CN1888401A - 用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器 - Google Patents

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张晓兰
冯自平
刘振宇
黄冲
宋强
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Abstract

本发明公开了一种多通道节温器，用于控制发动机冷却水回路，其包括，由低温节温空腔和高温节温空腔组成的壳体，该壳体的低温节温空腔和高温节温空腔在壳体内部相互连通；设置在低温节温空腔内的低温节温控制阀和高温节温控制阀；其中低温节温空腔的相应位置分别设置有冷却水入口和冷却水出口，高温节温空腔的相应位置设置有两个冷却水出口。本发明虽然只包含两个阀体，但能够实现冷却水三回路控制，可靠性高、接口简单安装方便。

Description

用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器
技术领域
本发明涉及一种发动机的节温器，尤其是涉及一种实现对发动机冷却水多种回路控制回路的多通道节温器。
技术背景：
在发动机驱动的热泵空调装置(简称GHP)中，通常要利用发动机冷却水的热量来提高空调的供热能力，根据从发动机缸套流出来的冷却水温度的不同，冷却水有三个流向：冷却水水温比较低时直接流回发动机(一般称小循环)，使冷却水迅速升温，尽快暖机，减少发动机各机件磨损，减少燃料消耗；冷却水水温中等时直接流入冷却水-制冷剂换热器，把热量交换给制冷剂，提高供热量；冷却水水温较高时直接流入散热器(一般称大循环)，通过与空气的热交换，把热量散到大气中去，降低冷却水温度，保证发动机在正常温度下运转。为了满足冷却水的小循环和大循环的需要，发动机一般安装一个蜡式节温器，根据冷却水的温度来控制冷却水的回路，实现小循环和大循环的切换。但是，为了满足GHP的需要，一般需要采用两个或三个电磁阀控制冷却水回路。电磁阀控制冷却水回路的方法，首先是在发动机缸套出口安装温度传感器，温度传感器把感应到的信号传回控制器，由控制器对信号进行处理，判断出冷却水温度，然后给电磁阀线圈通电或断电，达到控制冷却水回路的作用。虽然这样能够满足GHP的需要，但是存在一些问题：首先是需要多个电磁阀，并且增加了一个温度传感器，电磁阀的成本不菲。另外，这种电子控制方式没有采用蜡式节温器的机械控制方式可靠。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的是提供一种制造成本低，使用安全可靠的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器，包括：
一壳体，该壳体由低温节温空腔和高温节温空腔组成，所述低温节温空腔和高温节温空腔在壳体内部相互连通；
一低温节温控制阀，设置在低温节温空腔内；
一高温节温控制阀，设置在高温节温空腔内；
其中所述低温节温空腔的相应位置分别设置有冷却水入口和冷却水出口，所述高温节温空腔的相应位置设置有两个冷却水出口。
所述低温节温空腔的冷却水入口和冷却水出口分别设置在空腔的一侧和空腔的底部；所述高温节温空腔的两个冷却水出口分别设置在空腔的上部和空腔的底部。
所述低温节温控制阀和所述高温节温控制阀分别采用低温蜡式节温控制阀和高温蜡式节温控制阀。
所述高温节温控制阀包括一高温控制装置，该高温控制装置上端置有主阀门，下端置有副阀门，所述主阀门与副阀门之间置有一支架，该支架与主阀门之间置有一由所述高温控制装置控制的弹簧。
所述高温控制装置包括一阀杆，该阀杆包覆有一套管，该套管与所述主阀门固定连接，所述套管外围包覆有高温感应介质，该高温感应介质外围包覆有壳体，该壳体与所述主阀门固定连接。
所述低温蜡式节温控制阀和高温蜡式节温控制阀的低温感应介质和高温感应介质均为石蜡。
所述低温感应介质采用的石蜡的融化温度为60℃，所述高温感应介质采用的石蜡的融化温度为75℃。
本发明冷却水从低温节温空腔的冷却水入口进入低温节温空腔，当冷却温度低于某温度(例如60)低温节温器不动作，上通道不通，冷却水从低温节温空腔底部的冷却水出口流出，直接流回发动机；当冷却水温度高于某温度(例如60)低温节温器动作，主阀门开启，副阀门关小，冷却水从上通道和下通道流出，温度愈高从上通道流出愈多；当冷却温度高于某温度(例如70)低温节温器主阀门开启最大，副阀门关闭，下通道关闭，冷却水只能够从上通道流出。从低温节温空腔的低温节温器控制出口、高温节温器控制入口进入高温节温空腔，当冷却温度低于某温度(例如75)高温节温器不动作，上通道不通，冷却水从高温节温空腔底的冷却水出口流出，经冷却水-制冷剂换热器流回发动机；当冷却水温度高于某温度(例如75)高温节温器动作，主阀门开启，副阀门关小，冷却水从上通道和下通道流出，温度愈高从上通道流出愈多；当冷却温度高于某温度(例如85)高温节温器主阀门开启最大，副阀门关闭，下通道关闭，冷却水只能够从高温节温空腔顶部的冷却水出口流出，经散热器流回发动机。本发明包含两个阀体，实现三回路控制，可靠性高、接口简单安装方便。
附图说明
图1是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器剖面构造图。
图2是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器中的低温节温器的半剖面构造图。
图3是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的低温节温空腔和高温节温空腔的剖面构造图。
图4是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的上壳体的剖面构造图。
图5是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的上壳体的构造仰视图。
图6是图4的A-A向剖视图。
图7是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的下壳体的剖面构造图。
图8是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的下壳体的构造俯视图
图9是图7的B-B向剖视图。
图10是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当冷却水温度＜60℃时冷却水回路示意图。
图11是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当60℃≤冷却水温度＜70℃，冷却水回路示意图。
图12是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当70℃≤冷却水温度＜75℃，冷却水回路示意图。
图13是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当75℃≤冷却水温度＜85℃，冷却水回路示意图。
图14是本发明的多通道节温器当85℃＜冷却水温度，冷却水回路示意图。
图15是现有技术采用电磁控制冷却水回路的GHP示意图。
图16是采用本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器控制冷却水回路的GHP示意图。
图中
1.上壳体                                       2.下壳体
3.低温节温器                                   4.高温节温器，
5.冷却水入口，                                 6.冷却水出口1，
7.冷却水出口2，                                8.冷却水出口3，
9a.低温节温器的阀杆，                          9b.高温节温器之阀杆
10a.低温节温器的主阀门
10b.高温节温器之主阀门，                       11.弹簧
12a.低温节温器的副阀门            12b.高温节温器之副阀门
13.石蜡                           14.胶管，
15.上壳体通孔                     16.下壳体垂直孔
17.下壳体通孔                     18a.低温节温器的主阀门座
18b.高温节温器之主阀门座          19a.低温节温器的副阀门座
19b.高温节温器之副阀门座，        20.螺栓
21.感温体                         22.水泵
23.废气热回收器                   24.发动机
25a.电磁阀1                       25b.电磁阀2
25c.电磁阀3                       26.冷却水-制冷剂换热器
27.散热器                         28.多通道节温器
具体实施方式
本发明冷却水从低温节温空腔的冷却水入口5进入低温节温空腔，当冷却温度低于某温度(例如60)低温节温控制阀不动作，上通道不通，冷却水从低温节温空腔底部的冷却水出口6流出，直接流回发动机；当冷却水温度高于某温度(例如60)低温节温控制阀动作，主阀门开启，副阀门关小，冷却水从上通道和下通道流出，温度愈高从上通道流出愈多；当冷却温度高于某温度(例如70)低温节温控制阀主阀门开启最大，副阀门关闭，下通道关闭，冷却水只能够从上通道流出。从低温节温空腔进入高温节温空腔，当冷却温度低于某温度(例如75)高温节温控制阀不动作，上通道不通，冷却水从高温节温空腔底的冷却水出口流出，经冷却水-制冷剂换热器流回发动机；当冷却水温度高于某温度(例如75)高温节温控制阀动作，主阀门开启，副阀门关小，冷却水从上通道和下通道流出，温度愈高从上通道流出愈多；当冷却温度高于某温度(例如85)高温节温控制阀主阀门开启最大，副阀门关闭，下通道关闭，冷却水只能够从高温节温空腔顶部的冷却水出口流出，经散热器流回发动机。
图1为本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器剖面构造图。它包括一壳体，该壳体分为上壳体1和下壳体2。低温节温控制阀放入下壳体2靠冷却水入口5侧，低温节温控制阀的下方是冷却水出口6，由低温节温控制阀的主阀门座18a支撑并定位；高温节温控制阀放入下壳体2另一侧，由高温节温器之主阀门座18b支撑并定位；高温节温器的顶端和底端置有冷却水出口，合上上壳体1，由6个螺栓拧紧固定，形成特定通道的两个密封腔。
图2是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器中的低温节温器的半剖面构造图。低温节温器的主阀门(10a)和低温节温器之副阀门(12a)固定在感温体(21)上，连成一体同时移动。当冷却水温度低于规定值，固定在感温体(21)内的石蜡(13)呈固态，低温节温器的主阀门(10a)在弹簧(11)作用下关闭；当冷却水温度高于规定值，固定在感温体(21)内的石蜡(13)液化，体积变大，压迫胶管(14)，对低温节温器的阀杆(9a)作用向上的力，由于阀杆(9a)上端固定，阀杆(9a)对胶管(14)和感温体(21)产生向下的反作用力，低温节温器的主阀门(10a)打开；当冷却水温度高于规定值10℃以上，低温节温器的副主阀门(12a)下移与低温节温器之副阀门座接触(18a)。
上壳体通孔(15)、下壳体垂直孔(16)和下壳体通孔(17)构成一条通道，冷却水通过该通道从左腔上端流入右腔中部在图3中，没有安装蜡式节温器的剖面构造图
高温节温器的结构和工作原理与低温节温器是一样的，感温体(21)内的石蜡特性不一样，低温节温器的石蜡的熔点低，高温节温器的石蜡的熔点高。
以低温节温器的石蜡温度融化温度为60℃，70℃时低温节温器之副主阀门(12a)下移与低温节温器之副阀门座(18a)接触；高温节温器的石蜡温度融化温度为75℃，85℃时高温节温器之副主阀门(12b)下移与高温节温器之副阀门座接触。下面结合图进一步说明冷却水温度与低温节温器(3)、高温节温器(4)的动作关系，及冷却水流向。
图3是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的低温节温空腔和高温节温空腔的剖面构造图。
图4是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的上壳体的剖面构造图。
图5是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的上壳体的构造仰视图。
图6是图4的A-A向剖视图。
图7是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的下壳体的剖面构造图。
图8是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器的下壳体的构造俯视图
图9是图7的B--B向剖视图。
如图10，是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当冷却水温度＜60℃时冷却水回路示意图。当冷却水温度＜60℃，低温节温器的石蜡呈固态，低温节温器之主阀门(10a)关闭，低温节温器之副阀门(12a)打开，冷却水从冷却水出口1(6)流出回到发动机。
如图11，是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当60℃≤冷却水温度＜70℃，冷却水回路示意图。60℃≤冷却水温度＜70℃，低温节温器的石蜡熔化，低温节温器之主阀门(10a)打开，低温节温器之副主阀门(12a)关小；高温节温器的石蜡呈固态，高温节温器之主阀门(10b)关闭，高温节温器之副阀门(12b)打开。一部分冷却水从冷却水出口1(6)流出回到发动机，另一部分冷却通过低温节温器之主阀门(10a)，流经上壳体通孔(15)、下壳体垂直孔(16)、下壳体通孔(17)，进入高温节温器(4)所在的空腔中部，从冷却水出口2(7)流出进入冷却水-制冷剂换热器(26)到回到发动机。
如图12，是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当70℃≤冷却水温度＜75℃，冷却水回路示意图。70℃≤冷却水温度＜75℃，低温节温器的石蜡熔化，低温节温器之主阀门(10a)打开，低温节温器之副主阀门(12a)关闭；高温节温器的石蜡呈固态，高温节温器之主阀门(10b)关闭，高温节温器之副阀门(12b)打开。全部冷却通过低温节温器之主阀门(10a)，流经上壳体通孔(15)、下壳体垂直孔(16)、下壳体通孔(17)，进入高温节温器(4)所在的空腔中部，从冷却水出口2(7)流出进入冷却水-制冷剂换热器(26)回到发动机。
如图13，是本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器当75℃≤冷却水温度＜85℃，冷却水回路示意图。75℃≤冷却水温度＜85℃，低温节温器的石蜡熔化，低温节温器之主阀门(10a)打开，低温节温器之副主阀门(12a)关闭；高温节温器的石蜡熔化，高温节温器之主阀门(10b)打开，高温节温器之副阀门(12b)关小。全部冷却通过低温节温器之主阀门(10a)，流经上壳体通孔(15)、下壳体垂直孔(16)、下壳体通孔(17)，进入高温节温器(4)所在的空腔中部，然后一部分从冷却水出口2(7)流出进入冷却水-制冷剂换热器(26)到回到发动机，另一部分经过高温节温器之主阀门(10b)从冷却水出口3(7)流出进入散热器(27)回到发动机。
如图14，是本发明的多通道节温器当85℃＜冷却水温度，冷却水回路示意图。85℃＜冷却水温度，低温节温器的石蜡熔化，低温节温器之主阀门(10a)打开，低温节温器之副主阀门(12a)关闭；高温节温器的石蜡熔化，高温节温器之主阀门(10b)打开，高温节温器之副阀门(12b)关闭。全部冷却通过低温节温器之主阀门(10a)，流经上壳体通孔(15)、下壳体垂直孔(16)、下壳体通孔(17)，进入高温节温器(4)所在的空腔中部，然后经过高温节温器之主阀门(10b)从冷却水出口3(7)流出进入散热器(27)回到发动机。
如图15是现有技术采用电磁控制冷却水回路的GHP示意图。现有技术采用两个或三个电磁阀控制冷却水回路。
图16是采用本发明的用于控制发动机冷却水回路的多通道节温器控制冷却水回路的GHP示意图。本发明通过安置在一个壳体内相互连通的低温节温器和高温节温器，来实现对冷却水的三回路控制。

Claims (7)

1.一种多通道节温器，用于控制发动机冷却水回路，其特征在于包括：
一壳体，该壳体由低温节温空腔和高温节温空腔组成，所述低温节温空腔和高温节温空腔在壳体内部相互连通；
一低温节温控制阀，设置在低温节温空腔内；
一高温节温控制阀，设置在高温节温空腔内；
其中所述低温节温空腔的相应位置分别设置有冷却水入口和冷却水出口，所述高温节温空腔的相应位置设置有两个冷却水出口。
2.根据权利要求1所述的多通道节温器，其特征在于：所述低温节温空腔的冷却水入口和冷却水出口分别设置在空腔的一侧和空腔的底部；所述高温节温空腔的两个冷却水出口分别设置在空腔的上部和空腔的底部。
3.根据权利要求1所述的多通道节温器，其特征在于：所述低温节温控制阀和所述高温节温控制阀分别采用低温蜡式节温控制阀和高温蜡式节温控制阀。
4、根据权利要求1所述的用于控制空调冷却水回路的多通道节温器，其特征在于：所述高温节温控制阀包括一高温控制装置，该高温控制装置上端置有主阀门，下端置有副阀门，所述主阀门与副阀门之间置有一支架，该支架与主阀门之间置有一由所述高温控制装置控制的弹簧。
5、根据权利要求4所述的用于控制空调冷却水回路的多通道节温器，其特征在于：所述高温控制装置包括一阀杆，该阀杆包覆有一套管，该套管与所述主阀门固定连接，所述套管外围包覆有高温感应介质，该高温感应介质外围包覆有壳体，该壳体与所述主阀门固定连接。
6、根据权利要求3所述的用于控制空调冷却水回路的多通道节温器，其特征在于：所述低温蜡式节温控制阀和高温蜡式节温控制阀的低温感应介质和高温感应介质均为石蜡。
7、根据权利要求6所述的用于控制空调冷却水回路的多通道节温器，其特征在于：所述低温感应介质采用的石蜡的融化温度为60℃，所述高温感应介质采用的石蜡的融化温度为75℃。
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