一种低位式膨胀水箱装置的制作方法

本发明属于发动机动力舱设计领域，尤其是涉及一种低位式膨胀水箱装置。

背景技术：

随着现代动力水平的持续提升，对整车动力舱容积、高紧凑性布置等要求随之提高，其中动力舱内部除发动机之外的风扇、散热器、膨胀水箱等主要部件的体积和布置也直接影响了动力舱容积的紧凑性水平，而膨胀水箱由于其在冷却系统中的工作原理，决定了膨胀水箱在动力舱中的布置具有很大的局限性，因此加强动力舱主要外围部件的设计和布置灵活性，是动力舱紧凑性研发中必须考虑的设计要素。

现有技术中，膨胀水箱是冷却系统中重要的组成部分，在封闭的冷却系统中，将系统内的空气和蒸汽进行分离并排放到空腔内，保证冷却系统的正常运行。为保证水蒸气的有效分离，膨胀水箱要布置在动力舱内的最高处，且要高于冷却系统的最高水平面，由此极大的限制了动力舱内部件紧凑性布置。且空气不断进入，对冷却系统内部的氧化腐蚀比较严重；同时冷却液损耗较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种低位式膨胀水箱装置，以解决动力舱膨胀水箱必须高位布置问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种低位式膨胀水箱装置，包括膨胀水箱、散热器和水泵，所述散热器和水泵通过管路形成闭环系统，所述水泵的进水口通过补水管连通膨胀水箱，所述散热器上设有散热器泄气阀；所述膨胀水箱是密闭式结构，所述膨胀水箱通过加水管连通注水口，并通过泄气管连接散热器，所述膨胀水箱上设有加压阀、安全阀、空气活门和压力传感器；所述压力传感器、散热器泄气阀、加压阀和安全阀均信号连接控制器。

进一步的，所述安全阀、加压阀、空气活门位于所述膨胀水箱的顶部，所述压力传感器位于所述膨胀水箱的下半部。

进一步的，控制器对所述加压阀设置一定的开启压力，保证膨胀水箱内部不得低于一定压力，控制器对所述安全阀设置一定的开启压力，保证膨胀水箱内部不得高于一定压力。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)改变了膨胀水箱必须高于散热器的传统布置方式，实现了膨胀水箱在动力舱总体空间布置上的灵活性，提高动力舱总成布置的集成化程度。

(2)本发明将冷却系统变成一个永久性的封闭系统，避免空气不断进入，减小对冷却系统内部的氧化腐蚀；将冷却系统中的水汽分离，使压力处于稳定状态，从而增大水泵的出水量和减少水泵及水套内部的气穴腐蚀；避免冷却液损耗，保持冷却系统内的水位不变。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述低位式膨胀水箱装置的结构原理图。

附图标记说明：

1-膨胀水箱；2-注水口；3-散热器；4-水泵；5-加压阀；6-安全阀；7-空气活门；8-补水管；9-泄气管，10-加水管，11-散热器泄气阀，12-压力传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

低位式膨胀水箱装置，如图1所示，包括膨胀水箱1、散热器3和水泵4，所述散热器3和水泵4通过管路形成闭环系统，所述水泵4的进水口通过补水管8连通膨胀水箱1，所述散热器3上设有散热器泄气阀11；所述膨胀水箱1通过加水管10连通注水口2，并通过泄气管9连接散热器3，所述膨胀水箱1上设有加压阀5、安全阀6、空气活门7和压力传感器12；所述压力传感器12、散热器泄气阀11、加压阀5和安全阀6均信号连接控制器。

所述加压阀5、安全阀6、空气活门7位于所述膨胀水箱1的顶部，所述压力传感器12位于所述膨胀水箱1的下半部。

所述注水口2高于散热器3的液面高度，所述注水口2通过加水管10插入膨胀水箱1内，加水管10的出口必须在液面以下。

所述补水管8的入口连接膨胀水箱1，且位置位于膨胀水箱1的底部，补水管8出口插入水泵4的进水口。

所述膨胀水箱1是密闭式结构，控制器对所述加压阀5设置一定的开启压力，保证膨胀水箱1内部不得低于一定压力，控制器对所述安全阀6设置一定的开启压力，保证膨胀水箱1内部不得高于一定压力。

冷却系统内的冷却液容量决定膨胀水箱1的容积，膨胀水箱1根据系统内冷却液容量计算膨胀水箱1内的最大水容积和膨胀空间容积。膨胀水箱1中膨胀空间所形成的空气压缩率决定膨胀水箱1的位置与散热器3的高度差。所述膨胀水箱1位于动力舱中满足与散热器3高度差的下方的任何位置。

本实施例的工作过程如下：

初始补水时，开启散热器泄气阀11，用以补水时排气，通过注水口2向冷却系统补水，所述膨胀水箱1的容积的60％是空腔，其中的35％是膨胀空间。所述压力传感器12显示膨胀水箱1的压力，当压力没有达到设计值，而散热器泄气阀11溢出水时，开启安全阀6进行放气；当压力传感器12显示压力达到设计值，散热器泄气阀11溢出水时，补水结束，补水管8和加水管10各自密闭，互不相通。

当冷却系统内压力降低至一定程度时，为了保证系统内部压力稳定，外部空气通过加压阀5进入所述膨胀水箱1中，起到补充压力的作用，使冷却系统有效地稳定运行。当所述膨胀水箱1中的空腔气体达到一定的压力时，安全阀6开启，泄压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种低位式膨胀水箱装置，包括膨胀水箱、散热器和水泵，所述散热器和水泵通过管路形成闭环系统，所述水泵的进水口通过补水管连通膨胀水箱，所述散热器上设有散热器泄气阀；所述膨胀水箱是密闭式结构，所述膨胀水箱通过加水管连通注水口，并通过泄气管连接散热器，所述膨胀水箱上设有加压阀、安全阀、空气活门和压力传感器。本发明具有以下优势：解决了动力舱膨胀水箱必须高位布置问题。将冷却系统变成一个永久性的封闭系统，避免空气不断进入，减小对冷却系统内部的氧化腐蚀；将冷却系统中的水汽分离，使压力处于稳定状态，从而增大水泵的出水量和减少水泵及水套内部的气穴腐蚀；避免冷却液损耗，保持冷却系统内的水位不变。

技术研发人员：张云静;刘永丰;李志鹏;张强;成立强;杨贵春;黄树和;刘艳利;冯垣洁;高云峰;陈卓群
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所（天津）
技术研发日：2018.12.12
技术公布日：2019.03.08