专利名称：副水箱装置及发动机冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及车辆设备，尤其涉及一种副水箱装置及发动机冷却系统。
背景技术：
目前，汽车中的冷却系统通常通过副水箱进行补充液体，并由副水箱去除冷却系 统中的气体，从而使汽车中的冷却装置能够正常的对发动机进行冷却。如图1所示，现有技术中的副水箱的具体结构包括水箱101、用于盖住水箱101 注水口的上盖102、位于注水口下方与水箱101连通的溢流口 103、位于溢流103下方并与 水箱101内部腔体连通的进气104和位于水箱101下端部与水箱101连通的出水口 105。 为了实现副水箱对冷却系统106进行补水除气，副水箱的进气口 104设置在冷却系统106 出气口 108的上方。其中，进气口 104与冷却系统106的出气口 108连通，出水口 105与冷 却系统106的进水口 107连接，从而实现对冷却系统106进行补充冷却液。另外，上盖102 中设置有自动阀门(未图示)，在上盖102盖住注水口后，自动阀门位于溢流103的下方，自 动阀门将控制溢流口 103与水箱101内部腔体的通断。在发动机热态工作正常时，自动阀 门处于关闭状态，将冷却系统与大气隔开，防止水蒸汽逸出，使冷却系统106内的压力稍高 于大气压力，从而可增高冷却液的沸点；当冷却系统106内压力过低或过高时，自动阀门开 启，溢流103与水箱101内部腔体连通，从而使冷却系统106与大气相通，实现对冷却系统 106进行除气。由上可知，现有技术中的副水箱的安装位置较高，副水箱不能与冷却系统并排安 装，占用了车辆中较高的纵向空间，因此，现有技术中的副水箱不适于安装到高度较低的车 辆中使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种副水箱装置及发动机冷却系统，解决现 有技术中的副水箱占用了车辆中较高的纵向空间，不适于安装到高度较低的车辆中使用的 缺陷，实现副水箱能够与冷却系统并排安装，使副水箱的使用范围更广。本发明提供的技术方案是，一种副水箱装置，包括水箱和用于盖住所述水箱注水 口的上盖，所述水箱上位于注水口下方设置有溢流口，所述水箱上位于所述溢流口下方设 置有进气口，所述水箱下端部设置有出水口，所述水箱的腔体中设置有除气腔体，所述除气 腔体的上端与所述进气口连通，所述除气腔体下端设置的出气口位于所述水箱的腔体的下 部；所述进气口用于与发动机冷却系统主体的出气口连通，所述进气口位于所述发动机冷 却系统主体的出气口的上方。 本实施例副水箱装置，通过在水箱中设置除气腔体，并将除气腔体的上端与进气 口连通，除气腔体下端的出气口设置在水箱的腔体的下部，从而使用户可以通过水箱上的 注水口向冷却系统中注入冷却液，并且在冷却系统注满冷却液后，水箱中的冷却液能够在 冷却系统运行过程中对冷却系统进行补给；在发动机工作时，冷却系统对发动机进行冷却，冷却系统产生的气体通过除气腔体进入水箱中，并将水箱中的冷却液通过出水口压入冷却 系统中，实现对热态的冷却系统补充冷却液；在发动机停止时，由于冷却系统的温度下降， 冷却系统内部形成负压，在负压的作用下，冷却液通过除气腔体被吸入冷却系统中，从而实 现对冷态的冷却系统补充冷却液。由上可知，本实施例副水箱装置能够与冷却系统并排安 装，能够适于安装到高度较低的车辆中使用，使本实施例副水箱装置的使用范围更广。如上所述的副水箱装置，为了减少从除气腔体出气口输出的气体，进入到水箱的 出水口而再次使气体进入冷却系统中，副水箱装置还包括隔板，所述隔板位于所述除气腔 体的出气口与所述水箱的出水口之间，并固设在所述水箱的腔体中，所述隔板用于阻挡从 所述除气腔体的出气口输出的气体进入所述水箱的出水口中。如上所述的副水箱装置，为了使从进气口进入到除气腔体中的气体能够容易的被 吸入到水箱的腔体中，所述进气口的截面积小于所述除气腔体的出气口的截面积。 如上所述的副水箱装置，为了方便的使用户得知冷却系统是否加满冷却液，所述 水箱上设置有用于检测初次向所述水箱中注入冷却液剂量的第一液位检测装置，所述第一 液位检测装置的位置不低于所述进气口的位置。如上所述的副水箱装置，为了方便用户得知副水箱装置中水箱中冷却液的含量， 所述水箱上设置有用于检测所述水箱中冷却液含量的第二液位检测装置，所述第二液位检 测装置位于所述进气口下方。如上所述的副水箱装置，为了防止冷却液在气体压力的作用下，从溢流口直接喷 射到周围环境中，副水箱装置还包括溢流管，所述溢流管与所述溢流口连通。如上所述的副水箱装置，为了方便的将副水箱装置安装固定到冷却系统上，副水 箱装置还包括固定板，所述固定板固设在所述水箱的外壳上，用于将所述副水箱装置安装 到所述发动机冷却系统主体上。如上所述的副水箱装置，所述上盖中的自动阀门包括弹簧、蒸汽阀和空气阀；所述 弹簧的一端固设在所述上盖上，所述弹簧的另一端抵靠在所述蒸汽阀上；所述蒸汽阀用于 在所述蒸汽阀受到的气体压力大于所述弹簧的施加的弹簧力后，所述蒸汽阀打开并连通所 述溢流口与所述水箱的腔体；所述空气阀设置在所述上盖上，用于在所述水箱的腔体中气 压小于外部大气压后，所述空气阀打开并连通所述溢流口与所述水箱的腔体。如上所述的副水箱装置，所述空气阀包括阀体和固设在所述阀体上的滑杆；所述 滑杆滑动设置在所述蒸汽阀开设的通孔中，并与所述通孔间隙配合；所述阀体位于所述蒸 汽阀的下方，并且所述阀体与所述蒸汽阀的相对面相互平行；所述空气阀用于在所述水箱 的腔体中气压大于外部大气压后，所述阀体抵靠在所述蒸汽阀使所述空气阀关闭；所述空 气阀还用于在所述水箱的腔体中气压小于外部大气压后，所述阀体远离所述蒸汽阀使所述 空气阀打开。本发明提供的技术方案是，一种发动机冷却系统，包括冷却系统主体，还包括如上 所述的副水箱装置，所述副水箱装置固设在所述冷却系统主体的侧壁上。本实施例发动机冷却系统，通过在副水箱装置中的水箱中设置除气腔体，并将除 气腔体的上端与进气口连通，除气腔体下端的出气口设置在水箱的腔体的下部，从而使用 户可以通过水箱上的注水口向冷却系统中注入冷却液，并且在冷却系统注满冷却液后，水 箱中的冷却液能够在冷却系统运行过程中对冷却系统进行补给；在发动机工作时，冷却系统对发动机进行冷却，冷却系统产生的气体通过除气腔体进入水箱中，并将水箱中的冷却液通过出水口压入冷却系统中，实现对热态的冷却系统补充冷却液；在发动机停止时，由于 冷却系统的温度下降，冷却系统内部形成负压，在负压的作用下，冷却液通过除气腔体被吸 入冷却系统中，从而实现对冷态的冷却系统补充冷却液。由上可知，本实施例副水箱装置能 够与冷却系统并排安装，能够适于安装到高度较低的车辆中使用，使本实施例副水箱装置 的使用范围更广。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中副水箱的装配示意图；图2为本发明副水箱装置实施例的结构示意图；图3为本发明副水箱装置与冷却系统的装配示意图；图4为图2中A区域的局部剖视图一；图5为图2中A区域的局部剖视图二。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明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 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。图2为本发明副水箱装置实施例的结构示意图，图3为本发明副水箱装置与冷却 系统的装配示意图，图4为图2中A区域的局部剖视图一，图5为图2中A区域的局部剖视 图二。如图2至图5所示，本实施例副水箱装置，包括水箱1和用于盖住水箱1注水口(未 图示)的上盖2，水箱1上位于注水口下方设置有溢流口 11，水箱1上位于溢流口 11下方 设置有进气口 12，水箱1下端部设置有出水口 13。为了实现将本实施例副水箱装置能够与发动机冷却系统主体5并排装配在一起， 以适于安装到高度较低的车辆中使用，本实施例水箱1的腔体中设置有除气腔体3，该除气 腔体3的上端与进气口 12连通，除气腔体3下端设置的出气口 31位于水箱1的腔体的下 部；进气口 12用于与发动机冷却系统主体5的出气口 51连通，进气口 12位于发动机冷却 系统主体5的出气口 51的上方。具体而言，本实施例副水箱装置能够与发动机冷却系统主体5并排安装，其中，进 气口 12与发动机冷却系统主体5的出气口 51连通，出水口 13与发动机冷却系统主体5的 进水口 52连通，并且将进气口 12设置在发动机冷却系统主体5出气口 51的上方。从而， 用户通过本实施例副水箱装置对发动机冷却系统主体5注入冷却液时，只要冷却液的液位 不低于水箱1上的进气口 12，则可以使发动机冷却系统主体5注满冷却液。另外，本实施 例中的除气腔体3将进气口 12与水箱1的腔体连通，从而发动机冷却系统主体5的出气口51输出的气体通过进气口 12后，由除气腔体3输送到水箱1的腔体中，从而实现了对发动 机冷却系统主体5进行除气作业。其中，当上盖2拧到水箱1上后，上盖2中的自动阀门是位于溢流11的下方，从而 可以通过自动阀门控制溢流口 11与水箱1的腔体的通断。具体的，为了方便的实现上盖2 中自动阀门的上述功能，上盖2中的自动阀门可以包括弹簧23 、蒸汽阀21和空气阀；弹簧 23的一端固设在上盖2上，弹簧23的另一端抵靠在蒸汽阀21上；蒸汽阀21用于在蒸汽阀 21受到的气体压力大于弹簧23的施加的弹簧力后，蒸汽阀21打开并连通溢流口 11与水 箱1的腔体；空气阀设置在上盖2上，用于在水箱1的腔体中气压小于外部大气压后，空气 阀打开并连通溢流口 11与水箱1的腔体。进一步的，为了减小上盖2上的自动阀门的体积，本实施例中的空气阀可以包括 阀体221和固设在阀体221上的滑杆222 ；滑杆222滑动设置在蒸汽阀21开设的通孔(未 图示)中，并与通孔间隙配合；阀体221位于蒸汽阀21的下方，并且阀体221与蒸汽阀21 的相对面相互平行；空气阀用于在水箱1的腔体中气压大于外部大气压后，阀体221抵靠 在蒸汽阀21使空气阀关闭；空气阀还用于在水箱1的腔体中气压小于外部大气压后，阀体 221远离蒸汽阀21使空气阀打开。以下结合附图对本实施例副水箱装置的工作过程进行说明。在需要对发动机冷却 系统主体5进行补充冷却液时，分如下两种情况进行当发动机处于工作状态时，发动机冷却系统主体5中的冷却液温度较高，从而使 发动机冷却系统主体5中的气压高于外界大气压。从发动机冷却系统主体5的出气口 51输 出的气体经过除气腔体3进入到水箱1中，并且进入到水箱1中的气体由于冷却液的浮力 最终聚集到水箱1的腔体中的上部。水箱1中的冷却液在水箱1上部的气体压力的作用下， 通过出水口 13被压入到发动机冷却系统主体5中，从而实现对热态的发动机冷却系统主体 5进行补给冷却液。其中，在发动机正常工作过程中，发动机冷却系统主体5中的冷却液的 处于较高温度时，在弹簧23的作用下蒸汽阀21关闭，而空气阀在水箱1中气体压力的作用 下也处于关闭状态，从而将发动机冷却系统主体5与大气隔开，使发动机冷却系统主体5内 的压力稍高于大气压力，从而可增高冷却水的沸点；当发动机冷却系统主体5中冷却液温 度过高时，冷却系统中的气体压力将增大，在气体压力的作用下，蒸汽阀21克服弹簧23的 弹簧力，被气体压力顶开，从而使发动机冷却系统主体5中的高压气体通过溢流口 11排到 大气中。当发动机停止工作后，发动机冷却系统主体5中的冷却液的温度逐渐降低，使发 动机冷却系统主体5中的气压下降，从而使发动机冷却系统主体5处于负压状态，在负压的 作用下，水箱1中的冷却液通过除气腔体3的出气口 31被吸入到除气腔体3中，并经过进气 口 12流入发动机冷却系统主体5中，从而实现对冷态的发动机冷却系统主体5进行补给冷 却液。在此过程中，由于水箱1中的气压低于外界大气压，空气阀被大气压顶开，外界的空 气流入到水箱1中。而现有技术中的副水箱如果与发动机冷却系统主体5并排安装，在发 动机冷却系统主体5处于冷态的情况下，将不能对发动机冷却系统主体5进行补给冷却液， 因此，现有技术中的副水箱需要安装在高于发动机冷却系统主体5的位置上。由此可见，本 实施例副水箱装置能够与发动机冷却系统主体5并排安装，并且实现对发动机冷却系统主 体5进行补水和除气。另外，当发动机关闭后，发动机冷却系统主体5中冷却液的温度下降，此时蒸汽阀21在弹簧23的作用下关闭，空气阀在外界大气压的作用下打开，使空气通过溢 流口 11流入水箱1中。本实施例副水箱装置，通过在水箱中设置除气腔体，并将除气腔体的上端与进气 口连通，除气腔体下端的出气口设置在水箱的腔体的下部，从而使用户可以通过水箱上的 注水口向冷却系统中注入冷却液，并且在冷却系统注满冷却液后，水箱中的冷却液能够在 冷却系统运行过程中对冷却系统进行补给；在发动机工作时，冷却系统对发动机进行冷却， 冷却系统产生的气体通过除气腔体进入水箱中，并将水箱中的冷却液通过出水口压入冷却 系统中，实现对热态的冷却系统补充冷却液；在发动机停止时，由于冷却系统的温度下降， 冷却系统内部形成负压，在负压的作用下，冷却液通过除气腔体被吸入冷却系统中，从而实 现对冷态的冷却系统补充冷却液。由上可知，本实施例副水箱装置能够与冷却系统并排安 装，能够适于安装到高度较低的车辆中使用，使本实施例副水箱装置的使用范围更广。基于上述技术方案，可选的，为了减少从除气腔体3出气口 31输出的气体，进入到 水箱1的出水口 13而再次使气体进入发动机冷却系统主体5中，本实施例副水箱装置还包 括隔板4，该隔板4位于除气腔体3的出气口 31与水箱1的出水口 13之间，并固设在水箱 1的腔体中，隔板4用于阻挡从除气腔体3的出气口 31输出的气体进入水箱1的出水口 13 中。具体而言，发动机冷却系统主体5的出气口 51排出的气体经过除气腔体3进入到 水箱1中，通过在除气腔体3的出气口 31和水箱1的出水口 13之间设置一隔板4，隔板4 能够阻挡从除气腔体3的出气口 31输出的气体被水箱1的出水口 13吸入，使气体能够最 终留在水箱1的上部，从而增大水箱1中的气压，更有利于将水箱1中的冷却液压入发动机 冷却系统主体5中。本实施例副水箱装置，通过在除气腔体的出气口和水箱的出水口之间设置隔板， 隔板将阻止气体进入到水箱的出水口中，从而使气体处于水箱中，使水箱中的气压增大。更 有利于将水箱中的冷却液压入冷却系统中。基于上述技术方案，可选的，为了使从进气口 12进入到除气腔体3中的气体能够 容易的被吸入到水箱1的腔体中，本实施例中的进气口 12的截面积小于除气腔体3的出气 口 31的截面积。具体而言，由于进气口 12的截面积小于除气腔体3的出气口 31的截面积，使气体 能够在除气腔体3的出气口 31处形成一定的压力值，从而使气体更容易的被吸入到水箱1 中。本实施例副水箱装置，通过设置进气口的截面积小于除气腔体的出气口的截面 积，在除气腔体的出气口处能够形成一定的压力值，从而更有利于将除气腔体中的气体吸 入到水箱中。基于上述技术方案，可选的，为了方便的使用户得知发动机冷却系统主体5是否 加满冷却液，本实施例中的水箱1上设置有用于检测初次向水箱1中注入冷却液剂量的第 一液位检测装置14，第一液位检测装置14的位置不低于进气口 12的位置。更进一步的，为了方便用户得知副水箱装置中水箱1中冷却液的含量，水箱1上可 以设置有用于检测水箱1中冷却液含量的第二液位检测装置15，第二液位检测装置15位于 进气口 12下方。
具体而言，当用户初次通过水箱1向发动机冷却系统主体5注入冷却液时，由于 第一液位检测装置14不低于进气口 12，而进气口 12的安装位置又高于冷却系统的出气口 51，从而当冷却液的注入量位于第一液位检测装置14之上不再下降时，就可以得知发动机 冷却系统主体5中注满冷却液。另外，本实施例中的第二液位检测装置15可以使用户得知 水箱1中冷却液的剩余量，从而使用户能够在冷却液使用完之间向水箱1中添加冷却液。本实施例副水箱装置，通过设置第一液位检测装置，可以方便用户得知加入到冷 却系统中的冷却液是否已经加满，并且通过设置第二液位检测装置，可以使用户方便的得 知水箱中冷却液的含量，从而使用户能够在冷却液使用完之前向水箱中添加冷却液。基于上述技术方案，可选的，为了防止冷却液在气体压力的作用下，从溢流口 11 直接喷射到周围环境中，本实施例副水箱装置还包括溢流管(未图示)，该溢流管与溢流口 11连通。
更进一步的，为了方便的将副水箱装置安装固定到冷却系统上，副水箱装置可以 还包括固定板16，该固定板16固设在水箱1的外壳上，用于将副水箱装置安装到发动机冷 却系统主体5上。本实施例副水箱装置，通过在溢流口上连接溢流管，使从溢流口流出的冷却液能 够顺着溢流管流出，避免从溢流口流出的冷却液四处飞溅；另外，本实施例副水箱装置通过 固定板安装到发动机冷却系统主体5上，使本实施例副水箱装置能够更加牢固方便的与冷 却系统装配在一起。本发明提供的技术方案是，一种发动机冷却系统，包括冷却系统主体，还包括副水 箱装置，该副水箱装置为本发明副水箱装置实施例中的副水箱装置。副水箱装置固设在冷 却系统主体的侧壁上。具体而言，本实施例中副水箱装置的具体结构可参见本发明副水箱装置实施例以 及附图2至5的记载，在此不再赘述。本实施例发动机冷却系统，通过在副水箱装置中的水箱中设置除气腔体，并将除 气腔体的上端与进气口连通，除气腔体下端的出气口设置在水箱的腔体的下部，从而使用 户可以通过水箱上的注水口向冷却系统中注入冷却液，并且在冷却系统注满冷却液后，水 箱中的冷却液能够在冷却系统运行过程中对冷却系统进行补给；在发动机工作时，冷却系 统对发动机进行冷却，冷却系统产生的气体通过除气腔体进入水箱中，并将水箱中的冷却 液通过出水口压入冷却系统中，实现对热态的冷却系统补充冷却液；在发动机停止时，由于 冷却系统的温度下降，冷却系统内部形成负压，在负压的作用下，冷却液通过除气腔体被吸 入冷却系统中，从而实现对冷态的冷却系统补充冷却液。由上可知，本实施例副水箱装置能 够与冷却系统并排安装，能够适于安装到高度较低的车辆中使用，使本实施例副水箱装置 的使用范围更广。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
一种副水箱装置，包括水箱和用于盖住所述水箱注水口的上盖，所述水箱上位于注水口下方设置有溢流口，所述水箱上位于所述溢流口下方设置有进气口，所述水箱下端部设置有出水口，其特征在于，所述水箱的腔体中设置有除气腔体，所述除气腔体的上端与所述进气口连通，所述除气腔体下端设置的出气口位于所述水箱的腔体的下部；所述进气口用于与发动机冷却系统主体的出气口连通，所述进气口位于所述发动机冷却系统主体的出气口的上方。
2.根据权利要求1所述的副水箱装置，其特征在于，还包括隔板，所述隔板位于所述除 气腔体的出气口与所述水箱的出水口之间，并固设在所述水箱的腔体中，所述隔板用于阻 挡从所述除气腔体的出气口输出的气体进入所述水箱的出水口中。
3.根据权利要求1或2所述的副水箱装置，其特征在于，所述进气口的截面积小于所述 除气腔体的出气口的截面积。
4.根据权利要求1或2所述的副水箱装置，其特征在于，所述水箱上设置有用于检测初 次向所述水箱中注入冷却液剂量的第一液位检测装置，所述第一液位检测装置的位置不低 于所述进气口的位置。
5.根据权利要求1或2所述的副水箱装置，其特征在于，所述水箱上设置有用于检测所 述水箱中冷却液含量的第二液位检测装置，所述第二液位检测装置位于所述进气口下方。
6.根据权利要求1或2所述的副水箱装置，其特征在于，还包括溢流管，所述溢流管与 所述溢流口连通。
7.根据权利要求1或2所述的副水箱装置，其特征在于，还包括固定板，所述固定板固 设在所述水箱的外壳上，用于将所述副水箱装置安装到所述发动机冷却系统主体上。
8.根据权利要求1或2所述的副水箱装置，其特征在于，所述上盖中的自动阀门包括弹 簧、蒸汽阀和空气阀；所述弹簧的一端固设在所述上盖上，所述弹簧的另一端抵靠在所述蒸 汽阀上；所述蒸汽阀用于在所述蒸汽阀受到的气体压力大于所述弹簧的施加的弹簧力后， 所述蒸汽阀打开并连通所述溢流口与所述水箱的腔体；所述空气阀设置在所述上盖上，用 于在所述水箱的腔体中气压小于外部大气压后，所述空气阀打开并连通所述溢流口与所述 水箱的腔体。
9.根据权利要求8所述的副水箱装置，其特征在于，所述空气阀包括阀体和固设在所 述阀体上的滑杆；所述滑杆滑动设置在所述蒸汽阀开设的通孔中，并与所述通孔间隙配合； 所述阀体位于所述蒸汽阀的下方，并且所述阀体与所述蒸汽阀的相对面相互平行；所述空 气阀用于在所述水箱的腔体中气压大于外部大气压后，所述阀体抵靠在所述蒸汽阀使所述 空气阀关闭；所述空气阀还用于在所述水箱的腔体中气压小于外部大气压后，所述阀体远 离所述蒸汽阀使所述空气阀打开。
10.一种发动机冷却系统，包括冷却系统主体，其特征在于，还包括如权利要求1-9任 一所述的副水箱装置，所述副水箱装置固设在所述冷却系统主体的侧壁上。
全文摘要
本发明提供一种副水箱装置及发动机冷却系统。副水箱装置包括水箱和用于盖住所述水箱注水口的上盖，所述水箱上位于注水口下方设置有溢流口，所述水箱上位于所述溢流口下方设置有进气口，所述水箱下端部设置有出水口，所述水箱的腔体中设置有除气腔体，所述除气腔体的上端与所述进气口连通，所述除气腔体下端设置的出气口位于所述水箱的腔体的下部；所述进气口用于与发动机冷却系统主体的出气口连通，所述进气口位于所述发动机冷却系统主体的出气口的上方。通过在水箱中设置除气腔体，使副水箱装置能够与冷却系统并排安装，能够适于安装到高度较低的车辆中使用，使本实施例副水箱装置的使用范围更广。
文档编号F01P11/02GK101839164SQ20101003430
公开日2010年9月22日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者周晓燕, 李国红, 杨洁 申请人:北汽福田汽车股份有限公司