器具有同样的有益效果。

以上对本发明所提供的一种机油冷却系统及其节温器进行了详细介绍。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方法及其核心思想。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 (10)

1.一种节温器，用于具有主油道(100)及机油冷却器(200)的发动机冷却系统，其特征在于，所述节温器包括热敏元件、机油的流向控制部以及容纳二者的壳体；所述壳体具有进油口(11)，以及分别与所述主油道(100)及所述机油冷却器(200)连通的第一出油口(121)及第二出油口(122)；

所述流向控制部封盖所述第二出油口(122)，所述第一出油口(121)与所述进油口(11)连通；所述热敏元件随机油温度升高而膨胀时，能够驱动所述流向控制部封盖所述第一出油口(121)，所述第二出油口(122)与所述进油口(11)连通。

2.如权利要求1所述的节温器，其特征在于，所述热敏元件相对于所述壳体固定。

3.如权利要求1所述的节温器，其特征在于，所述热敏元件包括密封的石蜡箱(21)，所述石蜡箱(21)内充满石蜡(210)，所述流向控制部插入所述石蜡箱(21)与所述石蜡(210)接触；所述石蜡(210)膨胀或者收缩，以驱动插入所述石蜡箱(21)的所述流向控制部。

4.如权利要求3所述的节温器，其特征在于，所述石蜡箱(21)具有供所述流向控制部插入的开孔(21a)，所述开孔(21a)的边缘处具有沿插入方向延伸的弯折边(211a)。

5.如权利要求1-4任一项所述的节温器，其特征在于，所述流向控制部包括插入所述热敏元件的挺杆(31)，以及与所述挺杆(31)连接的活塞(32)；所述活塞(32)具有供机油流通的孔道(32a)，且所述孔道(32a)贯穿所述活塞(32)，所述热敏元件驱动所述活塞(32)封盖所述第一出油口(121)或所述第二出油口(122)。

6.如权利要求5所述的节温器，其特征在于，所述挺杆(31)与所述活塞(32)固定连接。

7.如权利要求5所述的节温器，其特征在于，所述节温器还包括位于所述壳体与所述活塞(32)之间的弹簧(22)，所述热敏元件膨胀时克服所述弹簧(22)复位力。

8.如权利要求7所述的节温器，其特征在于，所述弹簧(22)与所述热敏元件位于所述活塞(32)的两侧，所述热敏元件膨胀时，所述活塞(32)压缩所述弹簧(22)。

9.如权利要求5所述的节温器，其特征在于，所述挺杆(31)连接于所述活塞(32)中部，所述孔道(32a)均匀分布于所述活塞(32)。

10.一种机油冷却系统，用于发动机，包括机油冷却器(200)，以及发动机的主油道(100)，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的节温器，所述节温器与所述机油冷却器(200)以及所述主油道(100)连通。

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