一種節溫器及發動機冷卻系統的製作方法
2023-06-02 21:46:21 1
專利名稱：一種節溫器及發動機冷卻系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機技術領域，尤其涉及一種節溫器。本發明還涉及一種具有上述節溫器的發動機冷卻系統。
背景技術：
發動機在實際運行過程或座臺試驗中，為了降低發動機的溫度，需要採用發動機冷卻系統對發動機進行冷卻。發動機冷卻系統通常包括節溫器，節溫器的進水管通常與發動機的散熱器的冷卻水出口連通，節溫器的出水管通常與發動機的散熱器的冷卻水進口連通，節溫器控制冷卻水流動路徑的閥門，根據冷卻水溫度的高低，打開或關閉冷卻水通向發動機的散熱器的通道。現有技術中，節溫器大多採用蠟式節溫器，常溫下石蠟呈固態，水溫低於76°C時， 主閥門完全關閉，旁通閥完全開啟；當發動機水溫達76°C以上時，石蠟逐漸變成液態，體積隨之增大，使主閥門逐漸打開，旁通閥開度逐漸減小；當發動機水溫升到95°C，主閥門完全開啟，旁通閥完全關閉。這種蠟式節溫器藉助石蠟的物理特性來調節發動機的進出水溫度， 這種節溫器不能準確控制發動機的進水溫度。因此，當發動機運行在一些特殊工作區域或是座臺試驗，需要控制較高或是較低的進出水溫度時，現有的節溫器就不能滿足使用要求了，例如座臺試驗過程中對柴油機摩擦扭矩的標定等等，而且使用現有的節溫器也不能使發動機達到最佳的熱平衡，這樣就會增加發動機的油耗，增加⑶、HC、PM以及NOx等大氣汙染物的排放。另外，現有技術中的節溫器響應速度慢，使發動機水溫升高快，容易引起開鍋現象，影響了發動機的經濟性和可靠性。因此，如何研發出一種可以準確控制發動機的進水溫度的節溫器，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
發明內容
本發明的目的是提供一種節溫器，該節溫器可準確控制發動機的進水溫度。本發明的另一目的是提供一種具有上述節溫器的發動機冷卻系統。為了實現上述目的，本發明提供了一種節溫器包括連通的進水管和出水管，所述進水管與所述出水管的連通處設有電磁閥，在驅動裝置的驅動下，所述電磁閥的閥門開度與預設溫度值相對應。優選的，所述出水管包括大循環出水管和管徑小於所述大循環出水管的小循環出水管；所述大循環出水管沿所述進水管的延伸方向設置，所述小循環出水管沿垂直於所述進水管的方向設置，所述電磁閥的閥門的運動方向與所述小循環出水管的延伸方向一致。優選的，所述驅動裝置為波形電機。 優選的，所述驅動波形電機上設有冷卻水管。 優選的，所述冷卻水管的進水口與所述進水管連通，所述冷卻水管的出水口與所述出水管連通。本發明提供的節溫器包括連通的進水管和出水管，所述進水管與所述出水管的連通處設有電磁閥，在驅動裝置的驅動下，所述電磁閥的閥門開度與預設溫度值相對應。在發動機實現運行或在座臺試驗過程中，在不同的發動機工況下，確定發動機工作所需的進出水溫度，將該溫度設定為預設溫度，驅動裝置驅動電磁閥的閥門開度與所述預設溫度值相對應，即驅動裝置驅動電磁閥的閥門開度使得發動機的進出水溫度與所需的發動機進出水溫度相匹配，以滿足實際運行需要或試驗的需要，控制精確，進而使得發動機在實際使用過程中降低了油耗以及減少了大氣汙染物的排放。另外，這種節溫器響應速度快，控制精確，可以避免發動機在特殊工作環境下運行時，防止發動機水溫升高快而引起的開鍋現象，從而避免進一步影響發動機的經濟性和可靠性。優選方案中，所述出水管包括大循環出水管和小循環出水管；所述大循環出水管的管徑大於所述小循環出水管的管徑，所述大循環出水管沿所述進水管的延伸方向設置， 所述小循環出水管沿垂直於所述進水管的方向設置，所述電磁閥的閥門的運動方向與所述小循環出水管的延伸方向一致。冷卻水從發動機的散熱器出來後，進入節溫器的進水管內，若小循環即可滿足發動機冷卻需要時，冷卻水可從小循環出水管流回發動機的散熱器內，進行小循環；若小循環不能滿足冷卻需求時，電磁閥工作，驅動裝置驅動電磁閥的閥門下降，從而堵死小循環出水管，使冷卻水全部從大循環出水管進入發動機的散熱器內，進行大循環，從而可更加準確、 有效地控制發動機進出水的溫度。為了實現上述第二個目的，本發明還提供了一種發動機冷卻系統包括控制器、上述的節溫器，所述節溫器的進水管與發動機散熱器的冷卻水出口連通，所述節溫器的出水管與所述發動機散熱器的冷卻水入口連通；所述控制器根據發動機上的冷卻水溫度傳感器所檢測的冷卻水溫度信號及運轉參數確定所述預設溫度，並控制所述驅動裝置驅動所述電磁閥的閥門開度與所述預設溫度相對應。由於上述的節溫器具有上述技術效果，具有該節溫器的發動機冷卻系統也應具備相應的技術效果，在此不再做詳細介紹。優選的，所述預設溫度為根據大氣溫度、大氣壓力修正後的溫度。優選的，所述運轉參數包括噴油量、轉速、負荷。
圖1為本發明所提供的節溫器的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖2為圖1中節溫器處於小循環工作狀態下時的結構示意圖；圖3為圖1中節溫器處於大循環工作狀態下時的結構示意圖；圖4為本發明所提供的發動機冷卻系統的控制原理示意圖；其中，圖1-圖4中電磁閥1、進水管2、小循環出水管3、大循環出水管4、波形電機5、冷卻水管6、閥門7。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參看圖1，圖1為本發明所提供的節溫器的一種具體實施方式
的結構示意圖。如圖1所示，本發明所提供的節溫器包括連通的進水管2和出水管，所述進水管2、 所述出水管可以為圓管，所述進水管2與所述出水管的連通處設有電磁閥1，在驅動裝置的驅動下，所述電磁閥1的閥門7開度與預設溫度值相對應。在發動機實現運行或在座臺試驗過程中，在不同的發動機工況下，確定發動機工作所需的進出水溫度，將該溫度設定為預設溫度，驅動裝置驅動電磁閥1的閥門7開度與所述預設溫度值相對應，即驅動裝置驅動電磁閥1的閥門7開度使得發動機的進出水溫度與所需的發動機進出水溫度相匹配，以滿足實際運行需要或試驗的需要，控制精確，進而使得發動機在實際使用過程中降低了油耗以及減少了大氣汙染物的排放。另外，這種節溫器響應速度快，控制精確，可以避免發動機在特殊工作環境下運行時，防止發動機水溫升高快而引起的開鍋現象，從而避免進一步影響發動機的經濟性和可靠性。優選方案中，如圖2、圖3所示，所述出水管包括大循環出水管4、小循環出水管3 ； 所述大循環出水管4的管徑大於所述小循環出水管3的管徑，所述大循環出水管4沿所述進水管2的延伸方向設置，所述小循環出水管3沿垂直於所述進水管2的方向設置，所述電磁閥1的閥門7的運動方向與所述小循環出水管3的延伸方向一致。冷卻水從發動機的散熱器出來後，進入節溫器的進水管2內，若小循環即可滿足發動機冷卻需要時，冷卻水可從小循環出水管3流回發動機的散熱器內，進行小循環；若小循環不能滿足冷卻需求時，電磁閥1工作，驅動裝置驅動電磁閥1的閥門7下降，從而堵死小循環出水管3，使冷卻水全部從大循環出水管4進入發動機的散熱器內，進行大循環，從而可更加準確、有效地控制發動機進出水的溫度。優選的方案中，所述驅動裝置為波形電機5，電磁閥1的閥門7的動作由波形電機 5來驅動，在波形電機5的驅動下，電磁閥1的閥門7可進行上下動作。優選方案中，波形電機5上可設有冷卻水管6，冷卻水管6內的冷卻水可對波形電機5進行冷卻，及時將波形電機5內的熱量散去，有效保護波形電機5，延長波形電機5的使用壽命。更優的方案中，所述冷卻水管6的進水口與所述進水管2連通，所述冷卻水管6的出水口與所述出水管連通，可將從發動機散熱器排除的冷卻水引入到冷卻水管6內，對波形電機5進行冷卻，冷卻後的冷卻水可再流回發動機散熱器內。這種結構利用發動機內的冷卻水對波形電機5進行冷卻，可節省一套冷卻系統，簡化了節溫器的結構，進而還可降低生產成本。本發明還提供了一種發動機冷卻系統包括控制器、上述的節溫器，所述節溫器的進水管2與發動機散熱器的冷卻水出口連通，所述節溫器的出水管與所述發動機散熱器的冷卻水入口連通；所述控制器根據發動機上的冷卻水溫度傳感器所檢測的冷卻水溫度信號及運轉參數確定所述預設溫度，並控制所述驅動裝置驅動所述電磁閥1的閥門7開度與所述預設溫度相對應。
其具體的控制原理可以參考圖4，在發動機實現運行或在座臺試驗過程中，在不同的發動機工況下，確定發動機工作所需的進出水溫度，將該溫度設定為預設溫度，驅動裝置驅動電磁閥1的閥門7開度與所述預設溫度值相對應，即驅動裝置驅動電磁閥1的閥門7 開度使得發動機的進出水溫度與所需的發動機進出水溫度相匹配，以滿足實際運行需要或試驗的需要，控制精確，進而使得發動機在實際使用過程中降低了油耗以及減少了大氣汙染物的排放。另外，這種發動機冷卻系統響應速度快，控制精確，可以避免發動機在特殊工作環境下運行時，防止發動機水溫升高快而引起的開鍋現象，從而避免進一步影響發動機的經濟性和可靠性。具體的方案中，可根據發動機的噴油量、轉速、負荷等參數建立發動機溫度模型， 根據噴油量、轉速、負荷等參數計算出發動機的溫度，計算出的發動機的溫度為溫度設定值；進一步的方案中，在上述溫度設定值的基礎上，結合冷卻水溫度傳感器所測得的冷卻水的溫度測量值，可得到預設溫度值，控制器根據所示預設溫度值與電磁閥1閥門7開度之間的關係(控制MAP)，確定電磁閥1閥門7的開度。優選方案中，所述預設溫度為根據大氣溫度、大氣壓力修正後的溫度，如圖4所示，根據溫度修正模型(電磁閥1的閥門7開度與大氣溫度、大氣壓力之間的關係)，對電磁閥1的閥門7開度進行修正。以上所述僅是發明的優選實施方式的描述，應當指出，由於文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結構，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種節溫器，其特徵在於，包括連通的進水管和出水管，所述進水管與所述出水管的連通處設有電磁閥，在驅動裝置的驅動下，所述電磁閥的閥門開度與預設溫度值相對應。
2.根據權利要求1所述的節溫器，其特徵在於，所述出水管包括大循環出水管和管徑小於所述大循環出水管的小循環出水管；所述大循環出水管沿所述進水管的延伸方向設置，所述小循環出水管沿垂直於所述進水管的方向設置，所述電磁閥的閥門的運動方向與所述小循環出水管的延伸方向一致。
3.根據權利要求1或2任一項所述的節溫器，其特徵在於，所述驅動裝置為波形電機。
4.根據權利要求3所述的節溫器，其特徵在於，所述驅動波形電機上設有冷卻水管。
5.根據權利要求4所述的節溫器，其特徵在於，所述冷卻水管的進水口與所述進水管連通，所述冷卻水管的出水口與所述出水管連通。
6.一種發動機冷卻系統，其特徵在於，包括控制器、權利要求1-5任一項所述的節溫器，所述節溫器的進水管與發動機散熱器的冷卻水出口連通，所述節溫器的出水管與所述發動機散熱器的冷卻水入口連通；所述控制器根據發動機上的冷卻水溫度傳感器所檢測的冷卻水溫度信號及運轉參數確定所述預設溫度，並控制所述驅動裝置驅動所述電磁閥的閥門開度與所述預設溫度相對應。
7.根據權利要求6所述的發動機冷卻系統，其特徵在於，所述預設溫度為根據大氣溫度、大氣壓力修正後的溫度。
8.根據權利要求6所述的發動機冷卻系統，其特徵在於，所述運轉參數包括噴油量、轉速、負荷。
全文摘要
本發明涉及發動機技術領域，公開了一種節溫器，包括連通的進水管和出水管，所述進水管與所述出水管的連通處設有電磁閥，在驅動裝置的驅動下，所述電磁閥的閥門開度與預設溫度值相對應。在發動機實現運行或在座臺試驗過程中，在不同的發動機工況下，確定發動機工作所需的進出水溫度，將該溫度設定為預設溫度，驅動裝置驅動電磁閥的閥門開度與所述預設溫度值相對應，即驅動裝置驅動電磁閥的閥門開度使得發動機的進出水溫度與所需的發動機進出水溫度相匹配，以滿足實際運行需要或試驗的需要，控制精確，進而使得發動機在實際使用過程中降低了油耗以及減少了大氣汙染物的排放。本發明還公開了一種具有上述節溫器的發動機冷卻系統。
文檔編號F01P7/16GK102493863SQ201110441880
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者李暉, 高瑩 申請人:濰柴動力股份有限公司