CN105202226A - 阀芯及使用该阀芯的调节阀、冷却系统和车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀芯及使用该阀芯的调节阀、冷却系统和车，调节阀包括挡板和与挡板转动密封配合的阀芯，阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有绕周向间隔设置于所述阀芯与挡板的转动密封配合面上的通道入口，挡板上开设有用于在阀芯、挡板转动调整后与对应通道入口导通的介质进口。调节阀的阀芯上设有至少两个阻力大小不等的通道，通道入口设置在阀芯旋转密封配合面上，当通道入口与挡板的介质入口导通时，介质可以从介质入口流入，经过通道增加阻力后流出，介质流经不同的通道，能够对介质提供不同的阻力，这样阀体串联在支路中，选择不同的导通通道就可以改变该支路的阻力状态，进而改变通道中介质的流量。

Description

阀芯及使用该阀芯的调节阀、冷却系统和车

技术领域

本发明涉及一种阀芯及使用该阀芯的调节阀、冷却系统和车。

背景技术

在对纯电动汽车冷却系统中，常将驱动电机与集成控制器采用并联的方式接入冷却液循环回路，在并联水路中，水泵对冷却水进行流量分配时总是遵循支路阻力平衡的原则，从水泵流出的冷却水总是根据各支路阻力的大小决定流入驱动电机和集成控制器的水路流量。

但是，在水泵总流量稳定的情况下，由于驱动电机的水套结构复杂会对冷却水产生较大的阻力，而集成控制器所在支路的阻力又小于驱动电机所在支路的阻力，将会出现驱动电机分配到的冷却水流量较小、集成控制器分配的冷却水流量较大的现象。而驱动电机因发热量较大而需求较大的冷却液流量，因此，这种驱动电机冷却水流量小、集成控制器冷却水流量大的流量分配结果与驱动电机、集成控制器实际散热的流量需求相矛盾。为了有效改善电机驱动系统中冷却水的支路阻力平衡状态，在电机冷却系统中只能增加水泵性能以求各支路元件都能获得足够的冷却流量，满足系统的散热需求，进而又造成了水泵选型时的成本和性能浪费。

因此，若在不更换水泵型号、节省成本的情况下，能够有效改善电机驱动系统中驱动电机和集成控制器并联支路阻力平衡状态，将会直接影响水路的流量分配，大大提高电机驱动系统的冷却系统冷却性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以改变阻力等级的阀芯及调节阀。还在于提供一种使用该调节阀的冷却系统及车。

本发明阀芯采用如下技术方案：

阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有用于在挡板、阀芯相对转动调整后与挡板上介质进口对应导通的通道入口，通道入口绕周向间隔设置在阀芯与挡板的转动密封配合面上。阀芯上设有至少两个阻力大小不等的通道，通道入口设置在阀芯与挡板的旋转密封配合面上，当通道入口与挡板的介质入口导通时，介质可以从介质入口流入，经过通道增加阻力后流出，介质流经不同的通道，阀芯能够对介质提供不同的阻力，这样采用该阀芯的阀体串联在支路中，选择不同的导通通道就可以改变该支路的阻力状态，进而改变通道中介质的流量。

所述阀芯具有用于与挡板前后设置且构成了所述转动密封配合的前端面，各介质通道为沿前后方向延伸的直通道，各介质通道绕阀芯的周向间隔设置。便于计算所在通道的阻力大小，也便于加工制造。

各介质通道均开设于阀芯的外周面上，阀芯的相邻两个介质通道之间的外周面与挡板上设置有套设于阀芯上的直通阀体的内壁转动密封配合。这样可以将相邻两个通道隔开，不会出现介质汇合流动的情况，达到改变阻力的目的。

本发明调节阀采用如下技术方案：

调节阀，包括挡板和与挡板转动密封配合的阀芯，阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有绕周向间隔设置于所述阀芯与挡板的转动密封配合面上的通道入口，挡板上开设有用于在阀芯、挡板转动调整后与对应通道入口导通的介质进口。调节阀的阀芯上设有至少两个阻力大小不等的通道，通道入口设置在阀芯旋转密封配合面上，当通道入口与挡板的介质入口导通时，介质可以从介质入口流入，经过通道增加阻力后流出，介质流经不同的通道，能够对介质提供不同的阻力，这样阀体串联在支路中，选择不同的导通通道就可以改变该支路的阻力状态，进而改变通道中介质的流量。

所述挡板与阀芯前后设置，所述阀芯的前端面构成所述转动密封配合面，各介质通道为沿前后方向延伸的直通道，各介质通道绕阀芯的周向间隔设置。便于计算所在通道的阻力大小，也便于加工制造。

各介质通道均开设于阀芯的外周面上，挡板上设置有套设于阀芯上的直通阀体，直通阀体的内壁与相邻两个介质通道之间的所述阀芯的外周面转动密封配合。这样可以将相邻两个通道隔开，不会出现介质汇合流动的情况，达到改变阻力的目的。

所述阀芯后端设置有用于操作人员手持的阻力阀体，阻力阀体的前端设有与直通阀体后端转动密封配合的配合部。这样可以方便阀芯相对直通阀体旋转，便于进行阀体的阻力等级调节。

所述阻力阀体的外周设置有与介质通道一一对应的阻力阀体指示标记，直通阀体上设置有一个用于与对应阻力阀体指示标记对应的直通阀体指示标记。便于调整支路的阻力状态，通过标记可以很快的知道直通阀体上介质入口与阀芯上那个通道导通，便于在外部操作调整调节阀的阻力。

本发明冷却系统采用如下技术方案：

冷却系统，包括水泵、第一循环回路和第二循环回路，第一循环回路上设有电机，第二循环回路上设有集成控制器，所述第二循环回路中设有用于调节该支路中冷却水循环阻力的调节阀，所述调节阀包括挡板和与挡板转动密封配合的阀芯，阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有绕周向间隔设置于所述阀芯与挡板的转动密封配合面上的通道入口，挡板上开设有用于在阀芯、挡板转动调整后与对应通道入口导通的介质进口。调节阀的阀芯上设有至少两个阻力大小不等的通道，通道入口设置在阀芯旋转密封配合面上，当通道入口与挡板的介质入口导通时，介质可以从介质入口流入，经过通道增加阻力后流出，介质流经不同的通道，能够对介质提供不同的阻力，这样阀体串联在支路中，选择不同的导通通道就可以改变该支路的阻力状态，进而改变通道中介质的流量；这样就可以根据实际需要调整电机所在第一循环回路与集成控制器所在的第二循环回路两个支路之间的阻力平衡状态，增大集成控制器所在支路中冷却水的阻力，进而改变水泵分配给该个支路冷却水的流量，达到改善冷却系统的冷却性能的目的，而且又不需要通过提升水泵的性能和改变水泵的型号。

所述挡板与阀芯前后设置，所述阀芯的前端面构成所述转动密封配合面，各介质通道为沿前后方向延伸的直通道，各介质通道绕阀芯的周向间隔设置。便于计算所在通道的阻力大小，也便于加工制造。

各介质通道均开设于阀芯的外周面上，挡板上设置有套设于阀芯上的直通阀体，直通阀体的内壁与相邻两个介质通道之间的所述阀芯的外周面转动密封配合。这样可以将相邻两个通道隔开，不会出现介质汇合流动的情况，达到改变阻力的目的。

所述阀芯后端设置有用于操作人员手持的阻力阀体，阻力阀体的前端设有与直通阀体后端转动密封配合的配合部。这样可以方便阀芯相对直通阀体旋转，便于进行阀体的阻力等级调节。

所述阻力阀体的外周设置有与介质通道一一对应的阻力阀体指示标记，直通阀体上设置有一个用于与对应阻力阀体指示标记对应的直通阀体指示标记。便于调整支路的阻力状态，通过标记可以很快的知道直通阀体上介质入口与阀芯上那个通道导通，便于在外部操作调整调节阀的阻力。

本发明所述车采用如下技术方案：

车上设有冷却系统，冷却系统包括水泵、第一循环回路和第二循环回路，第一循环回路上设有电机，第二循环回路上设有集成控制器，所述第二循环回路中设有用于调节该支路中冷却水循环阻力的调节阀，所述调节阀包括挡板和与挡板转动密封配合的阀芯，阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有绕周向间隔设置于所述阀芯与挡板的转动密封配合面上的通道入口，挡板上开设有用于在阀芯、挡板转动调整后与对应通道入口导通的介质进口。调节阀的阀芯上设有至少两个阻力大小不等的通道，通道入口设置在阀芯旋转密封配合面上，当通道入口与挡板的介质入口导通时，介质可以从介质入口流入，经过通道增加阻力后流出，介质流经不同的通道，能够对介质提供不同的阻力，这样阀体串联在支路中，选择不同的导通通道就可以改变该支路的阻力状态，进而改变通道中介质的流量；这样就可以根据实际需要调整电机所在第一循环回路与集成控制器所在的第二循环回路两个支路之间的阻力平衡状态，增大集成控制器所在支路中冷却水的阻力，进而改变水泵分配给该个支路冷却水的流量，达到改善冷却系统的冷却性能的目的，而且又不需要通过提升水泵的性能和改变水泵的型号。

所述挡板与阀芯前后设置，所述阀芯的前端面构成所述转动密封配合面，各介质通道为沿前后方向延伸的直通道，各介质通道绕阀芯的周向间隔设置。便于计算所在通道的阻力大小，也便于加工制造。

各介质通道均开设于阀芯的外周面上，挡板上设置有套设于阀芯上的直通阀体，直通阀体的内壁与相邻两个介质通道之间的所述阀芯的外周面转动密封配合。这样可以将相邻两个通道隔开，不会出现介质汇合流动的情况，达到改变阻力的目的。

所述阀芯后端设置有用于操作人员手持的阻力阀体，阻力阀体的前端设有与直通阀体后端转动密封配合的配合部。这样可以方便阀芯相对直通阀体旋转，便于进行阀体的阻力等级调节。

所述阻力阀体的外周设置有与介质通道一一对应的阻力阀体指示标记，直通阀体上设置有一个用于与对应阻力阀体指示标记对应的直通阀体指示标记。便于调整支路的阻力状态，通过标记可以很快的知道直通阀体上介质入口与阀芯上那个通道导通，便于在外部操作调整调节阀的阻力。

本发明的阀芯上设有至少两个阻力大小不等的通道，通道入口设置在阀芯与挡板的旋转密封配合面上，当通道入口与挡板的介质入口导通时，介质可以从介质入口流入，经过通道增加阻力后流出，介质流经不同的通道，阀芯能够对介质提供不同的阻力，这样采用该阀芯的阀体串联在支路中，选择不同的导通通道就可以改变该支路的阻力状态，进而改变通道中介质的流量。

附图说明

图1是本发明中车辆的一个实施例中的冷却系统的结构框图；

图2是图1调节阀的装配示意图

图3是图2的结构分解示意图；

图4是图2的阻力阀体的后视图；

图5是图2的后视图；

图6是直通阀体和阻力阀体之间的卡口结构示意图。

图中：1、直通阀体，11、挡板，12、介质进口，13、直通阀体的后端，14、对接标记，2、阻力阀体，21、阀芯，22、端密封垫，23、介质通道，231、介质通道一，232、介质通道二，233、介质通道三，234、介质通道四，24、阻力阀体的前端，25、指示标记，3、密封圈。

具体实施方式

本发明中车的实施例一：

如图1-6所示，车上设有冷却系统，冷却系统包括水泵、第一循环回路和第二循环回路，第一循环回路上设有电机，第二循环回路上设有集成控制器，第二循环回路中设有用于调节该支路中冷却水循环阻力的调节阀，调节阀包括挡板11和与挡板11转动密封配合的阀芯21，挡板11与阀芯21前后设置，挡板11上设置有套设于阀芯21上的直通阀体1，阀芯21后端设置有用于操作人员手持的阻力阀体2，阻力阀体2的前端24设有与直通阀体1后端转动密封配合的配合部，直通阀体1和阻力阀体2的材料均为尼龙塑料，直通阀体1的后端13设有与阻力阀体2的前端24配合的凹槽，凹槽设有用于密封阀体的密封圈3。

阀芯21的前端面和挡板11的后端面构成转动密封配合面，阀芯21上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道23，相邻两个介质通道23之间的阀芯21的外周面与直通阀体1的内壁转动密封配合，介质通道23的通道入口设置于阀芯21与挡板11的转动密封配合面上，挡板11开设有用于在阀芯21、挡板11转动调整后与对应通道入口导通的介质进口12。各介质通道23为沿前后方向延伸、开设于阀芯21的外周面上直通道，并且绕周向间隔分布在阀芯21上，截面形状为截面面积互不相等的四个扇形截面的介质通道23，四个介质通道23的截面面积中：介质通道一231＜介质通道二232＜介质通道三233是＜介质通道四234；介质进口12的截面形状为截面面积大于等于介质通道四234的截面面积且圆心在阀芯21中心轴线上的扇形；阀芯21的前端面上设有与阀芯21的截面形状相同且保证各个通道之间互不相通的端密封垫22，端密封垫22为橡胶垫，通过热熔、硫化工艺，将橡胶垫和塑料阀体热熔为一体。

阻力阀体2上的阀芯21为阻力调节元件，阻力与介质通道23的截面面积和通道的轴向延伸长度有关，为了方便调整介质通道23的阻力，引入长径比的概念，长径比是指介质通道23的轴向延伸长度与介质通道23的直径或非圆介质通道23的当量圆直径比值；当阀体选用不同的外径时，阀芯21的长度也应不同。阀芯21长度可根据阻力需求进行调整，通过调整阻力阀体2上阀芯21的长径比进行阻力设计，本方案选取长径比为4~18之间，通过旋转阻力阀体2，当阻力阀体2的阀芯21处于不同档位时，在不同流量下提供不同阻力。

因此，为了方便阻力的调整，阻力阀体2的外周设置有与介质通道23一一对应的阻力阀体2的指示标记25，直通阀体1上设置有一个用于与对应阻力阀体2的指示标记25对应的直通阀体1的对接标记14，对接标记14为一个，指示标记25有四个均匀设置在阻力阀体2的四周，指示标记25上标记数字用于区分各个介质通道23。直通阀体1的圆周外侧壁上的对接标记14与阻力阀体2上其中一个指示标记25对接配合时，表示该指示标记25对应的介质通道23导通，介质从该介质通道23中流过，调整阀体阻力时，只需要将对接标记14与对应的指示标记25对接配合即可。

正常工作时，直通阀体1和阻力阀体2之间通过过盈卡扣卡紧，卡口结构见图6所示，保证对接标记14与指示标记25不出现相对旋转，介质入口能与对应的介质通道23导通，不会出现介质汇流的情况。当需要增大冷却系统中集成控制器所在循环回路的阻力，使冷却水大量的流入电机所在的循环回路时，可以保持阻力阀体2不动，旋转直通阀体1，将对接标记14与阻力等级较大的对应介质通道23的指示标记25对接，扣紧过盈卡扣，此时，直通阀体1的挡板11上的介质进口12与所需要选择的介质通道23导通，增大对流经介质进口12的冷却水的阻力，进而增大该支路的阻力，调整所在支路的冷却水的流量。上述调节阀在30L/Min的流量下可以提供3~13KPa的阻力，当阀体被串联在水路中时通过提供不同阻力可以有效改善水路系统阻力平衡状态，使水路系统分得合理的冷却流量需求。

本发明车的实施例二：

与实施例一的区别在于：直通阀体与阻力阀体采用一体铸模成型的壳体，阀芯外周面与壳体旋转密封配合，挡板设置于套设在阀芯的壳体上。

本发明车的实施例三：

与实施例一的区别在于：介质通道开设在阀芯的内部，无需设置直通阀体和阻力阀体，将挡板直接旋转装配在阀芯的通道入口的旋转密封面上。

本发明车的其他实施例中：

阀芯的介质通道的通道入口还可以设置在阀芯外周面上且沿阀芯轴向延伸方向位于同一高度，挡板与阀芯的旋转密封配合面上在阀芯的外周面上，通过改变介质通道的截面面积的大小，调整所在通道的阻力大小；阀芯的介质通道的通道入口还可以设置在阀芯外周面上且沿阀芯轴向延伸方向位于不同高度，挡板与阀芯的旋转密封配合面上在阀芯的外周面上，介质通道的截面面积相等，通过改变介质通道的轴向延伸长度，调整所在通道的阻力大小；阀芯的介质通道还可以采用弯曲盘旋的弯曲通道，介质通道的通道入口设置在阀芯的前端面上且介质通道的截面面积相等，通过调整弯曲通道的长度，调整所在通道的阻力大小；阀芯的介质通道还可以采用弯曲盘旋的弯曲通道，介质通道的通道入口设置在阀芯的外周面上、位于阀芯轴向延伸同一高度且介质通道的截面面积相等，通过调整弯曲通道的长度，调整所在通道的阻力大小；阀芯的介质通道还可以采用弯曲盘旋的弯曲通道，介质通道的通道入口设置在阀芯的外周面上、位于阀芯轴向延伸不同高度且介质通道的截面面积相等，通过调整弯曲通道的长度，调整所在通道的阻力大小；阀芯的介质通道还可采用同一介质通道截面面积不同的通道，通道调整长径比，调整通道的阻力；调节阀的阀芯截面形状可以的圆形、方形或三角形等规则几何形状或者不规则的几何形状；阀芯的通道入口设置在前端面上还可以采用只分布在阀芯轴向方向的一侧；调节阀还可采用金属、其他类型的材质制作，例如：铁，铝合金、透明的有机玻璃等。

本发明阀芯的实施例中：阀芯的结构与上述车中阀芯的结构相同，在此不再赘述。

本发明调节阀的实施例中：调节阀的结构与上述车中调节阀的结构相同，在此不再赘述。

本发明冷却系统的实施例中：冷却系统的结构与上述车的冷却系统的结构相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种阀芯，其特征在于：所述阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有用于在挡板、阀芯相对转动调整后与挡板上介质进口对应导通的通道入口，通道入口绕周向间隔设置在阀芯与挡板的转动密封配合面上。

2.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于：阀芯具有用于与挡板前后设置且构成了所述转动密封配合的前端面，各介质通道为沿前后方向延伸的直通道，各介质通道绕阀芯的周向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的阀芯，其特征在于：各介质通道均开设于阀芯的外周面上，阀芯的相邻两个介质通道之间的外周面与挡板上设置有套设于阀芯上的直通阀体的内壁转动密封配合。

4.一种调节阀，其特征在于：包括挡板和与挡板转动密封配合的阀芯，阀芯上设置有至少两个用于对介质提供不同阻力的介质通道，介质通道具有绕周向间隔设置于所述阀芯与挡板的转动密封配合面上的通道入口，挡板上开设有用于在阀芯、挡板转动调整后与对应通道入口导通的介质进口。

5.根据权利要求4所述的调节阀，其特征在于：所述挡板与阀芯前后设置，所述阀芯的前端面构成所述转动密封配合面，各介质通道为沿前后方向延伸的直通道，各介质通道绕阀芯的周向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的调节阀，其特征在于：各介质通道均开设于阀芯的外周面上，挡板上设置有套设于阀芯上的直通阀体，直通阀体的内壁与相邻两个介质通道之间的所述阀芯的外周面转动密封配合。

7.根据权利要求6所述的调节阀，其特征在于：所述阀芯后端设置有用于操作人员手持的阻力阀体，阻力阀体的前端设有与直通阀体后端转动密封配合的配合部。

8.根据权利要求7所述的调节阀，其特征在于：所述阻力阀体的外周设置有与介质通道一一对应的阻力阀体指示标记，直通阀体上设置有一个用于与对应阻力阀体指示标记对应的直通阀体指示标记。

9.一种冷却系统，冷却系统包括水泵、第一循环回路和第二循环回路，第一循环回路上设有电机，第二循环回路上设有集成控制器，其特征在于：所述第二回路中设有用于调节该支路中冷却水循环阻力的调节阀，所述调节阀的结构与权利要求4-8中任一项所述的调节阀结构相同。

10.一种车，车上设有冷却系统，冷却系统包括水泵、第一循环回路和第二循环回路，第一循环回路上设有电机，第二循环回路上设有集成控制器，其特征在于：所述第二循环回路中设有用于调节该支路中冷却水循环阻力的调节阀，所述调节阀的结构与权利要求4-8中任一项所述的调节阀结构相同。