膨胀水箱、发动机冷却系统和车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种膨胀水箱、发动机冷却系统和车辆，所述膨胀水箱包括箱体（1），该箱体（1）的顶部形成有开口，该膨胀水箱还包括液位限制管（2），该液位限制管（2）的下端伸入到所述箱体（1）内并且向下延伸至少达到所述膨胀水箱的最高允许液位处，上端通过所述开口伸出至所述箱体（1）外，并且该液位限制管（2）与所述开口之间形成密封连接；所述发动机冷却系统包括所述膨胀水箱；所述车辆包括所述发动机冷却系统。所述膨胀水箱通过设置液位限制管帮助操作人员在向膨胀水箱内加注冷却液时方便地判断出膨胀水箱内的液位已经达到最高允许液位并且有利于避免冷却液加注至过多超过最高允许液位。
【专利说明】膨胀水箱、发动机冷却系统和车辆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆领域，具体地，涉及一种膨胀水箱、发动机冷却系统和车辆。【背景技术】
[0002]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，通常，发动机冷却系统包括散热器、水泵、风扇、节温器、温度传感器和膨胀水箱等。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，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，因此通常在发动机冷却系统中设置与散热器和发动机相通的膨胀水箱。
[0003]具体来说，当发动机冷却系统中的冷却液体积变大时，部分冷却液会流入膨胀水箱内储存起来；而当冷却液温度下降时，膨胀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。有时，需要补充发动机冷却系统中的冷却液时，操作人员会将冷却液注入膨胀水箱中；由于膨胀水箱中需要留有一定的膨胀空间，因此，膨胀水箱内冷却液的液面高度有一定限制，或者说膨胀水箱具有最高允许液位，该最高允许液位为膨胀水箱内液位的最大允许高度，如果冷却液的高度超过该最高允许液位，则无法保证发动机冷却系统的正常工作；因此，在操作人员向膨胀水箱内注入冷却液时，需要保证冷却液的液位高度不会超过最闻允许液位。
[0004]图1和图2中分别显示了根据现有技术的膨胀水箱的一种实施方式，在图1的实施方式中，在膨胀水箱内在位于最高允许液位处设置有以反光片1’，当冷却液加注到达最高允许液位处时通过光线反射操作人员能够观察到当前液面的情况；图2的实施方式中，在膨胀水箱一侧设置液位计2’，该液位计2’的上端和下端与膨胀水箱内部连通，液位计2’中的液面高度即为膨胀水箱内的液面高度，操作人员可以借助液位计2’来判断膨胀水箱内的液位高度。以上两种实施方式的缺陷是，第一，由于空间位置的限制，膨胀水箱可能设置在发动机罩或者驾驶室等内部，此时，操作人员无法很好地观察到所述反光片I’和所述液位计2’ ；第二，在加注冷却液时，操作人员需要认为根据所述反光片I’或者所述液位计2’来控制冷却液加入量，很容易加入过多冷却液而使膨胀水箱内的液位超过最高允许液位。
[0005]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
[0006]本实用新型的目的是提供一种膨胀水箱，该膨胀水箱通过设置液位限制管帮助操作人员在向膨胀水箱内加注冷却液时方便地判断出膨胀水箱内的液位已经达到最高允许液位并且有利于避免冷却液加注至过多超过最高允许液位。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供一种膨胀水箱，该膨胀水箱包括箱体，该箱体的顶部形成有开口，该膨胀水箱还包括液位限制管，该液位限制管的下端伸入到所述箱体内并且向下延伸至少达到所述膨胀水箱的最高允许液位处，上端通过所述开口伸出至所述箱体外，并且该液位限制管与所述开口之间形成密封连接。[0008]优选地，所述液位限制管的下端低于所述最高允许液位。
[0009]优选地，所述液位限制管中在靠近该液位限制管的上端处设置有滤网。
[0010]优选地，所述液位限制管的位于所述箱体外界的部分为透明或者半透明部分。
[0011]优选地，该膨胀水箱还包括低液位报警单元，该低液位报警单元包括报警器和位于所述箱体下部的液位检测器，所述液位检测器与所述报警器电连接。
[0012]优选地，该膨胀水箱包括压力盖，该压力盖可拆卸地安装在所述液位限制管的顶端，并且所述压力盖上设置有排气口。
[0013]本实用新型还提供了一种发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括膨胀水箱，所述膨胀水箱为根据本实用新型的膨胀水箱。
[0014]另外，本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括根据本实用新型的发动机冷却系统。
[0015]本实用新型提供了一种膨胀水箱，该膨胀水箱设置有液位限制管，需要向所述膨胀水箱内加注冷却液时，操作人员从所述液位限制管的上端开口向膨胀水箱内注入冷却液，待箱体内冷却液的高度达到液位限制管的下端后，膨胀水箱内除液位限制管外的部分形成储有一定气体的密闭空间，随着继续注入冷却液，所述密闭空间内的气压增大，液位限制管内的液位上升速度远大于所述密闭空间内的液位上升速度，即使液位限制管内的液位已经上升至上端开口处时所述密闭空间内的液位上升幅度仍很小，基本可以忽略，因此，一方面，操作人员可以通过能够明显观察到的液位限制管内液位的上升而方便地判断出箱体内液位已经达到所述最高允许液位，另一方面，由于所述密闭空间内的气压随着冷却液的注入会不断升高，液位限制管内的液位上升速度远大于所述密闭空间内的液位上升速度，即使液位限制管内的液位已经达到顶端时，所述密闭空间内的液面高度与所述最高允许液位之间的差距也仍旧很小，基本可以忽略，有利于避免冷却液加注至过多超过最高允许液位。
[0016]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是根据现有技术的膨胀水箱的一种实施方式的示意图；
[0019]图2是根据现有技术的膨胀水箱的另一种实施方式的示意图；
[0020]图3是根据本实用新型的膨胀水箱的示意图；
[0021]图4是图3中的膨胀水箱的另一示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]I’反光片2’液位计
[0024]I箱体2液位限制管
[0025]3顶盖4排气口
[0026]5 通气口
【具体实施方式】[0027]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0028]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是在本实用新型提供的膨胀水箱正常使用情况下定义的，并且也与参考附图所示方向一致；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外；并且其中，“最高允许液位”是指膨胀水箱内液位的最大允许高度，即能够有效保证发动机冷却系统正常工作的膨胀水箱的最高液位。
[0029]本实用新型涉及一种膨胀水箱，该膨胀水箱包括箱体1，该箱体I的顶部形成有开口，该膨胀水箱还包括液位限制管2，该液位限制管2的下端伸入到所述箱体I内并且向下延伸至少达到所述膨胀水箱的最高允许液位处，上端通过所述开口伸出至所述箱体I外，并且该液位限制管2与所述开口之间形成密封连接。
[0030]本实用新型的膨胀水箱由于设置有液位限制管2，需要向膨胀水箱内加注冷却液时，操作人员从所述液位限制管2的上端开口向箱体I内注入冷却液，待箱体I内冷却液的高度达到液位限制管2的下端后，箱体I内除液位限制管2外的部分形成储有一定气体的密闭空间，随着操作人员继续注入冷却液，所述密闭空间内的气压增大，液位限制管2内的液位上升速度将远大于所述密闭空间内的液位上升速度，即使液位限制管2内的液位已经上升至上端开口处时所述密闭空间内的液位上升幅度仍很小，基本可以忽略，因此，一方面，操作人员可以通过能够明显观察到的液位限制管2内液位的上升而方便快捷地判断出箱体I内液位已经达到所述最高允许液位，另一方面，由于所述密闭空间内的气压随着冷却液的注入会不断升高，液位限制管2内的液位上升速度远大于所述密闭空间内的液位上升速度，即使液位限制管2内的液位已经达到顶端时，所述密闭空间内的液面高度与所述最高允许液位之间的差距也仍旧很小，基本可以忽略，有利于避免冷却液加注至过多超过最闻允许液位。
[0031]现参考图4，通过计算进一步说明本实用新型的优点。如图4所示，假设该实施方式中，液位限制管2的下端与该膨胀水箱的最高允许液位平齐，膨胀水箱的沿水平方向的横截面积为S，液位限制管2的沿水平方向的横截面积为SI，液位限制管2位于膨胀水箱内部的高度为h (即液位限制管2的下端到箱体I顶壁的垂直距离为h);冷却液的密度为P，外界气压为PO，外界气压能够支持的冷却液高度为H，则有PO= P.g*H;并且假设此时液位限制管2的液面高度达到箱体I的顶壁处，即液位限制管2位于该膨胀水箱内的部分中充满冷却液，并且此时箱体I内液面高度超过该膨胀水箱的最高允许液位ha，箱体I的所述密闭空间内的气压为Pl ;那么根据外界与所述密闭空间内的气压关系可以得到Pl/PO= [(S-Sl).h]/[ (S-Sl).(h_ha) ]=h/(h_ha),推倒得 Pl-PO= [ha/(h_ha) ].PO,又由于P.g.(h_ha) =Pl-PO,因此得至Ij P.g.(h_ha) = [ha/(h_ha) ].PO,推倒得(h_ha) 2/ha=P0/(P.g)，将 PO= P.g.H 带入上式(h-ha) 2/ha=P0/ (P.g),则得到(h_ha) 2/ha=H,假设冷却液为水，PO为一个标准大气压，则有H=10336mm，通常情况下，h可以达到几十毫米，例如，假设h=65mm，那么计算得ha=0.4mm,即，当冷却液已经加注至液位限制管2的液面达到箱体I的顶壁处时(此时操作人员已经可以容易并明显观察到液位限制管2内的液面)，所述密封空间内液面高度仅仅超过最高允许液位0.4mm, 0.4mm的高度差距不会对发动机冷却系统的正常工作产生影响，基本可以忽略。
[0032]当然，优选地，可以将液位限制管2的下端设置为低于所述最高允许液位，例如，本领域技术人员可以理解的是，对于某一特定规格的膨胀水箱，可以通过计算得出同时满足液位限制管2内的液位上升至靠近顶端某一特定位置处和箱体I内的液位高度处于所述最高允许液位处这两个条件的液位限制管2下端伸入水箱I内的深度，并按照计算所得结果设置液位限制管2，并且，优选地，还可以在所述某一特定位置处进行设计改进以方便操作人员方便快捷地观察到液位限制管2内的液位已经上升至所述某一特定位置处，继而停止加注冷却液。
[0033]例如，优选地，液位限制管2中在靠近该液位限制管2的上端处可以设置有滤网，滤网一方面可以对注入膨胀水箱内的冷却液进行过滤以防止杂质加入，另一方面还可以起到标尺作用，有利于操作人员明显观察到液位已经达到要求。又例如，优选地，液位限制管2的位于箱体I外界的部分为透明或者半透明部分，所述透明和半透明部分能够方便操作人员观察液位的上升，合理控制冷却液的加入量。当然，本领域技术人员可以理解的是，还可以采用其它任意适合优化设计来达到方便操作人员观察到液位限制管2内液位变化从而合理控制冷却液加入量的方法。
[0034]另外，本实用新型的膨胀水箱还可以包括低液位报警单元，该低液位报警单元包括报警器和位于所述箱体I下部的液位检测器，所述液位检测器与所述报警器电连接，当液位检测器检测到膨胀水箱内的液位低于警戒水位时，传输电信号至报警器，报警器发出声音等报警信号，以提醒工作人员补充冷却液。
[0035]并且，所述膨胀水箱还可以包括压力盖3，该压力盖3可拆卸地安装在所述液位限制管2的顶端，并且所述压力盖3上设置有排气口 4 ;在所述膨胀水箱的侧壁上还设置有两个通气口 5，以分别与发动机和散热箱连通，发动机和散热箱内的蒸汽通过所述通气口 5进入膨胀水箱内，然后通过排气口 4排出至外界。
[0036]本实用新型还提供了一种发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括膨胀水箱，所述膨胀水箱为根据本实用新型的膨胀水箱。
[0037]并且，本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括根据本实用新型的发动机冷却系统。
[0038]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0039]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0040]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种膨胀水箱，该膨胀水箱包括箱体(1)，其特征在于，该箱体(I)的顶部形成有开口，该膨胀水箱还包括液位限制管(2)，该液位限制管(2)的下端伸入到所述箱体(I)内并且向下延伸至少达到所述膨胀水箱的最高允许液位处，上端通过所述开口伸出至所述箱体(I)外，并且该液位限制管(2)与所述开口之间形成密封连接。
2.根据权利要求1所述的膨胀水箱，其特征在于，所述液位限制管(2)的下端低于所述最闻允许液位。
3.根据权利要求1所述的膨胀水箱，其特征在于，所述液位限制管(2)中在靠近该液位限制管(2)的上端处设置有滤网。
4.根据权利要求1所述的膨胀水箱，其特征在于，所述液位限制管(2)的位于所述箱体(I)外界的部分为透明或者半透明部分。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的膨胀水箱，其特征在于，该膨胀水箱还包括低液位报警单元，该低液位报警单元包括报警器和位于所述箱体(I)下部的液位检测器，所述液位检测器与所述报警器电连接。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的膨胀水箱，其特征在于，该膨胀水箱包括压力盖(3)，该压力盖(3)可拆卸地安装在所述液位限制管(2)的顶端，并且所述压力盖(3)上设置有排气口(4)。
7.一种发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括膨胀水箱，其特征在于，所述膨胀水箱为根据权利要求1-6中任意一项所述的膨胀水箱。
8.—种车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求7所述的发动机冷却系统。
【文档编号】F01P11/00GK203769923SQ201420172056
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】赵锐 申请人:中联重科股份有限公司