一种车用冷却恒定器及冷却系统的制作方法

本发明属于发动机冷却系统技术领域，特别是指一种车用冷却恒定器及冷却系统。

背景技术：

据调查，全球50％以上的汽车发动机故障来源于冷却系统。发动机在工作的时候会产生大量的热，当发动机温度过高之后，会导致它的效率降低，甚至是零件故障。汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量，降低发动机的温度，提供适当的温度以保证发动机处于一个合适的运转温度。液体流过发动机后，转而流向热交换器(散热器)，液体中的热量通过热交换器散发到空气中。但汽车使用一段时间后，经常出现油耗增加，水温容易偏高，甚至报警“开锅”，膨胀水壶模糊不清，看不清液位等问题，严重时发动机拉缸，尤其是柴油机车辆。导致此故障原因为汽车冷却系统是闭式冷却水热交换工作系统，工作中不可避免产生的铁锈、水垢等危害物质无法及时排到系统外，堵塞管道，引起散热系统散热不良，造成发动机过热，热效率降低，油耗增大；冷却液主要成分为乙二醇，高温氧化会产生酸性物质，导致PH降低，腐蚀发动机，长时间运行势必影响发动机寿命和用户价值。

现有的液冷汽车冷却系统如图1所示，主要由散热器01、护风罩02、膨胀水壶07、发动机进水管08、发动机出水管03、散热器排气水管04、发动机排气水管05、发动机补水管06、支架附件组成。水泵从散热器、膨胀水壶抽循环水到缸体缸盖中冷却发动机，再通过发动机出水管流向散热器散热，冷却系统中的空气水泡随散热器排气水管和发动机排气水管中的水流排到膨胀水壶中，系统压力达到设定值时，泄压阀开启。

现有技术的缺点是：

锈蚀：发动机水套内产生的铁锈在冷却系统循环中无法排到系统外，堵塞散热器管道，冷却液不能正常流动，散热效率降低，发动机水温增高，甚至“开锅”，油耗也会增加。

水垢：冷却液中的钙镁离子在一定高温后会慢慢形成水垢，堵塞散热器管道和膨胀水壶泄压阀，使散热能力大大降低，油耗增加。

酸性腐蚀：为保护发动机，冷却液PH值一般控制在7.5～11，碱性环境，但现有技术使用一段时间后乙二醇高温氧化产生酸性物质破坏冷却液酸碱度，当PH值低于7时，便会迅速腐蚀金属缸体，危害发动机寿命，严重时发动机拉缸。

零件故障：铁锈和水垢挂壁膨胀水壶内侧，看不清实际液位；影响液位传感器精度，甚至零件故障。尤其对发动机不了解的用户为节约成本，加注自来水，更易发生以上四类故障。

气泡：排空气过程中的高温高压气泡，由散热器和发动机进入膨胀水壶，遇到低温低压环境，发生爆破，产生噪音，对零部件可靠性也有一定影响。

成本高：为维持冷却系统和发动机性能，需花高昂的价格频繁清洗水道，用户用车成本很高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种车用冷却恒定器及冷却系统，以解决现冷却系统存在的锈蚀、水垢、酸性腐蚀、气泡及维护成本高的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种车用冷却恒定器，包括冷却恒定器壳体、冷却恒定器基座、散热器排气水管接头、发动机排气水管接头、泄压阀、膨胀水管接头及内置芯体；

所述冷却恒定器壳体为杯形结构，在所述冷却恒定器壳体上部设置有内径扩大的延伸部，在所述延伸部的内侧设置有内螺纹；

所述冷却恒定器基座为上端封闭的管形结构，在所述冷却恒定器基座的下部设置有外螺纹，与冷却恒定器壳体的内螺纹螺纹连接；

所述散热器排水管接头与所述发动机排气水管接头均设置于所述冷却恒定器基座的左侧；

所述膨胀水管接头设置于所述冷却恒定器基座的左侧；

所述冷却恒定器基座的上端面设置有空腔的凸台结构，在所述凸台结构上设置有泄压阀；

所述内置芯体为圆柱管形，所述内置芯体的轴向中线与所述冷却恒定器壳体的轴向中线重合；所述内置芯体的内腔的上端与所述膨胀水管接头及所述凸台结构的空腔连通；在所述散热器排气水管与所述发动机排气水管与所述内置芯体的内腔的上端通过导流板分隔；

在所述冷却恒定器基座上设置有传感器总成，所述传感器总成包括第一压力探头、第二压力探头、pH传感器探头、压差传感器及传感器接头，所述第一压力探头、所述第二压力探头均与所述压差传感器电连接，所述压差传感器与所述传感器接头电连接，所述传感器接头与ECU或报警仪表电连接。

在所述冷却恒定器基座的上端设置有安装板，在所述安装板上设置有安装孔。

所述散热器排气水管接头与所述发动机排气水管接头均靠近所述冷却恒定器基座的上底面，且所述散热器排气水管接头与所述发动机排气水管接头的尺寸相同。

所述膨胀水管接头的中线与所述散热器排气水管接头的轴向中线重合。

所述膨胀水管接头的内径为所述散热器排气水管接头的内径的1.5倍。

所述内置芯体自外至内依次为M型高分子复合滤纸层、阴离子树脂层及阳离子树脂层。

所述阳离子树脂层的体积为冷却系统加注冷却液总容积的千分之三至千分之四；所述阴离子树脂层的体积为阳离子树脂层的体积的2倍。

所述第一压力探头设置于所述内置芯体的内腔内，所述第二压力探头设置于所述内置芯体与所述冷却恒定器壳体之间。

一种冷却系统，包括散热器、发动机水套、散热器排气水管、发动机排气水管、发动机进水管、发动机出水管、发动机补水管及膨胀水壶；

还包括上述任一项的车用冷却恒定器；

所述发动机进水管的一端所述发动机水套的进水口连接，另一端与所述散热器的出水口连接；

所述发动机出水管的一端与所述发动机水套的出水口连接，另一端与所述散热器的进水口连接；

所述发动机补水管的一端与所述膨胀水壶的补水出口连接，另一端与发动机水泵补水口连接；

所述散热器排气水管的一端与所述散热器的排气出水口连接，另一端与所述车用冷却恒定器的散热器排气水管接头连接；

所述发动机排气水管的一端与所述发动机水套的排气出水口连接，另一端与所述车用冷却恒定器的发动机排气水管接头连接；

所述车用冷却恒定器的膨胀水管接头与所述膨胀水壶的排气水管接头连接。

本发明的有益效果是：

本发明通过在膨胀水壶与散热器之间增加车用冷却恒定器，并且通过内置芯体通过一级物理吸收、隔离和二级、三级化学作用，吸收冷却系统工作中产生的铁锈、水垢、气泡并反应处理钙镁离子、铁离子、酸性离子等潜在威胁，维持冷却液PH值恒定，为系统输出清洁、安全的冷却液，从而确保冷却系统安全持久高效运行，大大降低整车故障率和用户用车成本。

通过处理掉铁锈、水垢及潜在的危害离子，确保冷却系统安全持久高效运行，降低油耗和整车故障率；隔离气泡，提升冷却系统散热性能；避免出现膨胀水壶液位模糊现象及零件故障；无需清洗冷却水道及更换冷却液，仅需要更换车用冷却恒定器即可，操作简单，降低用户维护成本。

附图说明

图1为现有技术冷却系统示意图；

图2为本发明冷却系统示意图；

图3为本发明车用冷却恒定器正视图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明车用冷却恒定器内部结构示意图；

图6为内置芯体截剖面图；

图7为一级作用示意图；

图8为二级作用示意图；

图9为三级作用示意图；

图10为车用冷却恒定器拆卸分解图。

附图标记说明

01 散热器，02 护风罩，03 发动机出水管，04 散热器排气水管，05发动机排气水管，06 发动机补水管，07 膨胀水壶，08 发动机进水管，1散热器，2 发动机出水管，3 散热器水道最高点，4 散热器排气水管，5 发动机排气水管，6 车用冷却恒定器，7 膨胀水壶，8 发动机水套最高点，9发动机补水管，10 发动机进水管，601 冷却恒定器壳体，602 冷却恒定器基座，603 散热器排气水管接头，604 发动机排气水管接头，605 安装孔，606 泄压阀，607 凸台结构，608 膨胀水管接头，609 拆装方向标识，610 安装板，611 内置芯体，612 导流板，613 传感器总成，6111 M型高分子复合滤纸层，6112 阴离子树脂层，6113 阳离子树脂层，6131 第一压力探头，6132 第二压力探头，6133 压差传感器，6134 传感器接头，6135 pH传感器探头。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

除锈、除水垢：通过高分子复合滤纸层物理吸收冷却系统中产生的铁锈、水垢，避免发生堵塞管道现象，保证散热性能高效率发挥，同时降低油耗。

排除潜在风险：通过阴阳离子交换化学作用，在形成铁锈、水垢之前，去除冷却液中的钙镁离子和铁离子并形成系统所需的去离子水，避免后期形成铁锈、水垢的潜在风险，使系统工作一直处于安全高性能运行状态。

除酸：通过阴离子交换化学作用，置换掉乙二醇高温氧化产生的酸性离子，使冷却液PH值一直维持在理想范围，避免冷却液酸化腐蚀发动机水套，排除发动机拉缸的风险。

避免零件故障：不会出现膨胀水壶水垢挂壁模糊不清问题和液位传感器故障。

水气分离，降噪并提升散热性能：吸收排空气过程中的高温高压气泡，输出平稳的水流，杜绝气泡爆破，降低噪音，提升膨胀水壶可靠性和系统散热性能，同时规避气蚀风险。

降低成本，提升用户满意度：只需花很低的费用更换冷却恒定器，而不用花大价钱清洗水道，还不彻底。大幅降低用户用车成本，效果更好。

本申请提供一种车用冷却恒定器，如图3至图9所示，包括冷却恒定器壳体601、冷却恒定器基座602、散热器排气水管接头603、发动机排气水管接头604、泄压阀606、膨胀水管接头608及内置芯体611；

所述冷却恒定器壳体为杯形结构，在所述冷却恒定器壳体上部设置有内径扩大的延伸部，在所述延伸部的内侧设置有内螺纹。

所述冷却恒定器基座为上端封闭的管形结构，在所述冷却恒定器基座的下部设置有外螺纹，与冷却恒定器壳体的内螺纹螺纹连接。

所述散热器排水管接头与所述发动机排气水管接头均设置于所述冷却恒定器基座的左侧；

所述冷却恒定器基座的上端面设置有空腔的凸台结构607，在所述凸台结构607上设置有泄压阀606；泄压阀布置在最高点，当系统压力达到设定值时，泄压阀开启，气泡破裂排出，通过车用冷却恒定器芯体隔离气泡和冷却液，使气泡不参与冷却系统循环，防止影响散热性能。

内置芯体为圆柱管形，内置芯体的轴向中线与冷却恒定器壳体的轴向中线重合。

散热器排气水管接头、发动机排气水管接头及泄压阀均与内置芯体的外表面与冷却恒定器壳体的内表面之间的腔体连通。

膨胀水管接头与内置芯体的腔体连通。膨胀水管接头的中线与散热器排气水管的轴向中线重合。膨胀水管接头的内径为散热器排气水管接头的内径的1.5倍，以便为冷却系统输出平稳水流。

内置芯体的内腔的上端与膨胀水管接头及凸台结构的空腔连通；在散热器排气水管与发动机排气水管与内置芯体的内腔的上端通过导流板612分隔。

内置芯体611自外至内依次为M型高分子复合滤纸层6111、阴离子树脂层6112及阳离子树脂层6113。

冷却液进入车用冷却恒定器内部后，首先经过M型高分子复合滤纸层，完成铁锈、水垢吸收和气泡隔离，再经过阴离子树脂层，通过离子交换去除酸性离子，最后通过阳离子树脂层，通过离子交换去除冷却液中的钙离子、镁离子、铁离子等有害离子。经过阴离子树脂层和阳离子树脂层的化学作用形成的氢氧离子和氢离子再反应形成对冷却系统安全无害的去离子水，从而确保冷却系统能安全持久高效运行。

为达到恒定持久的处理效果，并使冷却液pH值维持在恒定范围内，阳离子树脂层的体积为冷却系统加注冷却液总容积的千分之三至千分之四；阴离子树脂层的体积为阳离子树脂层的体积的2倍。

在冷却恒定器基座上设置有传感器总成613，传感器总成613包括第一压力探头6131、第二压力探头6132、pH传感器探头6135、压差传感器6133及传感器接头6134，第一压力探头、第二压力探头均与压差传感器电连接，压差传感器与传感器接头电连接，传感器接头与ECU或报警仪表电连接。

第一压力探头设置于内置芯体的内腔内，用于监控经过三级处理后冷却液压力，第二压力探头设置于内置芯体与冷却恒定器壳体之间，用于监控处理前冷却液压力，压差传感器会根据两者压力差判断水阻是否满足系统要求，超标时便会通过传感器接头反馈信号给ECU或仪表报警，提醒用户及时更换。

pH传感器探头用于监控输出给膨胀水壶冷却液pH值，当冷却液酸化时，会反馈信号给ECU或仪表，通过不同的报警方式提醒用户及时维修。

本申请还提供一种冷却系统，如图2所示，包括散热器1、发动机水套、散热器排气水管4、发动机排气水管5、发动机进水管10、发动机出水管2、发动机补水管9及膨胀水壶7。

还包括上述任一项的车用冷却恒定器6。

发动机进水管的一端发动机水套的进水口连接，另一端与散热器的出水口连接。

发动机出水管的一端与发动机水套的出水口连接，另一端与散热器的进水口连接。

发动机补水管的一端与膨胀水壶的补水出口连接，另一端与发动机水泵补水口连接。

散热器排气水管的一端与散热器的排气出水口连接，另一端与车用冷却恒定器的散热器排气水管接头连接。

发动机排气水管的一端与发动机水套的排气出水口连接，另一端与车用冷却恒定器的发动机排气水管接头连接。

车用冷却恒定器的膨胀水管接头与膨胀水壶的排气水管接头连接。

车用冷却恒定器布置在散热器排气水管、发动机排气水管和膨胀水壶之间，通过一级作用的物理吸收、隔离和二级化学作用、三级化学作用，吸收冷却系统工作中产生的铁锈、水垢、气泡并反应处理钙镁离子、铁离子、酸性离子潜在威胁，使冷却液PH值维持在合适的恒定范围，为系统输出清洁、安全的冷却液。冷却系统工作主要分水循环和排气两个部分，系统中产生的铁锈、水垢、钙镁离子、铁离子、酸性离子和气泡会通过水循环中到达散热器水道最高点和发动机水套最高点，再随系统排气工作进入冷却恒定器，冷却恒定器完成处理危害物质后，输出清洁、安全的冷却液进入膨胀水壶再循环，保证冷却系统安全高效持久工作。

车用冷却恒定器要求布置在膨胀水壶之前，冷却恒定器最低位置要高于散热器水道最高点3和发动机水套最高点8。

车用冷却恒定器需按要求定期保养更换，如图10所示，只需要按拆装方向标识609提示，旋开冷却恒定器壳体，即可对内置芯体保养更换。

以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。