CN202081958U - 副水箱及发动机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种副水箱，该副水箱(3)包括限定有腔室的箱体(30)，所述箱体(30)上设置有出水口(32)和除气口(33)，所述出水口(32)和所述除气口(33)分别与所述腔室相通，其中，所述除气口(33)设置在所述箱体(30)的顶部。此外，本实用新型还公开了使用该副水箱的发动机冷却系统。通过上述方案，本实用新型的副水箱能够使气液分离顺利并且使发动机冷却系统中的管路不容易积液。

Description

副水箱及发动机冷却系统

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，更具体地说，涉及一种副水箱及使用该副水箱的发动机冷却系统。

背景技术

发动机冷却系统的作用是将发动机运行时产生的部分热量吸收并及时散发出去，从而使发动机的部件得到适度的冷却，使发动机在适宜的温度范围内工作。

通常，发动机冷却系统包括散热器(也称为水箱)、水泵、风扇、节温器、温度传感器和水套等。在发动机运行过程中，发动机冷却系统中的冷却液温度上升，从而受热膨胀，而当如发动机停止运行时，发动机冷却系统中的冷却液温度下降，体积减小。为了适应发动机冷却系统中冷却液的这种体积变化，通常在发动机冷却系统中还设置有与散热器相通的副水箱。

具体来说，当发动机冷却系统中的冷却液体积变大时，部分冷却液会流入副水箱内而储存起来；而当冷却液温度下降时，副水箱中的冷却液则会自动地重新流入散热器中，以进行补充。当需要补充发动机冷却系统中的冷却液时，也可以将冷却液注入副水箱中。

图1所示为包括传统的副水箱的发动机冷却系统的示意图。该发动机冷却系统包括：发动机1、散热器2和副水箱3’，其中，发动机1包括发动机进水口11、发动机出水口12和发动机出气口13，散热器2包括散热器进水口21、散热器出水口22和散热器出气口23，副水箱3包括注水口31、副水箱出水口32和副水箱除气口33，发动机进水口11分别与副水箱出水口32和散热器出水口22相通，发动机出水口12与散热器进水口21相通，副水箱除气口33分别与发动机出气口13和散热器出气口23相通。

在图1所示的发动机冷却系统中，副水箱内的冷却液从副水箱出水口32通过发动机进水口11而进入发动机内的冷却管路中，发动机内温度较高的冷却液从发动机出水口12通过散热器进水口21进入散热器2中，经过散热以获得相对较低的温度后，再从散热器出水口22通过发动机进水口11流回到发动机中。

当发动机冷却系统内的冷却液温度升高而体积膨胀时，冷却液会通过副水箱出水口32而回流到副水箱3’内以利用该副水箱3’容纳一部分冷却液。

另外，当发动机运行时，由于冷却系统中的冷却液受热，从而会在冷却液内产生气体。冷却液(如在散热器2和发动机1)中所产生的气体分别通过散热器出气口23和发动机出气口13而流到副水箱除气口33，进而通过副水箱3’的注水口31而排到外部。

通过以上分析可知，在发动机冷却系统的副水箱3’内，不但储存有冷却系统的冷却液，而且由于该副水箱3’需要承担排出压力气体的作用，因而还储存有来自于发动机1和散热器2的气体。

目前，在现有的副水箱设计当中，副水箱3’通常设置在位于发动机上部的龙门架上，副水箱除气口33通常位于副水箱3’的箱体30的侧部。这种传统的副水箱所存在的缺陷在于：一方面，由于位于副水箱3’的箱体的侧部的除气口33靠近冷却液的液面，因此在使用过程时，特别是在冷却液受热沸腾时和/或车辆出现颠簸时，冷却液和/或冷却液蒸汽容易进入到除气口33中，妨碍气体的正常流通；另一方面，由于副水箱3’通常设置在位于发动机上部的龙门架上，为了满足布管的需要，在使用例如软管等的管路连接副水箱出水口32和发动机进水口11时必须使管路弯曲，这就使得在副水箱出水口32和发动机进水口11之间进行冷却液交换时，冷却液有时会残留在管路中造成管路不畅。

因此，需要提供一种能够克服上述缺陷的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种使气液分离顺利的副水箱以及不容易使发动机与副水箱连接管路积液的发动机冷却系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种副水箱，该副水箱包括限定有腔室的箱体，所述箱体上设置有出水口和除气口，所述出水口和除气口分别与所述腔室相通，其中，所述除气口设置在所述箱体的顶部。

优选地，在所述箱体内还设置有多个隔层，该多个隔层中包括至少一个上部隔层，该上部隔层位于所述箱体的上部并且水平设置在所述除气口的正下方。

优选地，所述隔层还包括多个中部隔层，该多个中部隔层相互平行且竖直地设置在所述箱体的中部。优选地，所述副水箱位于发动机的侧部，并且所述副水箱的所述出水口的开口方向朝向发动机。

优选地，所述隔层由隔板和夹住该隔板并且对称地形成于箱体两侧的两个凹口组成。

优选地，所述箱体的顶部还可以设置有注水口，该注水口与所述腔室相通。

优选地，所述注水口上可以设置有阀装置，该阀装置上开设有与大气连通的出气口。

更加优选地，上述阀装置可以为压力阀。

此外，本实用新型还提供了使用该副水箱的发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括发动机、与该发动机连接的散热器以及分别与所述发动机和散热器连接的副水箱，其中，所述副水箱是本实用新型所提供的上述副水箱。

优选地，所述副水箱位于所述发动机的侧部，并且所述副水箱的所述出水口的开口方向朝向所述发动机。

本实用新型的优点在于，通过将副水箱除气口设置在箱体的顶部，能够使副水箱内的气体和液体进行有效地分离。此外，又通过调整副水箱的位置使副水箱出水口的方向朝向发动机，管路无需弯折便可使副水箱出水口和发动机进水口直接连接，从而防止管路积液的发生。

附图说明

图1为传统的发动机冷却系统的示意图；

图2为根据本实用新型优选实施方式的副水箱的正视图；

图3为根据本实用新型优选实施方式的副水箱的侧视图；

图4为沿图2中线A-A局部剖视图；

图5为沿图3中线B-B局部剖视图；

图6为本实用新型的发动机冷却系统的示意图。

附图标记

发动机                                      1

散热器                                      2

传统的副水箱                                3’

本实用新型的副水箱                          3

发动机进水口                                11

发动机出水口                                12

发动机出气口                                13

散热器进水口                                21

散热器出水口                                22

散热器出气口                                23

副水箱箱体                              30

副水箱注水口                            31

副水箱出水口                            32

副水箱除气口                            33

副水箱出气口                            34

阀装置                                  35

上部隔层                                36

中部隔层                                37

隔板                                    300

凹口                                    310

冷却液                                  400

具体实施方式

下面参考附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

如图2所示，本实用新型所提供的副水箱3包括限定有腔室的箱体30，箱体30上设置有出水口32和除气口33，出水口32和除气口33分别与腔室相通，其中，除气口33设置在箱体30的顶部，这样，除气口33的位置高于冷却液液面的位置，使得冷却液不易进入除气口33。

具体而言，副水箱3的箱体30构成副水箱的主要外形轮廓。在本实用新型中，箱体30的形状和体积可以为任意的，只要该箱体30内形成有腔室，适用于发动机冷却系统即可。箱体30通常由金属材料制成，如铸铁、铝合金等。当然箱体30也可由其他各种合适的材料制成，如工程塑料材料。另外，箱体30可以为整体式，也可以为分体组合式，本领域技术人员可以根据具体应用场合而进行设计选择。

箱体30内限定的腔室用于储存发动机冷却系统中的冷却液。腔室的容量通常取决于箱体的体积，这可以根据发动机的类型或排量的不同而加以选择。本实用新型的腔室容量的范围优选为5～9升，特别是在应用到大功率发动机冷却系统中时，腔室容量进一步优选为8～8.5升。

另外，在箱体30内还可以设置有一个或多个隔层，这些隔层将箱体30分隔为彼此贯通的多个部分。在本实用新型中，如图2所示，根据位置的不同隔层可以分为两类，一类隔层是位于箱体30上部并且大致成水平地设置在除气口33正下方的隔层36，该隔层36可以作为除气口33和冷却液之间的屏障，防止在车辆发生颠簸时冷却液飞溅进入除气口33导致冷却液堵塞除气口；另一类隔层是位于箱体30中部的中部隔层37，如图2所示，多个中部隔层37大致垂直地依次排列，将箱体30的冷却液分隔成几个部分，这样当车辆颠簸时就可以抑制冷却液的液面出现剧烈的波动，另外从箱体结构角度出发，这种设置还可以提高副水箱的整体强度，使副水箱受到冲击时不易变形。

在本实用新型中，隔层可以由多种方式形成，其中包括在箱体的内部由两端连接至箱体内壁的挡板的方式形成，或者是由箱体的两壁分别朝相对方向凹陷的方式形成等。如图4和图5所示，以上部隔层36为例，本实施方式中的副水箱的上部隔层36包括隔板300和夹住该隔板300并且对称地形成于箱体30两侧的两个凹口310，由于可以在使用模具一次制作箱体和箱体上具有该形状的隔层，而无需另行加工制造，因此相比其他方式，上述方式可以简化制造箱体的过程并降低制造成本。

另外，在箱体30上还设置有注水口31，通常注水口31的位置位于箱体3的上部，该注水口31与副水箱的腔室相通。当需要向副水箱中补充冷却液时，操作人员可以通过该注水口31将冷却液注入副水箱的腔室内，从而实现给发动机冷却系统的冷却液的补充或更换。副水箱中的冷却液通过副水箱出水口32而输送到所需的部件中，如发动机。

在此基础上，注水口31上还设置有阀装置35，当需要注入冷却液时打开阀装置35，而当注入完毕时则关闭阀装置35。优选地，为了控制由发动机1和/或散热器2经由除气口33进入副水箱箱体的气体量，进而控制发动机冷却系统内部的压力，阀装置35上还开设有与大气连通的出气口34，该阀装置35可以根据副水箱的腔室内气体的压力而打开/关闭，进而使副水箱的腔室与外界大气连通/封闭。

具体地，通过将阀装置35设置在副水箱注水口31上，副水箱的腔室内的气体不是自由地排出到副水箱外部，而是受到阀装置35的控制。也就是说，当副水箱的腔室内的气体的压力低于预定压力时，阀装置35关闭，不允许副水箱的腔室内的气体排到外部；而当副水箱的腔室内的气体的压力等于或大于预定压力时，则阀装置35打开，允许副水箱的腔室内的气体通过该阀装置35排出到副水箱3的外部。

因而，利用该阀装置35能够确保冷却系统管路的内部压力保持在合适的压力范围中，从而有利于冷却液在冷却系统管路中的循环，使发动机冷却系统处于正确而可靠的工作状态中。此外，通过阀装置35，还能够防止各种杂质或尘埃通过出气口34进入到冷却系统的管路中，进而防止这些杂质或尘埃对冷却系统内的流体可能造成的污染。

其中，该阀装置35可以为传统的各种控制气体的阀，如各种电控气动阀，或者还可以使用压力容器领域中常用的压力阀。

以压力阀为例进行说明，考虑到不同地区温度、气压等外界条件的显著差异，可以定制具有不同阀值的压力阀来控制副水箱在各种环境下的使用。，其中本实用新型的压力阀的阀值可以设置为50Kpa～90Kpa。

此外，本实用新型还提供了包括该副水箱的发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括发动机1、与该发动机1连接的散热器2以及分别与所述发动机1和散热器2连接的副水箱3，其中，所述副水箱3是本实用新型所提供的上述副水箱。

在传统的发动机冷却系统中，如图1所示，副水箱3’通常安装在发动机1的上部，连接副水箱3’和发动机1的管路必须经过弯折才能够使副水箱3’和发动机1彼此连接；而优选地，在本实用新型所提供的技术方案中，如图6所示，本实用新型的副水箱3可以安装在发动机1的一侧，副水箱3的出水口32朝向发动机1的方向，这样，连接副水箱3的出水口32和发动机1的发动机进水口11的管路无需弯折便可以直接连接，进而避免了由管路弯折导致的积液情况发生。

对于本实用新型的发动机冷却系统中的发动机、散热器和副水箱之间的连接关系(如图6所示)，可以参考如图1所示的传统发动机冷却系统中发动机、散热器和副水箱之间的连接关系以及上文中关于该连接关系的详细描述，因此这里省略对这部分的详细说明。

如上所述，在副水箱的整个工作过程中，由于副水箱除气口设置在了副水箱箱体的顶部，远离冷却液的液面，冷却液和/或冷却液蒸汽不易进入除气口，并且副水箱除气口与冷却液之间还进一步增设有隔层，即使车辆出现颠簸冷却液也不会飞溅到除气口中，腔室内的气体和液体不会混杂在一起，使连接副水箱除气口和发动机出气口的管路畅通，从而显著地改善副水箱的除气效果。此外，本实用新型还通过调整副水箱的位置使副水箱出水口的方向朝向发动机，管路无需弯折便可使副水箱出水口和发动机进水口直接连接，从而防止管路积液的发生。

上文结合本实用新型的实施方式描述了本实用新型所提供的副水箱和发动机冷却系统，但是，本说明书应视为描述性或解释性的，而不是对本实用新型保护范围的限制。例如，本实用新型的技术方案中所提及的各个部件(如副水箱除气口、副水箱进气口、副水箱附加出气口等)的数目并没有限制，可以设置有一个、两个或更多个，只要可以实现本实用新型的目的即可。再如，关于本实用新型所提供的发动机冷却系统，本说明书中主要针对本实用新型所涉及的副水箱进行了描述，而省略或简化了对发动机冷却系统的其他部件的描述，如水泵，但本实用新型的发动机冷却系统并不排除这些公知的部件的设置。当需要结合有上述其他部件时，本领域技术人员可以参考现有的发动机冷却系统中设置的各个部件，并将其结合在本实用新型中，只要能够实现本实用新型的实用新型目的即可。

本实用新型并不限于说明书中的上述文字描述，在不脱离本实用新型实质范围的前提下，本实用新型的上述特征可以以任意合适的方式单独和/或组合地结合在一起，从而可以做出各种修改、替换和变化。

Claims (9)

1.一种副水箱，该副水箱(3)包括限定有腔室的箱体(30)，所述箱体(30)上设置有出水口(32)和除气口(33)，所述出水口(32)和所述除气口(33)分别与所述腔室相通，其特征在于，所述除气口(33)设置在所述箱体(30)的顶部。

2.根据权利要求1所述的副水箱，其特征在于，在所述箱体(30)内还设置有多个隔层，该多个隔层中包括至少一个上部隔层(36)，该上部隔层(36)位于所述箱体(30)的上部并且水平设置在所述除气口(33)的正下方。

3.根据权利要求1所述的副水箱，其特征在于，所述隔层还包括多个中部隔层(37)，该多个中部隔层(37)相互平行且竖直地设置在所述箱体(30)的中部。

4.根据权利要求1所述的副水箱，其特征在于，所述隔层由隔板(300)和夹住该隔板(300)并且对称地形成于所述箱体(30)两侧的两个凹口(310)组成。

5.根据权利要求1所述的副水箱，其特征在于，所述箱体(30)的顶部还设置有注水口(31)，该注水口(31)与所述腔室相通。

6.根据权利要求5所述的副水箱，其特征在于，所述注水口(31)上设置有阀装置(35)，该阀装置(35)上开设有与大气连通的出气口(34)。

7.根据权利要求5所述的副水箱，其特征在于，所述阀装置(35)为压力阀。

8.一种发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括发动机(1)、与该发动机(1)连接的散热器(2)以及分别与所述发动机(1)和散热器(2)连接的副水箱(3)，其特征在于，所述副水箱(3)是根据权利要求1-7中任意一项所述的副水箱。

9.根据权利要求8所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述副水箱(3)位于所述发动机(1)的侧部，并且所述副水箱(3)的所述出水口(32)的开口方向朝向所述发动机(1)。

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