CN110067864A - 一种磁性阀门及使用该磁性阀门的车辆冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性阀门，包括阀体和阀盖；本发明同时公开了一种使用该磁性阀门的车辆冷却系统，包括电子水泵、TMM、发动机、水箱和磁性阀门；本发明的磁性阀门与电子水泵共同工作，在国家油耗测试工况实测可提高燃油经济性；由于磁性阀门在TMM模块内部，与其他阀门的动态密封相比，该设计只有静态密封，大大降低冷却液外部泄露风险，消除售后由于冷却液泄漏导致的拉缸和油耗升高风险；本发明的磁性阀门与目前的球阀设计比较大大降低成本，产品的体积更小，容易在整车集成；磁力设计时与水泵的输出压力匹配，在某个压力点即使温度未到居里点，阀门受到的压力可以强行打开阀门，消除球阀在使用过程中存在的电机失效。

Description

一种磁性阀门及使用该磁性阀门的车辆冷却系统
技术领域
本发明涉及汽车热管理技术领域，尤其涉及一种磁性阀门及使用该磁性阀门的车辆冷却系统。
背景技术
目前，通过电机驱动汽车热管理系统模块(TMM)中的球阀，利用温度高低来决定球阀的开度来实现不同出水口的导通和导通后冷却水的流量，在汽车暖机阶段只让缸体和缸盖的水参与流动，把空调加热器(HVAC Heater)冷却水，汽车水箱(Radiator)冷却水，变速箱机油(TOC)冷却水和废气再循环阀体(EGR)冷却水等其他的冷却水隔离，使发动机的冷却水温度迅速提高，达到减少气缸摩擦，降低怠速，减少喷油加浓，降低排放和油耗。等发动机冷却水到达设定阈值时再将其他冷却水引入系统，实现空调加热和水箱冷却。
由于球阀阀门由电机驱动，阀门旋转时还要考虑密封性能，造成结构复杂，成本高；电机出现故障或机械零件卡滞，会导致汽车水箱冷却水通道堵塞或流阻过大引起发动机冷却水温度过高，有拉缸或引起油耗升高风险；阀体驱动轴工作时处于转动状态，唇形密封圈过了一定时间后有泄露风险；体积大，集成难度升高。
发明内容
1.需要解决的技术问题
本发明需要解决的技术问题在于，提供一种磁性阀门及使用该磁性阀门的车辆冷却系统，利用磁铁的居里点温度来控制汽车热管理模块阀门的开和关，使用温敏铁氧体铁和永磁体分别设计汽车热管理模块(TMM)的阀门和阀体，从而使车辆发动机保持在设计温度，显著提高发动机的燃油经济性。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种磁性阀门，包括阀体和阀盖；所述阀体中部开设有贯通流道，所述阀盖和阀体铰接，且二者接触时，所述阀盖将所述贯通流道封闭；所述阀体和阀盖接触处采用抛光处理以形成密封面。
上述的磁性阀门，其中，所述阀体由温敏铁氧体铁制成，所述阀盖由永磁体制成。
上述的磁性阀门，其中，所述阀体由永磁体制成，所述阀盖由温敏铁氧体铁制成。
本发明同时公开了一种使用该磁性阀门的车辆冷却系统，包括电子水泵、TMM、发动机、水箱和磁性阀门；所述电子水泵入口与TMM连通，所述电子水泵出口与水箱一端和发动机缸体连通；所述水箱另一端通过第一管道与TMM连通，且所述第一管道端部安装有所述磁性阀门；所述发动机缸盖通过第二管道与TMM连通，且所述第二管道端部安装有所述磁性阀门；两个所述磁性阀门位于TMM内。
上述的车辆冷却系统，其中，还包括空调加热器和EGR；所述电子水泵出口与EGR一端连通；所述EGR另一端与发动机缸体和空调加热器连通，所述空调加热器通过第三管道与第二管道连通。
上述的车辆冷却系统，其中，还包括EOC和TOC；所述EOC和TOC连通，且所述EOC和TOC与所述EGR并联。
上述的车辆冷却系统，其中，还包括第四管道；所述发动机缸盖通过所述第四管道与TMM连通。
3.有益效果
综上所述，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的磁性阀门与电子水泵共同工作，在国家油耗测试工况实测可提高燃油经济性3-4％；大大降低发动机在暖机工况的HC&CO排放；
(2)由于磁性阀门在TMM模块内部，与其他阀门的动态密封相比，该设计只有静态密封，大大降低冷却液外部泄露风险，消除售后由于冷却液泄漏导致的拉缸和油耗升高风险；
(3)本发明的磁性阀门与目前的球阀设计比较大大降低成本，产品的体积更小，容易在整车集成；
(4)磁力设计时与水泵的输出压力匹配，在某个压力点即使温度未到居里点，阀门受到的压力可以强行打开阀门，消除球阀在使用过程中存在的电机失效而导致冷却液过热风险。
附图说明
图1是本发明一种磁性阀门的结构示意图；
图2是本发明一种使用该磁性阀门的车辆冷却系统的原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
请参见附图1所示，一种磁性阀门，包括阀体100和阀盖200；所述阀体100中部开设有贯通流道101，所述阀盖200和阀体100铰接，且二者接触时，所述阀盖200将所述贯通流道101封闭；所述阀体100和阀盖200接触处采用抛光处理以形成密封面。
所述阀体100由温敏铁氧体铁制成，所述阀盖200由永磁体制成。
所述阀体100由永磁体制成，所述阀盖200由温敏铁氧体铁制成。
请参见附图2所示，本发明同时公开了一种使用该磁性阀门的车辆冷却系统，包括电子水泵1、TMM 2、发动机3、水箱4和磁性阀门5；所述电子水泵1入口与TMM 2连通，所述电子水泵1出口与水箱4一端和发动机3缸体连通；所述水箱4另一端通过第一管道6与TMM 2连通，且所述第一管道6端部安装有所述磁性阀门5；所述发动机3缸盖通过第二管道7与TMM 2连通，且所述第二管道7端部安装有所述磁性阀门5；两个所述磁性阀门5位于TMM 2内。
还包括空调加热器8和EGR 9；所述电子水泵1出口与EGR 9一端连通；所述EGR 9另一端与发动机3缸体和空调加热器8连通，所述空调加热器8通过第三管道13与第二管道7连通。
还包括EOC 10和TOC 11；所述EOC 10和TOC 11连通，且所述EOC 10和TOC 11与所述EGR 9并联。
还包括第四管道12；所述发动机3缸盖通过所述第四管道12与TMM 2连通。
使用方法：
暖机阶段：由于水温较低，所述磁性阀门5被磁力吸住，密封所述第一管道6和第二管道7的冷却液，不让冷却液流进所述TMM 2，此时，所述电子水泵1以很小的功率和流量工作，产生的压力不足以推开所述磁性阀门5，只有所述第四管道12的冷却液以较小的流量和压力进入所述TMM 2，进入所述电子水泵1后再回到所述发动机3加热，由于所述水箱4、空调加热器8和其他的大部分冷却液被隔离在外面，所述发动机3水温很快就热起来(与传统系统比较，发动机3升温到85°的时间只有三分之一左右)，达到降低油耗，减少泵气损失和排放。温度达到目标温度(85°)后，由于所述磁性阀门5的磁性消失，空调加热器8的阀门(TMM左面)被打开，所述第二管道7的冷却液慢慢进入TMM 2参与循环，使这一路的冷却液逐渐升温，由于发动机3运转时一直在产生热量，当TMM 2的冷却液温度达到设计温度(95°)后，水箱4的所述磁性阀门5磁性消失，水箱4和第一管道6的水参与循环，将热量从水箱4散发，达到热平衡。发动机停机后，由于所述电子水泵1停止工作，磁性阀门5在重力的作用下回到初始位置，冷却液温度下降后，磁性5阀门磁性回复，将系统冷却液重新密封，为下次发动机3工作做准备。。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种磁性阀门，其特征在于：包括阀体(100)和阀盖(200)；所述阀体(100)中部开设有贯通流道(101)，所述阀盖(200)和阀体(100)铰接，且二者接触时，所述阀盖(200)将所述贯通流道(101)封闭；所述阀体(100)和阀盖(200)接触处采用抛光处理以形成密封面。
2.根据权利要求1所述的一种磁性阀门，其特征在于：所述阀体(100)由温敏铁氧体铁制成，所述阀盖(200)由永磁体制成。
3.根据权利要求1所述的一种磁性阀门，其特征在于：所述阀体(100)由永磁体制成，所述阀盖(200)由温敏铁氧体铁制成。
4.一种利用权利要求1-3所述的使用该磁性阀门的车辆冷却系统，其特征在于，包括电子水泵(1)、TMM(2)、发动机(3)、水箱(4)和磁性阀门(5)；所述电子水泵(1)入口与TMM(2)连通，所述电子水泵(1)出口与水箱(4)一端和发动机(3)缸体连通；所述水箱(4)另一端通过第一管道(6)与TMM(2)连通，且所述第一管道(6)端部安装有所述磁性阀门(5)；所述发动机(3)缸盖通过第二管道(7)与TMM(2)连通，且所述第二管道(7)端部安装有所述磁性阀门(5)；两个所述磁性阀门(5)位于TMM(2)内。
5.根据权利要求4所述的一种车辆冷却系统，其特征在于：还包括空调加热器(8)和EGR(9)；所述电子水泵(1)出口与EGR(9)一端连通；所述EGR(9)另一端与发动机(3)缸体和空调加热器(8)连通，所述空调加热器(8)通过第三管道(13)与第二管道(7)连通。
6.根据权利要求5所述的一种车辆冷却系统，其特征在于：还包括EOC(10)和TOC(11)；所述EOC(10)和TOC(11)连通，且所述EOC(10)和TOC(11)与所述EGR(9)并联。
7.根据权利要求6所述的一种车辆冷却系统，其特征在于：还包括第四管道(12)；所述发动机(3)缸盖通过所述第四管道(12)与TMM(2)连通。
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