CN220185222U - 控制装置、自动调温装置及发动机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于发动机节温技术领域，具体涉及一种控制装置、自动调温装置及发动机。本申请实施例旨在解决相关技术中控制装置结构复杂导致的发动机负载增加、功率消耗大的问题。本申请实施例的控制装置包括驱动组件、气体供给组件及弹性件，驱动组件包括、齿条和齿轮，推杆的一端部与气体供给组件的供气口连通，推杆的另一端部在弹性件的弹性伸缩方向上与弹性件固定连接，齿条平行设置在推杆上；齿轮与齿条传动连接，齿轮还用于与球阀节温器的球阀轴固定连接；其中，气体供给组件用于向推杆提供气流，以驱动推杆移动；弹性件用于在其弹性伸长时推动推杆回位。利用压缩气压作为动力，更加节能；且齿条和齿轮的配合连接结构简单、传动效率高。

Description

控制装置、自动调温装置及发动机

技术领域

本申请的实施例涉及发动机节温技术领域，尤其涉及一种控制装置、自动调温装置及发动机。

背景技术

汽车发动机的冷却系统是利用水泵为冷却液提供压力，使得冷却液在发动机中循环流动，从而起到冷却作用。冷却系统中的节温器是一种阀门，设置在与散热器串联的管路中，用于调整流经散热器的冷却液的流量。其中，节温器包括球阀节温器，球阀节温器具有两个冷却液连通口：小循环冷却液连通口和大循环冷却液连通口，通过控制球阀节温器的旋转，使小循环冷却液连通口与散热器串联的管路连通，或使大循环冷却液连通口与散热器串联的管路连通，以实现流量的调整；确保发动机各部分的冷却效果。

相关技术中，通过电机驱动球阀节温器的转动，其中，电机驱动蜗杆带动斜齿轮转动，斜齿轮带动中间齿轮转动，中间齿轮再带动输出齿轮转动，输出齿轮又通过花键带动球阀节温器的球阀轴转动。

然而，通过电机驱动的控制结构复杂、体积较大，同时持续用电还会导致发动机负载增加，整车的功率消耗增大。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种控制装置、自动调温装置及发动机，用以解决控制装置结构复杂导致的发动机负载增加、整车功率消耗大的问题。

一方面，本申请的实施例提供一种控制装置，其包括驱动组件、气体供给组件以及弹性件，所述驱动组件包括推杆、齿条和齿轮，所述推杆的一端部与所述气体供给组件的供气口连通，所述推杆的另一端部在所述弹性件的弹性伸缩方向上与所述弹性件固定连接，所述齿条设置在所述推杆上，所述齿条与所述推杆平行；所述齿轮与所述齿条传动连接，所述齿轮还用于与球阀节温器的球阀轴固定连接；其中，所述气体供给组件用于向所述推杆的一端部提供气流，以驱动所述推杆移动；所述弹性件用于在其弹性伸长时推动所述推杆回位。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述气体供给组件包括储气罐和储气室，所述储气罐的气流出口与所述储气室的气流进口连通；所述储气室还具有第一开口，所述一端部设置在所述储气室中，所述推杆的本体自所述第一开口延伸出所述储气腔室；其中，所述一端部配置为与所述储气室的第一开口所在的第一内壁面抵接。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述气体供给组件还包括阀门和气管道，所述阀门设置在所述气管道上，所述阀门具有进气口和出气口；所述进气口和所述出气口连通，所述气管道与所述储气罐的气流出口和所述储气腔室的气流进口均连通；所述进气口和所述出气口封闭，所述气管道与所述储气罐的气流出口和所述储气腔室的气流进口均封闭。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述阀门还设置有泄气口，所述泄气口与外界环境连通。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述控制装置还包括角度传感器，所述角度传感器设置在所述齿轮上，所述角度传感器用于检测所述齿轮的转动角度数据。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述控制装置还包括控制组件，所述控制组件与所述角度传感器和所述阀门电连接，所述控制组件用于根据所述角度传感器提供的所述转动角度数据控制所述进气口和所述出气口的连通；或所述控制组件用于根据所述角度传感器提供的所述转动角度数据控制所述进气口和所述出气口的封闭。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述控制组件还用于根据所述角度传感器提供的所述转动角度数据控制所述进气口和所述出气口封闭的同时控制所述泄气口打开。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述控制装置还包括防护罩；所述弹性件在其弹性伸缩方向上具有相对的第一端和第二端，所述第一端固定设置在所述防护罩内，所述第二端与所述另一端部固定连接；所述防护罩还具有第二开口，所述另一端部设置在所述防护罩中，所述推杆的本体自所述第二开口延伸出所述防护罩；其中，所述另一端部配置为与所述储气室的所述第二开口所在的第二内壁面抵接。

另一方面，本申请的实施例还提供一种自动调温装置，包括以上所述的的控制装置，还包括球阀节温器，所述球阀节温器的球阀轴与所述控制装置的齿轮固定连接。

另一方面，本申请的实施例还提供一种发动机，包括以上所述的自动调温装置。

本实施例提供了一种控制装置、自动调温装置及发动机，控制装置包括驱动组件、气体供给组件以及弹性件，驱动组件包括推杆、齿条和齿轮，推杆的一端部与气体供给组件的供气口连通，推杆的另一端部在弹性件的弹性伸缩方向上与弹性件固定连接；齿条设置在推杆上，且位于一端部和另一端部之间；齿轮与齿条传动连接，齿轮还用于与球阀节温器的球阀轴固定连接；其中，气体供给组件用于向推杆的一端部提供气流，以驱动推杆移动；弹性件用于在其弹性伸长时推动推杆回位。利用气体供给组件提供的压缩气压为球阀节温器的旋转提供动力，相较于电驱动气驱动更为节能；同时采用齿条和齿轮的配合连接实现直驱传动，结构简单、传动效率高、易于实施且能够有效降低故障率，提高整车的可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的控制装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的球阀节温器的结构示意图。

附图标记说明：

100：气体供给组件；

101：储气罐；102：阀门；103：储气室；104：第一气管道；105：第二气管道；

1021：泄气口；

200：驱动组件；

201：推杆；202：齿轮；203：齿条；

2011：一端部；2012：另一端部；

300：弹性件；

301：防护罩；

400：角度传感器；

500：控制组件；

600：球阀节温器；

601：小循环冷却液连通口；602：大循环冷却液连通口；603：球阀轴；604：第一进液口；605：第二进液口。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

相关技术中电子节温器响应时间较长，从收到控制信号到电子节温器阀门开启动作，一般为30s左右(主要在加热石蜡包上耗时较长)；另外，当电子节温器阀门需要闭合时，需要使石蜡逐渐冷却收缩，耗时较长，无法达到及时响应。

为解决上述问题，相关技术中又提出了电控球阀节温器。

其中，电控球阀节温器具有两个冷却液连通口：小循环冷却液连通口和大循环冷却液连通口，电控球阀节温器还具有两个冷却液进口：第一进液口和第二进液口；第一进液口与小循环冷却液连通口连通，第二进液口与大循环冷却液连通口连通，且第一进液口和第二进液口均与冷却液管路连通。

上述电控球阀节温器的控制装置包括：电机、蜗杆、斜齿轮、中间齿轮、输出齿轮和花键，电机驱动蜗杆带动斜齿轮转动，斜齿轮带动中间齿轮转动，中间齿轮带动输出齿轮转动，输出齿轮又通过花键带动球阀节温器的球阀轴转动，从而控制球阀节温器旋转，使小循环冷却液连通口与散热器串联的管路连通，或使大循环冷却液连通口与散热器串联的管路连通，以实现流量的调整；确保发动机各部分的冷却效果。

然而，上述电控球阀节温器的控制装置的结构较为复杂，体积较大，故障模式会增加，成本高；另外持续用电还会导致发电机负载增加，整车功率消耗增大，油耗增加。

针对上述问题，本申请实施例提出一种控制装置，利用气体供给组件提供的压缩气体为球阀节温器的旋转提供动力，由气驱动代替电驱动，气驱动相较于电机驱动更为节能；同时采用齿条和齿轮的配合连接实现直驱传动，结构简单，传动效率高，易于实施，能够有效降低故障率，提高了整车的可靠性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1和图2，图1为本申请实施例提供的控制装置的结构示意图，图2为本申请实施例提供的球阀节温器的结构示意图；本申请实施例的控制装置包括：气体供给组件100，气体供给组件100用于提供压缩气压；控制装置还包括驱动组件200，驱动组件包括水平设置(图1中所示的方向中水平设置)的推杆201，推杆201在水平方向上具有相对的一端部2011和另一端部2012，一端部2011与气体供给组件100的供气口连通，气体供给组件100的压缩气压能够推动一端部2011移动，从而推动推杆201在水平方向上向右(图1中所示的向右)移动。

驱动组件200还包括齿条203，齿条203水平设置(图1中所示的方向中水平设置)在推杆201上，且位于一端部2011和另一端部2012之间；也就是说，齿条203与推杆201平行，且与推杆201同步运动。

控制装置还包括弹性件300，弹性件300在其弹性伸缩方向(也就是图1中所示的水平方向)上具有第一端和第二端，第一端固定设置，第二端与另一端部2012固定连接；当气体供给组件100的压缩气压推动推杆201在水平方向上向右(图1中所示的向右)移动时，推杆201的另一端部2012向弹性件300提供压缩推力，使得弹性件300收缩蓄能；当气体供给组件100停止供给压缩气压时，推动推杆201的力消失，作用在弹性件300上压缩推力消失，弹性件300伸长放能，弹性件300推动推杆201在水平方向上向左(图1中所示的向左)移动并回位。

驱动组件200还包括齿轮202，齿轮202与齿条203配合，且齿轮202与齿条203传动连接，推杆201在水平方向上(图1中所示的向左)移动时齿条203同步移动，齿条203带动齿轮202转动；齿轮202还用于与球阀节温器600的球阀轴603固定连接，齿轮202转动的同时带动球阀节温器600转动。

本申请实施例提供的控制装置包括驱动组件200、气体供给组件100以及弹性件300，驱动组件200包括推杆201、齿条203和齿轮202，推杆201的一端部2011与气体供给组件100的供气口连通，推杆201的另一端部2012在弹性件300的弹性伸缩方向上与弹性件300固定连接；齿条203设置在推杆201上，齿条203与推杆201平行，齿轮202与齿条203传动连接，齿轮202还用于与球阀节温器600的球阀轴603固定连接；其中，气体供给组件100用于向推杆201的一端部2011提供气流，以驱动推杆201移动；弹性件300用于在其弹性伸长时推动推杆201回位。

利用气体供给组件100提供的压缩气压为球阀节温器600的旋转提供动力，相较于电驱动气驱动更为节能；同时采用齿条203和齿轮202的配合连接实现直驱传动，结构简单、传动效率高、易于实施且能够有效降低故障率，提高整车的可靠性。

本申请实施例中，气体供给组件100包括储气罐101和储气室103，储气罐101具有气流出口，储气室103具有气流进口，气流出口和气流进口连通，储气罐101能够向储气室103输送压缩气压。

储气室103还具有第一开口，推杆201的一端部2011设置在储气室103中，推杆201的一端部2011配置为与储气室103的第一开口所在的第一内壁面抵接；推杆201的本体自第一开口延伸出储气室103，且推杆201的一端部2011能够在储气室103中移动(沿图1中所示的水平方向)。

其中，当储气罐101向储气室103输送压缩气压时，压缩气压推动推杆201的一端部2011在储气室103内向右(图1中所示的向右)水平移动，当推杆201的一端部2011移动至第一开口所在的第一内壁面时，推杆201停止移动；当储气罐101停止向储气室103供给压缩气压、且弹性件300伸长放能时，推杆201的一端部2011在储气室103内向左(图1中所示的向左)移动并回位。

本申请的上述实施例中，气体供给组件100还包括阀门102和气管道，阀门102设置在气管道上，阀门102具有进气口和出气口，气管道包括第一气管道104和第二气管道105，第一气管道104与储气罐101的气流出口和阀门102的进气口均连通，使得储气罐101通过第一气管道104向阀门102的进气口输送压缩气压；第二气管道105与阀门102的出气口和储气室103的气流进口均连通，使得储气罐101通过第一气管道104、阀门102和第二气管道105向储气室103输送压缩气压。

其中，当进气口和出气口连通时，气管道与储气罐101的气流出口和储气室103的气流进口均连通；当进气口和出气口封闭，气管道与储气罐101的气流出口和储气室103的气流进口均封闭。

本申请的上述实施例中，阀门102还设置有泄气口1021，泄气口1021与外界环境连通。

本申请实施例中，控制装置还包括角度传感器400，角度传感器400设置在齿轮202上，具体的，角度传感器400设置在齿轮202的中心转轴上，角度传感器400用于检测齿轮202的转动角度数据。

本申请实施例中，控制装置还包括控制组件500，控制组件500与角度传感器400和阀门102均电连接，角度传感器400用于将检测到的齿轮202的转动角度数据反馈给控制组件500，控制组件500用于接收转动角度数据，并用于根据转动角度数据控制进气口和出气口的连通；控制组件500还用于根据转动角度数据控制进气口和出气口的封闭。

其中，控制组件可以是电子控制单元，即车载电脑，由微控制器和外围电路组成。

控制组件还与发动机的水温传感器和油温传感器电连接，当收到水温传感器和油温传感器传来的温度数据、以及角度传感器400传来的转动角度数据，并结合已制定的控制策略，判断球阀节温器需要转动的角度后向阀门102发信号。

本申请实施例中，控制组件500还用于根据角度传感器400反馈的转动角度数据控制进气口和出气口封闭的同时控制泄气口1021打开。

控制进气口和出气口封闭时，气管道与储气罐101的气流出口和储气室103的气流进口均封闭，储气罐101内的气流不再进入储气室103；此时打开泄气口1021，将残留气体排放至外界环境中，能够确保储气室103和第二气管道105内有气体残留。

本申请实施例中，控制装置还包括防护罩301，弹性件300在其弹性伸缩方向(图1中所示的水平方向)上具有相对的第一端和第二端，第一端固定设置在防护罩301内，第二端与推杆201的另一端部2012固定连接；防护罩301还具有第二开口，推杆201的另一端部2012设置在防护罩301中，推杆201的本体自第二开口延伸出防护罩301；其中，推杆201的另一端部2012配置为与储气室103的第二开口所在的第二内壁面抵接。

其中，当储气罐101向储气室103输送压缩气压时，压缩气压推动推杆201的一端部2011在储气室103内向右(图1中所示的向右)水平移动，与此同时，推杆201的另一端部2012在防护罩301内向右(图1中所示的向右)移动并压缩弹性件300；当储气罐101停止向储气室103供给压缩气压、且弹性件300伸长放能，推杆201的另一端部2012在防护罩301内向左(图1中所示的向左)移动，当推杆201的另一端部2012移动至第二开口所在的第二内壁面时，推杆201停止移动。

本申请实施例中，推杆201的一端部2011包括矩形板，矩形板与推杆201的本体垂直连接；矩形板与储气室103的第一开口所在的第一内壁面抵接。

本申请实施例中，推杆201的另一端部2012包括矩形板，矩形板与推杆201的本体垂直连接；矩形板与储气室103的第二开口所在的第二内壁面抵接。

本申请实施例还提供了一种自动调温装置，包括控制装置，还包括球阀节温器600，球阀节温器600的球阀轴603与控制装置的齿轮202固定连接，控制装置用于控制球阀节温器600。

其中，球阀节温器600具有两个冷却液连通口：小循环冷却液连通口601和大循环冷却液连通口602，以及两个冷却液进口：第一进液口604和第二进液口605；第一进液口604与小循环冷却液连通口601连通，第二进液口605与大循环冷却液连通口602连通，且第一进液口604和第二进液口605均与冷却液管路连通。

球阀节温器600的初始状态为小循环状态，也就是说，初始状态时小循环冷却液连通口601与冷却液管路连通，大循环冷却液连通口602封闭。整车在运行过程中，根据水温传感器和油温传感器等反馈的温度数据，需要将小循环状态调整为大循环状态时，控制气体供给组件100提供一定压力的气体给驱动组件200，使得推杆201移动，推杆201上的齿条203带动齿轮202旋转，齿轮202带动与球阀轴603同步旋转。

本申请实施例还提供一种发动机，包括如上所阐述的自动调温装置。

本实施例提供了一种控制装置、自动调温装置及发动机，控制装置包括驱动组件200、气体供给组件100以及弹性件300，驱动组件200包括推杆201、齿条203和齿轮202，推杆201的一端部2011与气体供给组件100的供气口连通，推杆201的另一端部2012在弹性件300的弹性伸缩方向上与弹性件300固定连接；齿条203设置在推杆201上，齿条203与推杆201平行，齿轮202与齿条203传动连接，齿轮202还用于与球阀节温器600的球阀轴603固定连接；其中，气体供给组件100用于向推杆201的一端部2011提供气流，以驱动推杆201移动；弹性件300用于在其弹性伸长时推动推杆201回位。

利用气体供给组件100提供的压缩气压为球阀节温器600的旋转提供动力，相较于电驱动气驱动更为节能；同时采用齿条203和齿轮202的配合连接实现直驱传动，结构简单、传动效率高、易于实施且能够有效降低故障率，提高整车的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种控制装置，其特征在于，包括驱动组件、气体供给组件以及弹性件，所述驱动组件包括推杆、齿条和齿轮，所述推杆的一端部与所述气体供给组件的供气口连通，所述推杆的另一端部在所述弹性件的弹性伸缩方向上与所述弹性件固定连接，所述齿条设置在所述推杆上，所述齿条与所述推杆平行；

所述齿轮与所述齿条传动连接，所述齿轮还用于与球阀节温器的球阀轴固定连接；

其中，所述气体供给组件用于向所述推杆的一端部提供气流，以驱动所述推杆移动；所述弹性件用于在其弹性伸长时推动所述推杆回位。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述气体供给组件包括储气罐和储气室，所述储气罐的气流出口与所述储气室的气流进口连通；

所述储气室还具有第一开口，所述一端部设置在所述储气室中，所述推杆的本体自所述第一开口延伸出所述储气室；

其中，所述一端部配置为与所述储气室的第一开口所在的第一内壁面抵接。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述气体供给组件还包括阀门和气管道，所述阀门设置在所述气管道上，所述阀门具有进气口和出气口；

所述进气口和所述出气口连通，所述气管道与所述储气罐的气流出口和所述储气室的气流进口均连通；

所述进气口和所述出气口封闭，所述气管道与所述储气罐的气流出口和所述储气室的气流进口均封闭。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述阀门还设置有泄气口，所述泄气口与外界环境连通。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括角度传感器，所述角度传感器设置在所述齿轮上，所述角度传感器用于检测所述齿轮的转动角度数据。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括控制组件，所述控制组件与所述角度传感器和所述阀门均电连接，所述控制组件用于根据所述角度传感器提供的所述转动角度数据控制所述进气口和所述出气口的连通；或

所述控制组件用于根据所述角度传感器提供的所述转动角度数据控制所述进气口和所述出气口的封闭。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制组件还用于根据所述角度传感器提供的所述转动角度数据控制所述进气口和所述出气口封闭的同时控制所述泄气口打开。

8.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括防护罩；

所述弹性件在其弹性伸缩方向上具有相对的第一端和第二端，所述第一端固定设置在所述防护罩内，所述第二端与所述另一端部固定连接；

所述防护罩还具有第二开口，所述另一端部设置在所述防护罩中，所述推杆的本体自所述第二开口延伸出所述防护罩；

其中，所述另一端部配置为与所述储气室的所述第二开口所在的第二内壁面抵接。

9.一种自动调温装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的控制装置，还包括球阀节温器，所述球阀节温器的球阀轴与所述控制装置的齿轮固定连接。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求9所述的自动调温装置。