CN107989721B - 集成式加热器及使用其的滤清器和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成式加热器，属于发动机技术领域，包括壳体，壳体内设有加热器组件，加热器组件与设置在壳体上用于连接电源的接插件相连，壳体上设有用于测量油温的温度传感器，温度传感器与电路板控制部连接，电路板控制部与所述接插件连接，壳体上设有水位传感器。本发明还提供了一种使用上述集成式加热器的滤清器和发动机。本发明的目的在于提供一种集成式加热器及使用其的滤清器和发动机，该集成式加热器集加热器、温度传感器和水位传感器于一体，并且占用空间小，装配简单。

Description

集成式加热器及使用其的滤清器和发动机

技术领域

本发明属于发动机技术领域，更具体地说，是涉及一种集成式加热器及使用其的滤清器和发动机。

背景技术

为适应我国节能减排的要求，市场上使用柴油发动机的各种车辆越来越多。汽车专家称与汽油车相比，柴油车具有节能、环保、有劲、安全、耐用等优点。一方面柴油的能量密度比汽油高，柴油机采用一系列先进技术后，热转换效率最高可达45％，比同排量汽油机要高50％，因此油耗远低于汽油机。另一方面，由于柴油发动机是压燃而不是点燃的，所以没有高压线、火花塞、分电器、点火系统等，也就不会出现这些零部件故障。

但是在低温季节和地区，柴油粘度大，流动性差，雾化效果变差，使燃油燃烧不充分，增加能耗。甚至致使滤清器中析蜡和结冰堵塞滤网，管路等，造成启动困难、行车中突然熄火等故障。而且目前市场上流通的柴油中常常会有水分，特别是当温度低于水的凝点时，水就会凝聚结冰，引起油路堵塞，影响到燃油系统正常供油，使发动机无法正常工作，甚至导致燃油系统部件的损坏。这都对燃油系统的正常工作产生了很严重的影响。因此为燃油系统增加预热装置和排水装置已成为汽车市场最迫切的需求。

目前人们提出了许多新的思路和不同的方法试图解决这方面的问题，在我国现有已申请的专利中有不少是有关这方面的内容，但这些均为分体或单独式的，即加热部分与传感器部分分为两体或只有加热功能或水位报警功能，并且分体式的占用空间，装配繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式加热器，以解决现有技术中存在的加热部分与传感器部分分为两体或只有加热功能或水位报警功能，以及分体式结构占用空间大、装配繁琐的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种集成式加热器，包括壳体，所述壳体内设有加热器组件，所述加热器组件与设置在壳体上用于连接电源的接插件相连，所述壳体上设有用于测量油温的温度传感器，所述温度传感器与电路板控制部连接，所述电路板控制部与所述接插件连接，所述壳体上设有水位传感器。

进一步地，所述加热器组件包括上电极片、PTC加热片和下电极片，所述PTC加热片设置在所述上电极片和所述下电极片之间，所述下电极片与温控器串联，所述温控器通过第一金属导电柱与所述接插件连接，所述上电极片通过第二金属导电柱与所述接插件连接。

进一步地，所述PTC加热片设为多个，多个所述PTC加热片并联设置。

进一步地，所述温度传感器包括密封安装于所述壳体上的感温棒，所述感温棒内设有NTC热敏电阻和转换接头，所述NTC热敏电阻与所述转换接头连接，所述转换接头与所述电路板控制部连接，所述NTC热敏电阻与所述感温棒的内壁贴合。

进一步地，所述水位传感器包括与所述电路板控制部相连的至少一根探针，所述探针的另一端伸到所述壳体外。

进一步地，位于所述壳体内的所述感温棒一端设有弹性倒钩，所述壳体内设有与所述弹性倒钩相配合的卡台，所述感温棒通过所述弹性倒钩和所述卡台与所述壳体卡合连接，所述感温棒与所述壳体之间设有O型密封圈。

进一步地，所述壳体呈圆柱形。

本发明提供的集成式加热器的有益效果在于：与现有技术相比，集成式加热器集加热器、温度传感器和水位传感器于一体，即将加热器、温度传感器以及水位传感器集成设置于一壳体上，并能够将整个壳体安装在滤清器的滤罐底部，实现对滤罐内燃油的加热、温度检测控制以及水位检测，占用空间小，装配简单。

本发明还提供一种滤清器，包括滤罐，所述滤罐的底部设有上述的集成式加热器。

本发明提供的滤清器的有益效果在于：与现有技术相比，该滤清器的滤罐底部设有上述的集成式加热器，实现对滤罐内燃油的加热、温度检测控制以及水位检测，占用空间小，装配简单。

本发明还提供一种发动机，包括滤清器，所述滤清器的滤罐底部设有上述的集成式加热器。

本发明提供的发动机的有益效果在于：与现有技术相比，该发动机的滤清器的滤罐底部设有上述的集成式加热器，实现对滤罐内燃油的加热、温度检测控制以及水位检测，占用空间小，装配简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的集成式加热器的主视图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为本发明实施例提供的集成式加热器的俯视图；

图4为本发明实施例提供的集成式加热器去掉上电极片后的俯视图；

图5为本发明实施例所采用的感温棒的结构示意图；

图6为沿图5中B-B线的剖视图；

图7为本发明实施例提供的集成式加热器的使用状态图；

图8为沿图7中C-C线的剖视图。

其中，图中各附图标记：

1-壳体；2-温控器；3-下电极片；4-PTC加热片；5-电极柱；6-螺纹衬套；7-上电极片；8-弹簧片；9-螺钉；10-NTC热敏电阻；11-感温棒；12-探针；13-电路板控制部；14-下盖；15-接插件；16-滤罐；17-进油口；18-转换接头；19-弹性倒钩。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的集成式加热器进行说明。所述集成式加热器，包括壳体1，所述壳体1内设有加热器组件，所述加热器组件与设置在壳体1上用于连接电源的接插件15相连，所述壳体1上设有用于测量油温的温度传感器，所述温度传感器与电路板控制部13连接，所述电路板控制部13与所述接插件15连接，所述壳体1上设有水位传感器。

本发明提供的集成式加热器，与现有技术相比，本发明提供的集成式加热器集加热器、温度传感器和水位传感器于一体，即将加热器、温度传感器以及水位传感器集成设置于一壳体1上，并能够将整个壳体1安装在滤清器的滤罐16底部，实现对滤罐16内燃油的加热、温度检测控制以及水位检测，占用空间小，装配简单。根据实际应用的不同，加热器、温度传感器以及水位传感器的数量、安装位置等也会有所不同。

进一步地，请一并参阅图2至图3，作为本发明提供的集成式加热器的一种具体实施方式，所述加热器组件包括上电极片7、PTC加热片4和下电极片3，所述PTC加热片4设置在所述上电极片7和所述下电极片3之间，所述下电极片3与温控器2串联，所述温控器2通过电极柱5与所述接插件15连接，所述上电极片7通过螺纹衬套6与所述接插件15连接。可以看出，在本具体实施方式中，第一金属导电柱为电极柱5，第二金属导电柱为螺纹衬套6。在具体安装过程中，可根据实际需求及应用对加热器组件做出适应性的改动，PTC加热片4为热敏电阻元件，采用螺钉9和弹簧片8将加热器组件压紧安装在壳体1内。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的集成式加热器的一种具体实施方式，所述PTC加热片4设为多个，多个所述PTC加热片4并联设置。在本具体实施方式中，所述PTC加热片4设为4个。

4个加热片4并联后与温控器2串联，装入壳体1内并采用螺钉压紧方式将各零部件固定，形成加热器组件，加热器组件的两根引线从接插件15口内分别通过螺纹衬套6和电极柱5引出，其中电极柱5在与上述温控器2串联后作为外接电源的正极接线，螺纹衬套6作为外接电源的负极接线伸出。以此来连接车载电源。可以很方便的与车身线束对接。

接插件15内设有若干插针，其中的两个插针分别与螺纹衬套6和电极柱5连接，与电极柱5连接的插针作为外接电源的正极接线，与螺纹衬套6连接的插针作为负极接线伸出，请参阅图1至图3，插针通过注塑的方式设置在所述壳体1上。

参阅图7及图8，本发明提供的集成式加热器安装于滤清器的底部，集成式加热器的壳体1与滤清器之间设置有O型密封圈，达到密封安装的效果。柴油从滤清器的进油口17进入，柴油流经下电极片3、PTC加热片4和上电极片7后进入到滤罐16内，柴油会充满整个滤罐16，首先温控器2的金属感温面会感应当前柴油的温度，如果温度低于温控器2的导通温度，温控器2导通，加热器瞬间启动，通过加热片对燃油系统中的柴油进行加热，当周围柴油温度达到规定要求，通过温控器2控制加热器停止加热，再者PTC加热片4本身的恒温特性也确保了万无一失。如此一来，安全、轻松的解决了柴油低温流动性差的缺点，减轻了机件的运动阻力，延长了发动机的使用寿命。同时提高了燃烧效率，改善了尾气污染。

进一步地，参阅图5及图6，作为本发明提供的集成式加热器的一种具体实施方式，所述温度传感器包括密封安装于所述壳体1上的感温棒11，所述感温棒11内设有NTC热敏电阻10和转换接头18，所述NTC热敏电阻10与所述转换接头18连接，所述转换接头18与所述电路板控制部13连接，所述NTC热敏电阻10与所述感温棒11的内壁贴合。

感温棒11延伸至滤罐16内，感温棒11的材质为易传热材料，柴油的温度通过感温棒11传递给NTC热敏电阻10。在对柴油进行加热的过程中，柴油的流量对加热器加热柴油温度有直接影响。为此，我们在加热器上安装了可实现温度测量功能的NTC热敏电阻温度传感器。NTC热敏电阻10是一种以过渡金属氧化物为主要原材料经高温烧结而成的半导体陶瓷组件，它具有非常大的负温度系数，电阻值随环境温度或因通过电流而产生自热而变化，即在一定的测量功率下，电阻值随着温度上升而迅速下降。利用这一特性，可将NTC热敏电阻10通过测量其电阻值来确定相应的温度，从而达到检测和控制燃油温度温度的目的。

根据NTC热敏电阻器温度测量的特点，通过外接电路和ECU(汽车发动机控制器)的不同，可实现通过测量NTC热敏电阻的阻值变化反映出被加热柴油温度的不同，并反馈给汽车发动机控制系统，并由汽车发动机控制器控制柴油流量。

进一步地，请参阅图1至图3，作为本发明提供的集成式加热器的一种具体实施方式，所述水位传感器包括与所述电路板控制部13相连的至少一根探针12，所述探针12的另一端伸到所述壳体1外。

在燃油消耗前对其进行预热优化了燃油的流动性，使燃油中的油水更易产生分离，由于柴油和水的比重不同，分离出的水份沉积在滤罐16的底部，当积水水位达到规定上限，水位传感器的探针12可以很及时的感应水位，提醒司机人员排水，操作人员可通过滤罐16上的排水阀进行排水。在本具体实施方式中，水位传感器由两个探针12和电路板控制部13组成，根据水和油的电导率不同，当两个探针12同时浸没在油中或一端在水中另一端在油中时电路不通，不报警。只有当两个金属探针12同时浸没在水中时，电路才会导通，水位传感器输出信号产生变化。水位传感器将输出信号反馈给汽车ECU或外接电路，ECU或外接电路将水位传感器的输出信号转化为人直接可以认知的信号，提醒司机人员及时放水。司机人员可以通过松动排水阀将滤罐内的积水排除。为了避免车辆在行驶过程中因震荡或其他意外因素产生误报警，在控制电路中可设计加入报警延时电路，延时时间短，在不影响水位信息反映的情况下，确保了报警信息的准确、迅速。其灵敏度高，可靠性好。

探针也可以设为一根，因为滤罐本身有金属材质，滤罐通过底座固定在汽车车架上，由于底座、车架均为金属材质，因此，当滤罐内的水位达到探针的高度时，探针通过水、滤罐以及底座与车架导通，这样电路就会导通，水位传感器输出信号产生变化。水位传感器将输出信号反馈给汽车ECU或外接电路，ECU或外接电路将水位传感器的输出信号转化为人直接可以认知的信号，提醒司机人员及时放水。司机人员可以通过松动排水阀将滤罐内的积水排除。

进一步地，参阅图2，作为本发明提供的集成式加热器的一种具体实施方式，位于所述壳体1内的所述感温棒11一端设有弹性倒钩19，所述壳体1内设有与所述弹性倒钩19相配合的卡台，所述感温棒11通过所述弹性倒钩19和所述卡台与所述壳体1卡合连接，所述感温棒11与所述壳体1之间设有O型密封圈。

温度传感器的感温棒11安装在壳体1内，有导向槽确保安装的一致性，同时使感温棒11与滤清器滤芯安装后能同轴，不偏离。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本发明提供的集成式加热器的一种具体实施方式，所述壳体1呈圆柱形。

本发明还提供一种滤清器，所述滤清器包括滤罐16，所述滤罐16的底部设有上述的集成式加热器。

本发明还提供一种发动机，所述发动机包括滤清器，所述滤清器的滤罐16底部设有上述的集成式加热器。

本发明提供的集成式加热器在安装的时候，首先将NTC热敏电阻10装入感温棒11内再装入壳体1内，感温棒上设计有倒钩19可挂载壳体1直径孔上，再将加热器组件用螺钉紧固的方式安装在壳体1内，加热器组件的电极柱5和螺纹衬套6通过过盈配合装入与壳体1一体的接插件15内，再连接车载工作电源。然后安装水位传感器部分(报警器)，水位传感器(报警器)电路板控制部13放入壳体1内，用焊锡将传感器接插件15与电路板控制部13的电极焊盘连接。最后将下盖14用摩擦焊设备进行焊接，保证壳体1腔体内的密封，不会有任何泄露。

本发明的有益效果如下：

1、通过自动控温加热，可以很便捷的控制加热器的通断。自动控制，无需人工操作，减少了人为因素的影响。

2、集加热、温度传感器和水位报警于一体，从滤罐底部安装，节省空间。

3、热效率高，加热方式为内嵌式，避免了外置装置热量浪费的弊端，提高了油路加热的热利用率。

4、通过温度传感器可以监测燃油温度，从而能监测发动机的喷油量。

5、通过水位传感器可以实现对水位的及时、准确感应，避免了积水带来的不良影响。

6、其安全系数高且整体结构紧凑，体积小、造价低，安装方便，应用范围广，可对不同介质进行加热。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.集成式加热器，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设有加热器组件，所述加热器组件与设置在壳体上用于连接电源的接插件相连，所述壳体上设有用于测量油温的温度传感器，所述温度传感器与电路板控制部连接，所述电路板控制部与所述接插件连接，所述壳体上设有水位传感器，所述壳体安装在滤清器的滤罐的底部，在燃油消耗前所述加热器组件对其进行预热，使燃油中的油水产生分离，分离出的水份沉积在滤罐的底部；

所述温度传感器包括密封安装于所述壳体上的感温棒，所述感温棒一端设有弹性倒钩，所述壳体内设有与所述弹性倒钩相配合的卡台，所述感温棒通过所述弹性倒钩和所述卡台与所述壳体卡合连接，位于所述壳体内的所述感温棒与所述壳体之间设有O型密封圈，所述感温棒与滤清器滤芯安装后同轴；

所述加热器组件包括上电极片、PTC加热片和下电极片，所述PTC加热片设置在所述上电极片和所述下电极片之间，所述下电极片与温控器串联，所述温控器通过第一金属导电柱与所述接插件连接，所述上电极片通过第二金属导电柱与所述接插件连接；

将下盖通过摩擦焊设备进行焊接，以保证壳体的腔体内部密封。

2.如权利要求1所述的集成式加热器，其特征在于：所述PTC加热片设为多个，多个所述PTC加热片并联设置。

3.如权利要求2所述的集成式加热器，其特征在于：所述感温棒内设有NTC热敏电阻和转换接头，所述NTC热敏电阻与所述转换接头连接，所述转换接头与所述电路板控制部连接，所述NTC热敏电阻与所述感温棒的内壁贴合。

4.如权利要求3所述的集成式加热器，其特征在于：所述水位传感器包括与所述电路板控制部相连的至少一根探针，所述探针的另一端伸到所述壳体外。

5.如权利要求1所述的集成式加热器，其特征在于：所述壳体呈圆柱形。

6.滤清器，包括滤罐，其特征在于：所述滤罐的底部设有权利要求1-5任一项所述的集成式加热器。

7.发动机，包括滤清器，其特征在于：所述滤清器的滤罐底部设有权利要求1-5任一项所述的集成式加热器。