專利名稱：一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器及其調(diào)溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器及其調(diào)溫方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上常用的調(diào)溫器是一種石蠟結(jié)構(gòu)的調(diào)溫器，這種調(diào)溫器根據(jù)石蠟熔化膨脹的特性進(jìn)行工作的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫低時(shí)，調(diào)溫器的主閥門關(guān)閉，副閥門打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水走小循環(huán)，不進(jìn)行冷卻。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫升高后，石蠟在調(diào)溫器感溫體內(nèi)熔化膨脹，在其膨脹的過(guò)程推動(dòng)其內(nèi)的推桿移動(dòng)，在推桿移動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)調(diào)溫器主閥門打開(kāi)，副閥門關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水走大循環(huán)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度降低。此種石蠟調(diào)溫器的工作完全靠發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫控制，不能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的工況來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)溫器閥門的開(kāi)度，不能實(shí)現(xiàn)精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)油耗及排放的降低。并且這個(gè)石蠟調(diào)溫器生產(chǎn)制造過(guò)程復(fù)雜，要求生產(chǎn)制造精度高，生產(chǎn)成本高。
隨著排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格的要求，另一種電子調(diào)溫器開(kāi)始應(yīng)用于新一代的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上。這種電子調(diào)溫器可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫及實(shí)際工況進(jìn)行工作，這種調(diào)溫器雖然解決了普通石蠟調(diào)溫器的一些缺點(diǎn)，但是其結(jié)構(gòu)還是在普通石蠟調(diào)溫器的基礎(chǔ)上，在調(diào)溫器的感溫體內(nèi)增加了一個(gè)電加熱元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以這種電子調(diào)溫器還是根據(jù)石蠟熔化膨脹的特性來(lái)打開(kāi)調(diào)溫器的閥門，還是很難實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)溫器閥門開(kāi)度的精確控制。并且在調(diào)溫器感溫體內(nèi)的電加熱元件與石蠟間的密封要求較高，對(duì)密封相關(guān)件的材質(zhì)及技術(shù)有較高的要求，開(kāi)發(fā)費(fèi)用及成本都較高。還有一種帶碟形閥的調(diào)溫器，這種調(diào)溫器用兩個(gè)圓形閥片代替了普通石蠟調(diào)溫器的大小循環(huán)閥片，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)兩圓形閥片的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)類似普通石蠟調(diào)溫器的大小循環(huán)閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。這種調(diào)溫器雖然脫離了石蠟結(jié)構(gòu)的調(diào)溫器，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但是其大小循環(huán)關(guān)閉時(shí)的密封是完全靠閥片的外徑進(jìn)行的，而此閥片的厚度有限，其密封效果較差，會(huì)造成大小循環(huán)關(guān)閉時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液過(guò)多的泄漏，不利于實(shí)現(xiàn)精確水溫的控制。這種調(diào)溫器在工作中其閥片會(huì)受到防凍液水流的沖擊，特別是在閥片處于非完全關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，在水泵大流量的沖擊下，閥片前后的壓力相差會(huì)很大，此時(shí)就必須要求步進(jìn)電機(jī)要有很大的自鎖能力或輸出很大的反向扭矩來(lái)防止閥片被沖開(kāi)，而步進(jìn)電機(jī)的自鎖能力和輸出的扭矩是有限的，特別是在車載電源能量有限的情況下，要保證步進(jìn)電機(jī)有很大的自鎖能力和輸出扭矩是很難實(shí)現(xiàn)的。而用戶在車輛的實(shí)際使用中，工況又是不斷變化的，要想達(dá)到精確控制水溫，其閥片的開(kāi)啟狀態(tài)也是需要不斷變化的，而閥片的每次開(kāi)啟和關(guān)閉都需要克服水流的沖擊，其可靠性就不容易保證，如果為了實(shí)現(xiàn)閥片的精確打開(kāi)，電機(jī)就必須輸出較大的旋轉(zhuǎn)力才能克服來(lái)自防凍液的沖擊力，就必須把電機(jī)設(shè)計(jì)大些，這不利于成本的降低，且布置上不利于實(shí)現(xiàn)緊湊和輕量化。另，為實(shí)現(xiàn)汽車油耗的降低，特別是在低溫時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)只有快速熱機(jī)才能實(shí)現(xiàn)油耗的降低，這樣就必須要求調(diào)溫器小循環(huán)閥片把小循環(huán)通道完全打開(kāi)的同時(shí)，大循環(huán)閥片能把大循環(huán)通道完全關(guān)閉，不能有防凍液泄漏，為實(shí)現(xiàn)這種要求，兩閥片在驅(qū)動(dòng)軸上安裝生產(chǎn)時(shí)就必須保證有很高的相互垂直度，這不利于批量生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn),且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種成本低、易生產(chǎn)、能精確控制的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器及其調(diào)溫方法。本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器包括殼體，所述殼體的底部設(shè)有進(jìn)水口，關(guān)鍵在于所述殼體的一端設(shè)有輔助出水口，與輔助出水口相對(duì)的另一端設(shè)置有可在殼體內(nèi)活動(dòng)的活塞閥，所述殼體的頂部沿活塞閥運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置有小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口 ；所述活塞閥的閥體上設(shè)有軸向的通孔；所述活塞閥與設(shè)置于殼體端部的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相連。上述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的調(diào)溫方法如下根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫情況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況，利用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞閥，使活塞閥在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的殼體內(nèi)移動(dòng)，并在打開(kāi)小循環(huán)出水口的同時(shí)關(guān)閉大循環(huán)出水口，或者在打開(kāi)大循環(huán)出水口的同時(shí)關(guān)閉小循環(huán)出水口，或者同時(shí)打開(kāi)部分小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口。在上述過(guò)程中，輔助出水口一直保持與進(jìn)水口連通的狀態(tài)，因此可以保證其他需要連續(xù)供水部件的供水。 具體來(lái)說(shuō)，所述電機(jī)根據(jù)水溫傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)來(lái)控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而控制活塞閥的移動(dòng)方向。具體來(lái)說(shuō)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)，所述電機(jī)的電機(jī)軸設(shè)有螺紋，所述活塞閥的閥體設(shè)有與電機(jī)軸配合的螺孔。通過(guò)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可驅(qū)動(dòng)活塞閥在殼體內(nèi)移動(dòng)，改變電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即可改變活塞閥的移動(dòng)方向。而且，活塞閥運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力是通過(guò)電機(jī)上螺紋驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生的軸向推力實(shí)現(xiàn)的，而很小的旋轉(zhuǎn)扭矩就能產(chǎn)生很大的軸向推力，所以對(duì)電機(jī)的要求不高，有利于設(shè)計(jì)的緊湊和輕量化。進(jìn)一步地，所述電機(jī)通過(guò)螺栓與殼體連接，所述電機(jī)與殼體之間設(shè)有密封圈，分體化的設(shè)計(jì)有助于降低成本，便于維護(hù)。進(jìn)一步地，所述殼體上設(shè)有水溫傳感器，以方便獲知發(fā)動(dòng)機(jī)水溫。進(jìn)一步地，所述活塞閥為圓柱形，不僅方便加工和裝配，而且小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口關(guān)閉時(shí)的密封是靠圓柱外表面來(lái)保證的，密封比較可靠，能很大程度的減少泄漏。本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能多，其部件都可以通過(guò)普通的機(jī)械加工方法來(lái)完成，加工技術(shù)要求及費(fèi)用都較低，調(diào)溫過(guò)程利用電機(jī)實(shí)現(xiàn)，能保證精密控制。


圖I是本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 4是本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的調(diào)溫過(guò)程示意圖(箭頭為冷卻液流動(dòng)方向)。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施實(shí)例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器包括殼體1，殼體I的底部設(shè)有進(jìn)水口 2，殼體I的一端設(shè)有輔助出水口 3，與輔助出水口 3相對(duì)的另一端設(shè)置有可在殼體內(nèi)活動(dòng)的圓柱形活塞閥4，殼體I的頂部沿活塞閥4運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置有小循環(huán)出水口 5和大循環(huán)出水口6 ;活塞閥4的閥體上設(shè)有軸向的通孔7 ;活塞閥4與設(shè)置于殼體I端部的電機(jī)8,電機(jī)8的電機(jī)軸9設(shè)有螺紋，活塞閥4的閥體設(shè)有與電機(jī)軸9配合的螺孔；電機(jī)8通過(guò)螺栓與殼體I連接，電機(jī)8與殼體I之間設(shè)有密 封圈10。殼體I上設(shè)有水溫傳感器11。上述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器制作過(guò)程如下把帶有水溫傳感器11調(diào)溫器殼體I加工出圓柱中心孔，孔徑與活塞閥4的外徑相等；再把輔助出水口 3、小循環(huán)出水口 5和大循環(huán)出水口 6加工好，并保證與圓柱中心也相通，然后裝上各連接水管；將加工好的活塞閥4裝到電機(jī)8的電機(jī)軸9上，最后把活塞閥4放入調(diào)溫器殼體的圓柱中心孔內(nèi)，用螺栓把電機(jī)8和調(diào)溫器殼體I固定在一起，并用密封圈10做好密封。將裝配好的調(diào)溫器及電機(jī)總成安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的出水口處，使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的防凍液從調(diào)溫器的進(jìn)水口 2進(jìn)入調(diào)溫器，然后根據(jù)需要從輔助出水口 3、小循環(huán)出水口 5和大循環(huán)出水口 6流出。調(diào)溫器裝配好后把電機(jī)8與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元及電源連接好。水溫傳感器11可以與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元連接或者直接通過(guò)一個(gè)輔助的控制電路與電機(jī)8相連。上述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的調(diào)溫方法如下根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫情況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況，利用電機(jī)8來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞閥4，使活塞閥4在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的殼體I內(nèi)移動(dòng)，并在打開(kāi)小循環(huán)出水口 5的同時(shí)關(guān)閉大循環(huán)出水口 6，或者在打開(kāi)大循環(huán)出水口 6的同時(shí)關(guān)閉小循環(huán)出水口 5，或者同時(shí)打開(kāi)部分小循環(huán)出水口 5和大循環(huán)出水口 6。在上述過(guò)程中，輔助出水口 3 —直保持與進(jìn)水口 2連通的狀態(tài)，因此可以保證其他需要連續(xù)供水部件的供水。具體來(lái)說(shuō)，電機(jī)8根據(jù)水溫傳感器11和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)來(lái)控制電機(jī)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而控制活塞閥4的移動(dòng)方向。下面為具體調(diào)溫實(shí)例
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫較低或者需要發(fā)動(dòng)機(jī)有較高的水溫時(shí)，需要把大循環(huán)完全關(guān)閉，即不需要發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液進(jìn)入大循環(huán)而散熱。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元給電機(jī)8輸入相應(yīng)的電信號(hào)，使電機(jī)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞閥4向大循環(huán)出水口 6方向做直線移動(dòng)，直到把大循環(huán)出水口 6完全關(guān)閉(如圖2所示)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫較高或者需要發(fā)動(dòng)機(jī)有較低的水溫時(shí)，需要把小循環(huán)完全關(guān)閉，把大循環(huán)完全打開(kāi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液進(jìn)入大循環(huán)而散熱時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元給電機(jī)8輸入相應(yīng)的電信號(hào)，使電機(jī)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞閥4向小循環(huán)出水口 5方向做直線移動(dòng)，直到把小循環(huán)出水口 5完全關(guān)閉，同時(shí)將循環(huán)出水口 6完全打開(kāi)(如圖3所示)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫稍高或者需要發(fā)動(dòng)機(jī)有中等高的水溫時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元給電機(jī)8輸入相應(yīng)的電信號(hào)，使電機(jī)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，將活塞閥4移動(dòng)至合適的位置，同時(shí)打開(kāi)部分小循環(huán)出水口 5和大循環(huán)出水口 6，來(lái)保證發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的溫度(如圖4所示)?？傊?，此調(diào)溫器可以通過(guò)精確調(diào)節(jié)活塞閥4在調(diào)溫器殼體中的不同位置，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)大、小循環(huán)冷卻水流量的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫的精確控制。
權(quán)利要求
1.一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器，包括殼體，所述殼體的底部設(shè)有進(jìn)水口，其特征在于所述殼體的一端設(shè)有輔助出水口，與輔助出水口相對(duì)的另一端設(shè)置有可在殼體內(nèi)活動(dòng)的活塞閥，所述殼體的頂部沿活塞閥運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置有小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口 ；所述活塞閥的閥體上設(shè)有軸向的通孔；所述活塞閥與設(shè)置于殼體端部的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)，所述電機(jī)的電機(jī)軸設(shè)有螺紋，所述活塞閥的閥體設(shè)有與電機(jī)軸配合的螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器，其特征在于所述電機(jī)通過(guò)螺栓與殼體連接，所述電機(jī)與殼體之間設(shè)有密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器，其特征在于所述殼體上設(shè)有水溫傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器，其特征在于所述活塞閥為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的調(diào)溫方法，其特征在于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫情況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況，利用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞閥，使活塞閥在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的殼體內(nèi)移動(dòng)，并在打開(kāi)小循環(huán)出水口的同時(shí)關(guān)閉大循環(huán)出水口，或者在打開(kāi)大循環(huán)出水口的同時(shí)關(guān)閉小循環(huán)出水口，或者同時(shí)打開(kāi)部分小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器的調(diào)溫方法，其特征在于所述電機(jī)根據(jù)水溫傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單兀的信號(hào)來(lái)控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而控制活塞閥的移動(dòng)方向。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提出一種成本低、易生產(chǎn)、能精確控制的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器及其調(diào)溫方法。本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器包括殼體，所述殼體的底部設(shè)有進(jìn)水口，關(guān)鍵在于所述殼體的一端設(shè)有輔助出水口，與輔助出水口相對(duì)的另一端設(shè)置有可在殼體內(nèi)活動(dòng)的活塞閥，所述殼體的頂部沿活塞閥運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置有小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口；所述活塞閥的閥體上設(shè)有軸向的通孔；所述活塞閥與設(shè)置于殼體端部的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相連。本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)溫器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能多，其部件都可以通過(guò)普通的機(jī)械加工方法來(lái)完成，加工技術(shù)要求及費(fèi)用都較低，調(diào)溫過(guò)程利用電機(jī)實(shí)現(xiàn)，能保證精密控制。
文檔編號(hào)F01P7/16GK102877926SQ20121036636
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者李宏坤 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司