一種節溫器總成及發動機冷卻系統的製作方法

2023-06-03 05:21:31

一種節溫器總成及發動機冷卻系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種節溫器總成，包括：殼體，具有大循環管路（7）和小循環管路（6）；節溫器（2），設於所述殼體，用於控制所述大循環管路（7）和小循環管路（6）；所述小循環管路（6）的入口處設有平衡所述大循環管路（7）和小循環管路（6）流阻和流量的節流裝置。該節溫器總成在發動機布置空間允許的前提下大循環水阻較小，並能夠平衡大小循環的水阻、流量，降低發動機冷卻系統氣蝕的風險，保證發動機冷卻系統經濟、可靠工作。本實用新型還公開了設有所述節溫器總成的發動機冷卻系統。
【專利說明】一種節溫器總成及發動機冷卻系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機【技術領域】，特別是用於控制發動機冷卻液流向的節溫器總成。本實用新型還涉及設有所述節溫器總成的發動機冷卻系統。
【背景技術】
[0002]節溫器是控制發動機冷卻液流動路徑的閥門，大多安裝在發動機出水管上，使發動機大循環水路與散熱器連接，小循環水路與水泵連接，可根據冷卻液溫度的高低，打開或關閉大循環水路和小循環水路。
[0003]請參考圖1，圖1為設有節溫器總成的發動機冷卻系統的冷卻液循環示意圖。
[0004]如圖所示，當發動機冷起動時，發動機5'的冷卻液溫度低於節溫器2'的閥門開啟溫度，節溫器2'關閉冷卻液流向散熱器3'的通道，這時全部冷卻液經管路進入水泵4'，經水泵4'加壓後直接流回發動機機體、缸蓋水套，使冷卻液迅速升溫，利於起動，即為小循環水路。
[0005]當發動機5'冷卻液溫度大於節溫器2'的閥門全開溫度時，節溫器2 '的閥門全開並關閉小循環管路6'，全部冷卻液經節溫器總成P的大循環管路7'進入散熱器3 ;，經過散熱器3'冷卻後低溫冷卻液進入水泵4 '，經水泵4'加壓後冷卻液進入發動機5 '進行冷卻循環，保證發動機在適當溫度範圍內工作，即為大循環水路。
[0006]當發動機5'的冷卻液溫度高於節溫器2 '的閥門開啟溫度，而低於節溫器2 '的閥門全開溫度時，節溫器閥門部分開啟，發動機冷卻液同時進行大小循環。
[0007]如上所述，發動機大循環水路中的冷卻液經過節溫器後還需克服散熱器3 '的水阻，然後回到水泵，而發動機小循環水路中的冷卻液經過節溫器2 '後直接進入水泵，由於散熱器3'的水阻遠大於節溫器總成P的小循環水路水阻，而根據水泵4 '的公知性能特性:當冷卻液需要克服的阻力變小時，水泵流量變大，則當冷卻液全部小循環時發動機冷卻液流量大於大循環時流量，從而導致以下缺陷:
[0008]其一，由於水泵4丨的性能參數設計點多數按照發動機大循環狀態設計，則當發動機冷卻液小循環時，冷卻液流量大，流速快，偏離水泵性能設計點，存在水泵效率低、氣蝕等隱患，還容易造成發動機暖車慢的問題。
[0009]其二，當節溫器2丨處於部分打開時，即發動機冷卻液同時大小循環狀態時，由於散熱器3'的水阻遠大於節溫器總成P的小循環水路水阻，則導致大量冷卻液直接經過水泵4'進入發動機，即小循環水流量偏大，大循環水流量偏小，則散熱器3 '帶走的熱量少，在發動機複雜工況下，易導致發動機冷卻液過熱(如開鍋)。
[0010]雖然通過整體減小循環管路面積，可增加流阻，平衡大小循環流阻，但由於管路截面積變小，在相同冷卻液流量下，冷卻液流速變快，流速快導致壓力低，更容易造成管路及水泵氣蝕。
[0011]因此，如何平衡發動機大小循環的冷卻流量，並降低發動機冷卻系統氣蝕的風險，是本領域技術人員需要解決的技術問題。實用新型內容
[0012]本實用新型的第一目的是提供一種節溫器總成。該節溫器總成在發動機布置空間允許的前提下大循環水阻較小，並能夠平衡大小循環的水阻、流量，降低發動機冷卻系統氣蝕的風險，保證發動機冷卻系統經濟、可靠工作。
[0013]本實用新型的第二目的是提供一種設有所述節溫器總成的發動機冷卻系統。
[0014]為實現上述第一目的，本實用新型提供一種節溫器總成，包括:
[0015]殼體，具有大循環管路和小循環管路；
[0016]節溫器，設於所述殼體，用於控制所述大循環管路和小循環管路；
[0017]所述小循環管路的入口處設有平衡所述大循環管路和小循環管路流阻和流量的節流裝置。
[0018]優選地，所述節流裝置為形成於所述小循環管路內壁上的節流結構。
[0019]優選地，所述節流結構包括節流起始口和節流終止口，兩者間為橫截面面積逐漸變大的節流過渡區。
[0020]優選地，所述節流終止口與其之後的小循環管路的橫截面面積相同。
[0021 ] 優選地，所述節流起始口為所述小循環管路的進液端埠。
[0022]優選地，所述節溫器為雙節溫器。
[0023]優選地，所述殼體及大循環管路和小循環管路內的流道均平滑過渡。
[0024]為實現上述第二目的，本實用新型提供一種發動機冷卻系統，包括發動機、散熱器、水泵以及節溫器總成，所述節溫器總成為上述任一項所述的節溫器總成，其進液端連接所述發動機的冷卻液出口，大循環管路和小循環管路分別連接所述散熱器和水泵。
[0025]本實用新型在節溫器總成的小循環管路上設計有節流裝置，當一定流量的冷卻液經過節流裝置時，發生節流效應，增加小循環管路水阻，使其水阻與大循環管路及散熱器水阻平衡，從而平衡發動機大小循環時冷卻液流量。由於發動機水泵的性能設計點根據大循環冷卻液流量、流阻而定，而此節溫器總成可以平衡大小循環冷卻液流量，這樣發動機小循環時冷卻液流量也未偏離設計值，解決了傳統設計中由於小循環管路流阻低造成的冷卻液流量大的問題，降低了水泵效率低、氣蝕的隱患。
[0026]在一種優選方案中，本實用新型節溫器總成採用雙節溫器，相比單個節溫器，冷卻液的流通面積增大，從而使冷卻液流阻減小。當發動機冷卻液大循環時，此節溫器總成造成的流阻較小，可以使與發動機匹配的水泵的揚程降低，從而可以使水泵設計的尺寸更緊湊，消耗的功率更低更經濟。
[0027]本實用新型提供的發動機冷卻系統設有所述節溫器總成，由於所述節溫器總成具有上述技術效果，設有該節溫器總成的發動機冷卻系統也具備相應的技術效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為設有節溫器總成的發動機冷卻系統的冷卻液循環示意圖；
[0029]圖2為本實用新型所提供節溫器總成的內部結構示意圖；
[0030]圖3為圖2的A-A視圖；
[0031]圖4為設有圖2所示節溫器總成的發動機冷卻系統的結構示意圖。[0032]圖1 中:
[0033]I丨節溫器總成2丨節溫器3丨散熱器4 '水泵5 '發動機6丨小循環管路7丨大循環管路
[0034]圖 2 中:
[0035]1.節溫器總成 2.節溫器 3.散熱器 4.水泵 5.發動機 6.小循環管路7.大循環管路8.節流過渡區9.節流起始口 10.節流終止口
【具體實施方式】
[0036]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0037]請參考圖2、圖3，圖2為本實用新型所提供節溫器總成的內部結構示意圖；圖3為圖2的A-A視圖。
[0038]在一種【具體實施方式】中，本實用新型提供的節溫器總成I主要由殼體以及設於殼體的節溫器2組成。
[0039]殼體具有一個進液端和兩個出液端，其中兩個出液端分別為大循環管路7和小循環管路6，節溫器2用於控制大循環管路7和小循環管路6的通斷狀態。
[0040]小循環管路6的入口處設有平衡大循環管路7和小循環管路8流阻和流量的節流
>J-U ρ?α裝直。
[0041]具體地，節流裝置為形成於小循環管路6內壁上的節流結構，該節流結構包括節流起始口 9和節流終止口 10，兩者間為橫截面面積逐漸變大的節流過渡區8，節流起始口 9為小循環管路6的埠，其橫截面面積較小，在較短長度內平滑過渡至節流終止口 10，節流終止口 10與其之後的小循環管路6的橫截面面積相同。
[0042]請參考圖4，圖4為設有圖2所示節溫器總成的發動機冷卻系統的結構示意圖。
[0043]如圖所示，箭頭代表冷卻液流動方向。當發動機5的冷卻液溫度低於節溫器2的閥門開啟溫度時，節溫器2處於關閉狀態，全部冷卻液進行小循環，即冷卻液經節溫器總成I的小循環管路6進入水泵4。由於小循環管路6上設計有節流結構8，冷卻液經過節流結構8後，經水泵4加壓後冷卻液再次進入發動機5進行冷卻循環，即為小循環水路。
[0044]當發動機5冷卻液溫度大於節溫器2的閥門全開溫度時，節溫器2的閥門全開並關閉小循環管路6，全部冷卻液經節溫器總成I的大循環管路7進入散熱器3，經過散熱器3冷卻後低溫冷卻液進入水泵4，經水泵4加壓後冷卻液進入發動機5進行冷卻循環，即為大循環水路。
[0045]當發動機5的冷卻液溫度高於節溫器2的閥門開啟溫度，而低於節溫器2的閥門全開溫度時，節溫器閥門部分開啟，發動機冷卻液同時大小循環。
[0046]上述節溫器總成I在小循環管路6上設計有節流結構8，當一定流量的冷卻液經過時，發生節流效應，增加小循環管路6的水阻，使其水阻與大循環管路7及散熱器3的水阻平衡，從而平衡發動機大小循環冷卻液流量，快速增加水阻後，管路截面積迅速變大，冷卻液流速恢復到合理值，各流道截面積均按照合理流速計算設計，避免了流速快造成的氣蝕問題，節溫器殼體集成大小循環流道，流道設計平滑過渡無尖角，降低了渦流損失，使冷卻系統工作更可靠。[0047]此外，採用雙節溫器形式，增加冷卻液的流通面積，減小了大循環水路流阻，可以使與發動機匹配的水泵更緊湊更經濟。
[0048]當然，上述實施例僅是本實用新型的優選方案，具體並不局限於此，在此基礎上可根據實際需要作出具有針對性的調整，從而得到不同的實施方式。由於可能實現的方式較多，這裡就不再一一舉例說明。
[0049]除了上述節溫器總成，本實用新型還提供一種發動機冷卻系統，主要由發動機5、散熱器3、水泵4以及節溫器總成I組成，其中，發動機5可以是柴油機，節溫器總成I為上文所述的節溫器總成，其進液端連接發動機5的冷卻液出口，大循環管路7和小循環管路6分別連接散熱器3和水泵4，其餘結構請參考現有技術，本文不再贅述。
[0050]以上對本實用新型所提供的節溫器總成和發動機冷卻系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的核心思想。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種節溫器總成，包括: 殼體，具有大循環管路(7)和小循環管路(6)； 節溫器(2 )，設於所述殼體，用於控制所述大循環管路(7 )和小循環管路(6 );其特徵在於， 所述小循環管路(6)的入口處設有平衡所述大循環管路(7)和小循環管路(6)流阻和流量的節流裝置。
2.根據權利要求1所述的節溫器總成，其特徵在於，所述節流裝置為形成於所述小循環管路(6)內壁上的節流結構。
3.根據權利要求2所述的節溫器總成,其特徵在於,所述節流結構包括節流起始口(9)和節流終止口(10)，兩者間為橫截面面積逐漸變大的節流過渡區(8)。
4.根據權利要求3所述的節溫器總成，其特徵在於，所述節流終止口(10)與其之後的小循環管路(6)的橫截面面積相同。
5.根據權利要求4所述的節溫器總成，其特徵在於，所述節流起始口(9)為所述小循環管路(6)的進液端埠。
6.根據權利要求1所述的節溫器總成，其特徵在於，所述節溫器(2)為雙節溫器。
7.根據權利要求1所述的節溫器總成，其特徵在於，所述殼體及大循環管路(7)和小循環管路(6)內的流道均平滑過渡。
8.一種發動機冷卻系統，包括發動機(5)、散熱器(3)、水泵(4)以及節溫器總成(1)，其特徵在於，所述節溫器總成(I)為上述權利要求1至7任一項所述的節溫器總成(I )，其進液端連接所述發動機(5 )的冷卻液出口，大循環管路(7 )和小循環管路(6 )分別連接所述散熱器(3)和水泵(4)。
【文檔編號】F01P7/16GK203570412SQ201320718478
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】王啟峰, 冀麗琴, 楊棟, 張少傑, 常繼光 申請人:濰柴動力股份有限公司