一种冷却系统膨胀水箱用压力控制系统的制作方法

本发明属于重载车冷却系统领域，具体涉及一种冷却系统膨胀水箱用压力控制系统。

背景技术：

众所周知，膨胀箱是汽车发动机冷却系统必不可少的安全功能元件。当发动机工作时，密闭在冷却系统中的冷却液温度升高，冷却液蒸汽进入膨胀箱储存，冷却后回流散热器；从而达到防止冷却液因大量蒸发而散失以及提高冷却液沸点的目的。

现有的重卡用膨胀水箱压力盖，冷却系统的最大压力大于盖子上弹簧的弹力时，弹簧顶起压力阀以排出膨胀水箱内的蒸汽，从而确保重卡的制冷系统正常运行。

由于现有的压力盖是依靠弹簧的弹力顶起压力阀的，长期使用后存在弹簧损坏导致膨胀水箱无法及时排出蒸汽的情形，基于此，急需一种智能的、可精确控制膨胀水箱压力且依靠凸轮和杠杆机构顶起压力阀的装置。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种冷却系统膨胀水箱用压力控制系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种冷却系统膨胀水箱用压力控制系统，包括：

置于箱体内部的压力传感器，用于实时监测膨胀水箱内的蒸汽压力；

设置在压力盖上且与凸轮轴连接的电机，通过凸轮轴带动凸轮旋转，以实现向下按压杠杆的按压部；

置于电子控制式车内的控制模块，用于接收并处理压力传感器传输的蒸汽压力信息，并通过电机驱动模块控制电机旋转。

优选地，还包括设置在凸块上的限位开关，该限位开关用于限制凸轮的凸出部旋转的位置；还包括与控制模块输入端连接的继电器，该继电器还与限位开关电连接。

优选地，所述继电器的第一常开触点串接限位开关后与控制模块连接，所述继电器的第二常开触点以及公共端分别与控制模块电连接。

优选地，所述控制模块的型号为stc12c5a60s2单片机；

所述电机驱动模块包括l298n芯片、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电阻r1、发光二极管d5、发光二极管d6，所述l298n芯片的9引脚连接+5v电源，所述l298n芯片的4引脚接电源，所述l298n芯片的8引脚、1引脚和15引脚接地，所述l298n芯片的5引脚接stc12c5a60s2单片机的输出端，所述l298n芯片的3引脚接电机，所述l298n芯片的2引脚与电机之间还依序连接串联电阻r1和发光二极管d6，所述发光二极管d6的两端还反向并接发光二极管d5，所述发光二极管d6和发光二极管d5用于指示电机转动的方向。

本发明的有益效果：

本发明通过压力传感器实时监测膨胀水箱内的蒸汽压力，当膨胀水箱内的压力超出控制模块预设的压力范围后，控制模块通过电机驱动模块控制电机旋转，与电机连接的凸轮轴带动凸轮旋转，使得凸出部向下按压杠杆的按压部，杠杆在支点的作用下，推动部推动压力阀向上运动以排放膨胀水箱内的蒸汽；当压力传感器检测到膨胀水箱内的压力值低于预设压力范围后，控制模块控制电机停止工作。本发明的控制系统控制稳定、操作便捷。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是冷却系统膨胀水箱的结构示意图。

图2是图1虚线部分的局部放大图。

图3是杠杆顶起压力阀后的结构示意图。

图4是压力控制系统的原理框图。

图5是stc12c5a60s2单片机的最小单元。

图6是电机驱动模块的电路连接示意图。

图7是拨杆与圆盘联动的结构示意图。

图中：1、箱体；2、压力盖；3、压力阀；4、杠杆；41、凸块；42、推动部；43、支点；5、凸轮；6、复位弹簧；7、圆盘；71、圆柱头；8、圆柱体；81、拨杆。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-图3，本实施例公开了一种电子控制式车用冷却系统膨胀水箱，包括箱体1、密封在箱体1开口处的压力盖2，该压力盖2上设有开启后排出膨胀水箱内蒸汽的压力阀3，压力阀3包括安装在压力盖2上的阀体和置于阀体内部的阀芯，还包括控制阀体排气的驱动装置，该驱动装置包括可绕支点43转动的杠杆4、固定于杠杆4上的复位弹簧6、带动杠杆4端部上抬后压力阀3排气的凸轮5，凸轮5、杠杆4、复位弹簧6均位于压力盖2的内腔，复位弹簧6的一端与杠杆4的外壁连接，另一端与支点43连接。

如图2和图3所示，凸轮5上设有凸出部，杠杆4包括供凸出部接触且可向下按压的按压部、推动压力阀3向上运动可将蒸汽排出的推动部42，杠杆4的中部与支点43铰接。

为了使推动部42与压力阀3的地面实现可靠的连接，本实施例优选推动部42的顶端为球状结构，该球状结构与压力阀3的底端球面接触。

作为优选，杠杆4的端部与阀芯连接。

为了防止凸轮5旋转过度后，凸出部脱离按压部致使杠杆4无法顶起压力阀3，最终导致压力阀3无法正常排压的情形，本实施例在杠杆4的周壁上设置防止凸轮5过度旋转的凸块41。

本实施例依靠凸轮5旋转后下压杠杆4，使杠杆4的另一端顶起压力阀3以排出膨胀水箱内的蒸汽，当膨胀水箱内的蒸汽排放完成后，旋转凸轮5使得凸出部离开按压部，在复位弹簧6的作用下杠杆4保持平衡，压力阀3向下运动使膨胀水箱保持密封。

本实施例通过凸轮5杠杆4机构保证冷却系统的正常运行，因此，本实施例的膨胀水箱结构简单、使用方便。本实施例还依靠凸轮5旋转后下压杠杆4，使杠杆4的另一端顶起压力阀3以排出膨胀水箱内的蒸汽，来保证冷却系统的正常运行，本发明的膨胀水箱结构简单、使用方便。

本实施例还公开了一种如图4所示的冷却系统膨胀水箱用压力控制系统，包括：

置于箱体1内部的压力传感器，用于实时监测膨胀水箱内的蒸汽压力；

设置在压力盖2上且与凸轮轴连接的电机，通过凸轮轴带动凸轮5旋转，以实现向下按压杠杆4的按压部；

置于电子控制式车内的控制模块，用于接收并处理压力传感器传输的蒸汽压力信息，并通过电机驱动模块控制电机旋转。

本实施例通过压力传感器实时监测膨胀水箱内的蒸汽压力，当膨胀水箱内的压力超出控制模块预设的压力范围后，控制模块通过电机驱动模块控制电机旋转，与电机连接的凸轮轴带动凸轮5旋转，使得凸出部向下按压杠杆4的按压部，杠杆4在支点43的作用下，推动部42推动压力阀3向上运动以排放膨胀水箱内的蒸汽；当压力传感器检测到膨胀水箱内的压力值低于预设压力范围后，控制模块控制电机停止工作。

在本实施例中，凸轮5可以360°旋转，这样，压力阀3在凸轮5凸出部的作用下，会间歇性的排放蒸汽。为了使压力阀3可以一直排放蒸汽，直至膨胀水箱内的压力低于控制模块的预设值，作为优选，本实施例还在杠杆4的周壁上设置防止凸轮5过度旋转的凸块41，压力控制系统还包括设置在凸块41上的限位开关，以及与控制模块输入端连接的继电器，该继电器还与限位开关电连接，该限位开关用于限制凸轮5的凸出部旋转的位置。

作为优选，继电器的第一常开触点串接限位开关后与控制模块连接，继电器的第二常开触点以及公共端分别与控制模块电连接。

在实际使用中，当控制模块控制凸轮轴旋转至凸块41处时，限位开关向继电器使继电器断路，控制模块接收到继电器断路信号的瞬间，控制模块控制电机停止旋转，凸起部一直停留在杠杆4上向下按压按压部，使得压力阀3一直排放蒸汽。

需指出，如图5所示，本实施例的控制模块的型号为stc12c5a60s2单片机；如图6所示，电机驱动模块包括l298n芯片、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电阻r1、发光二极管d5、发光二极管d6，l298n芯片的9引脚连接+5v电源，l298n芯片的4引脚接电源，l298n芯片的8引脚、1引脚和15引脚接地，l298n芯片的5引脚接stc12c5a60s2单片机的输出端，l298n芯片的3引脚接电机，l298n芯片的2引脚与电机之间还依序连接串联电阻r1和发光二极管d6，发光二极管d6的两端还反向并接发光二极管d5，发光二极管d6和发光二极管d5用于指示电机转动的方向。

本实施例通过压力传感器实时监测膨胀水箱内的蒸汽压力，当膨胀水箱内的压力超出控制模块预设的压力范围后，控制模块通过电机驱动模块控制电机旋转，与电机连接的凸轮轴带动凸轮5旋转，使得凸出部向下按压杠杆4的按压部，杠杆4在支点43的作用下，推动部42推动压力阀3向上运动以排放膨胀水箱内的蒸汽；当压力传感器检测到膨胀水箱内的压力值低于预设压力范围后，控制模块控制电机停止工作。本实施例的控制系统控制稳定、操作便捷。

为了使凸轮5的凸出部能精准的停靠在杠杆4的按压部，本实施例还公开了一种如图7所示的拨杆81圆盘7机构，其中，电机的输出轴上固设有圆柱体8，该圆柱体8的周壁上设有一与圆柱体8轴线垂直的拨杆81；凸轮轴穿过压力盖2一端的周壁上设有圆盘7，该圆盘7的端面上设有多个圆柱头71，多个圆柱头71以圆盘7中心为中心，均匀分布在沿圆盘7直径分隔后一半的端面上，使得拨杆81带动凸轮轴正向或反向旋转半圈。

重点说明的是，本实施例的多个圆柱头71分布位置如图7所示，当采用如图7所示的方式驱动凸轮轴旋转时，

为了简述方便，本实施例以4个圆柱头71为例，做简要说明：

控制模块通过电机驱动模块给电机发送工作指令后，电机的输出轴带动圆柱体8和拨杆81绕输出轴的轴线转动，当拨杆81接触一个圆柱头71时，当拨杆81转动至与第一个圆柱头71分离的位置时，拨动圆盘7转动45度，凸轮5也随时转动45度，随后圆盘7停止转动。当圆柱体8转动一周后，拨杆81再次与下一个圆柱头71接触，圆盘7再次转动45度，以此循环，直至圆柱体8旋转4周后，圆盘7总共旋转了180度，随后，电机输出轴带动圆柱体8再次旋转，圆盘7静止不动。当压力阀3将膨胀水箱内的压力排放至低于控制模块的预设值后，控制模块控制电机反向旋转，拨杆81会带动圆盘7间歇性的反向旋转180度。如此反复循环，以保证膨胀水箱内压力控制在预设的范围内。

为了节约电能，也为了防止电机输出轴反复旋转，本实施例还在电机的输出轴上还设有编码器，该编码器的输出端与控制模块的输入端连接。编码器实时记录电机旋转的圈数，并将电机输出轴旋转的圈数传输至控制模块，控制模块检测到电机转动8-10圈后，控制电机停止工作，达到节约电能的效果。

本实施例通过电机输出轴带动拨杆81旋转，当拨杆81接触圆盘7端面上的第一个圆柱头71后，拨动凸轮5转动，直至拨杆81旋转一周后，与圆盘7端面上的第二个圆柱头71接触，再次拨动凸轮5转动。本实施例通过凸轮5与电机间歇性的运动，保证凸出部与按压部精准的接触，从而使得杠杆4顶起压力阀3以达到排放膨胀水箱内蒸汽，本实施例的驱动机构传动稳定，使用效果好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。