CN106089396A - 一种汽车、发动机及冷却液电控调温器 - Google Patents

一种汽车、发动机及冷却液电控调温器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冷却液电控调温器，包括阀座和内部设置有沿轴向延伸的主通道的阀芯，还包括线性驱动装置，线性驱动装置与阀芯相连，阀座上至少开设有四个接口，所述接口分别连接水室入口，水室出口，散热器入口和散热器出口，阀芯上至少设置三个阀孔，其中，第二阀孔沿径向贯通所述阀芯，第三阀孔与第二阀孔间隔设置，冷却液电控调节器具有发动机冷启动时，发动机冷却液温度大于60度且小于等于90度时以及发动机冷却液温度大于90度时三种状态，能够实现根据不同温度进行冷却液流向及流量控制，保证发动机长期准确工作在最佳温度下。本发明还提供了一种具有上述冷却液电控调温器的发动机及具有该发动机的汽车。

Description

一种汽车、发动机及冷却液电控调温器
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种汽车、发动机及冷却液电控调温器。
背景技术
调温器又叫节温器，作为发动机冷却系统的核心部件，在保证发动机正常工作的同时，对发动机的燃油经济性能、排放性能等有着重要影响，其发展受到汽车行业的高度重视。
传统的发动机冷却循环系统所采用的多数是机械式调温器，主要由感温蜡包、推杆、主阀门及副阀门等零部件组成。由于机械式调温器在发动机冷启动时副阀门处于开启状态，冷却液进行发动机内部循环，因此发动机升温较慢，长时间处于冷机状态，由于发动机润滑油在低温时流阻较大，使发动机运转阻力较大，容易造成燃油浪费，特别是在冬季启动时，如果长时间没有暖风，会大大降低人员乘坐的舒适性；而且机械式调温器在高温时主阀门开启速度较快，造成发动机降温过快，因而发动机的温度波动较大，从而导致发动机在大多时间不能在最佳温度进行工作，出现油耗多，排放差的结果。
因此，如何使发动机在低温运转时停止冷却液循环，减少热损失，提高升温速度，快速达到最佳工作温度，同时能够提供暖风供应；发动机在高温运转时，能够根据具体温度进行冷却液流向及流量控制，保证发动机长期准确工作在最佳温度下，实现节能减排，提高发动机的使用寿命是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种冷却液电控调温器，使发动机在低温运转时停止冷却液循环，减少热损失，提高升温速度，快速达到最佳工作温度，同时能够提供暖风供应；发动机在高温运转时，能够根据具体温度进行冷却液流向及流量控制，保证发动机长期准确工作在最佳温度下，实现节能减排，提高发动机的使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种具有上述冷却液电控调温器的发动机及具有该发动机的汽车。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种冷却液电控调温器，包括阀座和内部设置有沿轴向延伸的主通道的阀芯，还包括线性驱动装置，所述线性驱动装置与所述阀芯相连，所述阀座上至少开设有四个接口，所述接口分别连接水室入口，水室出口，散热器入口和散热器出口，所述阀芯上至少设置三个阀孔，所述阀孔包括用于与水室入口配合且与所述主通道连通的第一阀孔，用于与散热器出口配合且与主通道连通的第二阀孔，用于与水室出口和散热器入口配合的第三阀孔；其中，所述第二阀孔沿径向贯通所述阀芯，所述第三阀孔与所述第二阀孔间隔设置，所述冷却液电控调节器具有以下状态：
第一状态：当发动机冷启动时，所述水室入口被阀芯封堵；
第二状态：当发动机冷却液温度大于60度且小于等于90度时，所述第一阀孔与所述水室入口部分接通，且所述第二阀孔与所述水室出口接通；
第三状态：当发动机冷却液温度大于90度时，所述第一阀孔与所述水室入口完全接通，所述第二阀孔与所述散热器入口接通，所述第三阀孔与所述水室出口和所述散热器出口均接通。
优选的，所述阀座上还设置有油冷器出口，所述阀芯上还设置有第四阀孔，当所述冷却液电控调温器为第一状态和第二状态时，所述油冷器出口与所述第四阀孔错开；当所述冷却液电控调温器为第三状态时，所述油冷器出口与所述第四阀孔接通。
优选的，所述线性驱动装置包括第一电机，和与所述第一电机相连的传动螺母，所述传动螺母内设置有丝杠，所述丝杠与所述阀芯相连，且在所述丝杠的端面上设置有线性位置传感器。
优选的，所述传动螺母与所述丝杠之间还设置有滚珠。
优选的，所述线性驱动装置为马达，且所述马达的输出端与所述阀芯相连。
优选的，用于为冷却液提供动力的水泵组件包括水泵本体，和与所述水泵本体相连的第二电机，且所述水泵本体设置在所述阀芯内。
优选的，所述阀座上还设置有线性密封装置。
优选的，所述阀座上还设置有第一导向槽，所述阀芯上设置有与所述第一导向槽对应的第二导向槽，所述第一导向槽与所述第二导向槽通过连接键连接。
一种发动机，包括冷却液电控调温器，所述冷却液电控调温器为上述任意一项所公开的冷却液电控调温器。
一种汽车，包括发动机，所述发动机为上述所公开的发动机。
由以上技术方案可以看出，本发明实施例中所公开的冷却液电控调温器，包括阀座和内部设置有沿轴向延伸的主通道的阀芯，还包括线性驱动装置，线性驱动装置与阀芯相连，用于驱动阀芯进行轴向位移，阀座上至少开设有四个接口，所述接口分别连接水室入口，水室出口，散热器入口和散热器出口，阀芯上至少设置三个阀孔，阀孔包括用于与水室入口配合且与所述主通道连通的第一阀孔，用于与散热器出口配合且与主通道连通的第二阀孔，用于与水室出口和散热器入口配合的第三阀孔。其中，第二阀孔沿径向贯通所述阀芯，第三阀孔与第二阀孔间隔设置，所述冷却液电控调节器具有以下状态：
第一状态：当发动机冷启动时，所述水室入口被阀芯封堵，此时冷却液在发动机内部不循环，因此热损失减少，温度提高，尽快使发动机达到最佳温度，同时能够提供暖风供应。
第二状态：当发动机冷却液温度大于60度且小于等于90度时，所述第一阀孔与所述水室入口部分接通，且所述第二阀孔与所述水室出口接通，因此冷却液可以从水室出口流向水室入口，实现发动机冷却液的内部循环。
第三状态：当发动机冷却液温度大于90度时，所述第一阀孔与所述水室入口完全接通，所述第二阀孔与所述散热器入口接通，所述第三阀孔与所述水室出口和所述散热器出口均接通，此时冷却液从水室出口经散热器入口流向散热器出口，最后再流向水室入口，实现冷却液的循环，从而降低发动机的温度，使得发动机工作在最佳温度下。
由此可见，当发动机在低温运转时，可以停止冷却液在发动机内部的循环，热损失减少，温度提高，尽快使发动机达到最佳温度，同时能够提供暖风供应；当发动机在高温运转时，可以根据具体温度进行冷却液流向及流量的控制，保证发动机长期准确工作在最佳温度下，实现节能减排，提高发动机的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术所公开的发动机冷却液机械式调温器结构示意图；
图2为本发明实施例中所公开的冷却液电控调温器的主视剖面结构示意图；
图3为本发明实施例中所公开的冷却液电控调温器中五通阀的接口定义及水流方向；
图4为本发明实施例中所公开的冷却液在发动机内部循环时的电控调温器的状态示意图；
图5为本发明实施例中所公开的冷却液在进行油冷时的电控调温器的状态示意图；
图6为本发明实施例中所公开的冷却液进行散热器循环冷却时的电控调温器的状态示意图；
图7为本发明实施例中所公开的发动机的电控逻辑图。
其中，各部件名称如下：
1-线性驱动装置，11-第一电机，12-传动螺母，13-丝杠，2-阀座，21-水室入口，22-水室出口，23-散热器入口，24-散热器出口，25-油冷器出口，3-阀芯，31-第一阀孔，32-第二阀孔，33-第三阀孔，34-第四阀孔，4-水泵本体，5-第二电机。
具体实施方式
本发明的核心之一在于提供一种冷却液电控调温器，使发动机在低温运转时停止冷却液循环，减少热损失，提高升温速度，快速达到最佳工作温度，同时能够提供暖风供应；发动机在高温运转时，能够根据具体温度进行冷却液流向及流量控制，保证发动机长期准确工作在最佳温度下，实现节能减排，提高发动机的使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种具有上述冷却液电控调温器的发动机及具有该发动机的汽车。
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。
如图2所示，本发明实施例中所公开的冷却液电控调温器，包括阀座2和内部设置有沿轴向延伸的主通道的阀芯3，还包括线性驱动装置1，线性驱动装置1与阀芯3相连，用于驱动阀芯3进行轴向位移，阀座2上至少开设有四个接口，所述接口分别连接水室入口21，水室出口22，散热器入口23和散热器出口24，阀芯3上至少设置三个阀孔，阀孔包括用于与水室入口21配合且与所述主通道连通的第一阀孔31，用于与散热器出口24配合且与主通道连通的第二阀孔32，用于与水室出口22和散热器入口23配合的第三阀孔33，其中，第二阀孔32沿径向贯通所述阀芯3，第三阀孔33与第二阀孔32间隔设置，需要解释的是，沿轴向延伸的主通道指沿着阀芯3的长度方向进行延伸的主通道，与轴向方向垂直的方向为径向方向。
所述冷却液电控调节器具有以下状态：
第一状态：当发动机冷启动时，水室入口21被阀芯3封堵，此时冷却液在发动机内部不循环，因此热损失减少，温度提高，尽快使发动机达到最佳温度，同时能够供暖风供应。
第二状态：当发动机冷却液温度大于60度且小于等于90度时，第一阀孔31与水室入口21部分接通，且第二阀孔32与水室出口22接通，因此冷却液可以从水室出口23流向水室入口21，实现发动机冷却液的内部循环；
第三状态：当发动机冷却液温度大于90度时，第一阀孔31与水室入口21完全接通，第二阀孔32与散热器入口23接通，第三阀孔33与水室出口22和散热器出口24均接通，此时冷却液从水室出口22经散热器入口23流向散热器出口24，最后再流向水室入口21，实现冷却液的循环，从而降低发动机的温度，使得发动机长期准确的工作在最佳温度内。
由此可见，当发动机在低温运转时，停止冷却液在发动机内部的循环，热损失减少，温度提高，尽快使发动机达到最佳温度，同时能够提供暖风供应；当发动机在高温运转时，可以根据具体温度进行冷却液流向及流量的控制，保证发动机长期准确工作在最佳温度下，实现节能减排，提高发动机的使用寿命。
进一步的，阀座2上还设置有油冷器出口25，阀芯3上还设置有第四阀孔34，当冷却液电控调温器为上述所公开的第一状态和第二状态时，也就是说当发动机冷却液的温度低于90度时，油冷器出口25与第四阀孔34错开，此时冷却液不流经油冷却器出口25，不需要对润滑油进行加热；当冷却液电控调温器为上述所公开的第三状态时，也就是说当冷却液的温度大于90度时，油冷器出口25与第四阀孔34接通，此时冷却液流经油冷器出口25，对发动机内的润滑油进行加热，使得润滑油的粘度变小，从而减小了润滑油的阻力。
进一步的，线性驱动装置1包括第一电机11，和与第一电机11相连的传动螺母12，传动螺母12内设置有丝杠13，丝杠13与阀芯3相连，需要解释的是，丝杠13的一端旋入传动螺母12内，丝杠13的另一端与阀芯3相连，在第一电机11的作用下，丝杠13推动阀芯3进行轴向直线位移。需要说明的是，用于检测丝杠13位移的线性位置传感器设置在丝杠13的端面上，线性位置传感器通过感知丝杠13的位移距离，将其位移距离转换成电信号传输给ECU，供ECU能够确定当前阀芯的位置状态。
进一步的，传动螺母12与丝杠13之间还设置有滚珠，滚珠可以减小摩擦力，使得丝杠13相对于传动螺母12能够顺利的实现轴向位移，从而带动阀芯2实现轴向位移。
当然，线性驱动装置1也可以为马达，且马达的输出端与阀芯3相连，从而可以带动阀芯3进行轴向位移。
进一步的，用于为冷却液提供动力的水泵组件包括水泵本体4，和与水泵本体4相连的第二电机5，且水泵本体4设置在所述阀芯3内。需要解释的是，水泵本体4设置在阀芯3内，可以为冷却液提供动力，有效促进冷却液的循环。当第一电机11接收到电控模块的信号开始进行旋转，带动丝杠13进行旋转，丝杠13带动阀芯3开始进行移动，同时位于丝杠13端面的线性位置传感器14将信号发给ECU，ECU确定当前阀芯的位置，即各个阀门的状态，将信号传输给第二电机5，第二电机5控制水泵本体4的运转，从而实现冷却液的循环。因此实现了在不同的工况下，发动机冷却液的智能调节及控制，使得发动机长期准确的工作在最佳的工作温度下，实现了节能减排。
进一步的，阀座2上还设置有线性密封装置，需要解释的是，线性密封装置优选密封圈，密封圈套设在相邻两个阀孔之间，保证冷却液准确的流向。
进一步的，阀座2上还设置有第一导向槽，阀芯3上设置有与第一导向槽对应的第二导向槽，第一导向槽与第二导向槽通过连接键连接，需要解释的是，第一导向槽与第二导向槽均为轴向开设，连接键将阀座2与阀芯3紧密的连接在一起，从而避免了阀座2与阀芯3沿周向转动，进一步保证了冷却液的准确流向及流量的控制。
本发明实施例中还公开了一种发动机，包括冷却液电控调温器，所述冷却液电控调温器为上述任意一项所公开的冷却液电控调温器。
由于该发动机采用了上述实施例中所公开的冷却液电控调温器，因而该发动机具有上述冷却液电控调温器的技术优点，本申请文件不再进行赘述。
本发明实施例中还公开了一种汽车，包括发动机，所述发动机为上述所公开的发动机。
由于该汽车采用了上述实施例中所公开的发动机，因而该汽车具有上述发动机的技术优点，本申请文件不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种冷却液电控调温器，包括阀座(2)和内部设置有沿轴向延伸的主通道的阀芯(3)，其特征在于，还包括线性驱动装置(1)，所述线性驱动装置(1)与所述阀芯(3)相连，所述阀座(2)上至少开设有四个接口，所述接口分别连接水室入口(21)，水室出口(22)，散热器入口(23)和散热器出口(24)，所述阀芯(3)上至少设置三个阀孔，所述阀孔包括用于与水室入口(21)配合且与所述主通道连通的第一阀孔(31)，用于与散热器出口(24)配合且与主通道连通的第二阀孔(32)，用于与水室出口(22)和散热器入口(23)配合的第三阀孔(33)，其中，所述第二阀孔(32)沿径向贯通所述阀芯(3)，所述第三阀孔(33)与所述第二阀孔(32)间隔设置，所述冷却液电控调节器具有以下状态：
第一状态：当发动机冷启动时，所述水室入口(21)被阀芯(3)封堵；
第二状态：当发动机冷却液温度大于60度且小于等于90度时，所述第一阀孔(31)与所述水室入口(21)部分接通，且所述第二阀孔(32)与所述水室出口(22)接通；
第三状态：当发动机冷却液温度大于90度时，所述第一阀孔(31)与所述水室入口(21)完全接通，所述第二阀孔(32)与所述散热器入口(23)接通，所述第三阀孔(33)与所述水室出口(22)和所述散热器出口(24)均接通。
2.根据权利要求1所述的冷却液电控调温器，其特征在于，所述阀座(2)上还设置有油冷器出口(25)，所述阀芯(3)上还设置有第四阀孔(34)，当所述冷却液电控调温器为第一状态和第二状态时，所述油冷器出口(25)与所述第四阀孔(34)错开；当所述冷却液电控调温器为第三状态时，所述油冷器出口(25)与所述第四阀孔(34)接通。
3.根据权利要求1所述的冷却液电控调温器，其特征在于，所述线性驱动装置(1)包括第一电机(11)，和与所述第一电机(11)相连的传动螺母(12)，所述传动螺母(12)内设置有丝杠(13)，所述丝杠(13)与所述阀芯(3)相连，且在所述丝杠(13)的端面上设置有线性位置传感器。
4.根据权利要求3所述的冷却液电控调温器，其特征在于，所述传动螺母(12)与所述丝杠(13)之间还设置有滚珠。
5.根据权利要求1所述的冷却液电控调温器，其特征在于，所述线性驱动装置(1)为马达，所述马达的输出端与所述阀芯(3)相连。
6.根据权利要求1所述的冷却液电控调温器，其特征在于，用于为冷却液提供动力的水泵组件包括水泵本体(4)，和与所述水泵本体(4)相连的第二电机(5)，且所述水泵本体(4)设置在所述阀芯(3)内。
7.根据权利要求1所述的冷却液电控调温器，其特征在于，所述阀座(2)上还设置有线性密封装置。
8.根据权利要求1所述的冷却液电控调温器，其特征在于，所述阀座(2)上还设置有第一导向槽，所述阀芯(3)上设置有与所述第一导向槽对应的第二导向槽，所述第一导向槽与所述第二导向槽通过连接键连接。
9.一种发动机，包括冷却液电控调温器，其特征在于，所述冷却液电控调温器为如权利要求1-8任意一项所述的冷却液电控调温器。
10.一种汽车，包括发动机，其特征在于，所述发动机为如权利要求9所述的发动机。
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GR01 Patent grant
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Denomination of invention: An electronic thermostat for automobile, engine and coolant

Effective date of registration: 20220329

Granted publication date: 20180904

Pledgee: Qufu sub branch of Bank of China Ltd.

Pledgor: Qufu TEMB Auto Parts Manufacturing Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980003406

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