集成式大流量控制装置的制作方法

1.本发明涉及车辆冷却系统技术领域，具体涉及一种集成式大流量控制装置。


背景技术：

2.发动机在工作过程中，由于可燃混合气的燃烧，气缸内气体温度达到1800～2000℃。气缸体、气缸盖和活塞等与高温气体直接接触的零件，如不及时冷却或冷却不够，机件会因润滑不良而加速磨损，并且由于气缸充气量减少和燃烧不正常，使发动机功率下降；但若冷却过度，会使机油粘度加大而影响润滑，同时带走大量热量，热效率下降。因此，发动机需要在一个较合适的温度范围内工作。
3.为满足这一要求，通常在在发动机热管理系统入水口或出水口安装蜡式调温器，调温器能根据安装位置的水温，改变大小循环的流量和流向，使发动机水温保持在设定的范围之内。但随着近几年重型商用车市场增大，调温器质量问题越来越多。主要表现：调温器阀门卡滞、发动机水温高/水温低、制造过程中产品废品率高、故障维修成本高(出现异常整体更换，费用高)。现有调温器无法解决现有问题。究其原因：重型商用车发动机配置的水泵流量大、扬程高，对调温器阀门冲击力大。


技术实现要素：

4.为解决以上问题，本发明提供一种集成式大流量控制装置，实现发动机冷却系统小循环和散热系统循环的双重大流量控制。
5.本发明采用的技术方案是：一种集成式大流量控制装置，包括上罩体和下罩体，其特征在于：所述上罩体和下罩体之间并联设有第一流量控制阀和第二流量控制阀，所述上罩体上设有与与散热器连通的第一接口，所述上罩体内设有用于安装第一流量控制阀的第一工作腔和用于安装第二流量控制阀的第二工作腔；所述下罩体上设有小循环接口和与发动机出水口连通的第二接口，所述下罩体内设有与第一工作腔和第二工作腔均连通的下工作腔；所述第一流量控制阀安装在第一工作腔和下工作腔之间，用于控制第一工作腔和下工作腔之间的通断；所述第二流量控制阀安装在第二工作腔和下工作腔之间，用于控制第二工作腔和下工作腔之间的通断。
6.作为优选，发动机冷却液水温低时，发动机冷却液经第二接口进入下罩体内，然后直接从小循环接口流回发动机，实现发动机快速升温。
7.作为优选，所述第一流量控制阀和第二流量控制阀的感温元件采用不同开启温度的膨胀材料，实现第一流量控制阀和第二流量控制阀的先后开启。
8.作为优选，所述第一流量控制阀和第二流量控制阀的感温元件采用相同开启温度的膨胀材料，实现第一流量控制阀和第二流量控制阀的同时开启。
9.作为优选，所述第一流量控制阀和第二流量控制阀均为蜡式流量控制阀。
10.作为优选，所述第一流量控制阀和第二流量控制阀均为蜡式map控制阀。
11.作为优选，所述第一流量控制阀为蜡式流量温控阀，所述第二流量控制阀为蜡式
map控制阀。
12.作为优选，所述第一流量控制阀和第二流量控制阀，均包括阀座、推杆、o型圈、主阀门、水封圈、主弹簧、感温元件、副弹簧、副阀门、挡圈和支架，所述阀座与上罩体固定，所述推杆穿过阀座与感温元件一端连接，所述感温元件另一端穿过上罩体伸入到下罩体内的下工作腔内，所述推杆与阀座之间设有o型圈；所述主阀门和副阀门通过主弹簧、副弹簧、挡圈和支架安装在感温元件上，所述感温元件受热膨胀，所述推杆推动感温元件运动，进一步通过主弹簧和副弹簧推动主阀门和副阀门运动，所述主阀门控制第一接口和第二接口的通断，所述副阀门控制小循环接口的通断。
13.作为优选，所述上罩体上设有与主阀门配合的导向结构，所述阀座1上设有与感温元件配合的导向结构。
14.作为优选，所述第一流量控制阀为蜡式map控制阀，所述第一流量控制阀的推杆为加热件合件；所述第二流量控制阀为蜡式map控制阀，所述第二流量控制阀的推杆为加热件合件。
15.本发明取得的有益效果是：本发明的上罩体结构设计简单，铸造工艺性优，机加工艺简单尺寸稳定，产品整体成本低；上罩体和下罩体之间设有第一流量控制阀和第二流量控制阀，并通过第一流量控制阀控制第一工作腔和下工作腔之间的通断，通过第二流量控制阀控制第二工作腔和下工作腔之间的通断，实现发动机出水口和散热器之间的通断控制，满足冷却液的大流量控制，结构简单紧凑，阀门运动平稳。本发明可以实现发动机冷启动时快速升温，并综合各种不同工作模式，部分载荷时发动机运行在高温模式，实现节能减排；发动机在高速及大载时，发动机运行在低温模式，防止发动机过热及减少发动机爆震，延长发动机寿命。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；
17.图2为本发明的内部结构示意图；
18.图3为图2中b处放大图；
19.图4为上罩体的结构示意图；
20.图5为图4的a-a剖视图；
21.图6为流量控制阀的结构示意图；
22.图7为图6中c处的放大图；
23.附图标记：1、上罩体；11、第一接口；12、第一工作腔；13、第二工作腔；2、下罩体；3、第一流量控制阀；31、阀座；31、推杆(加热件合件)；33、o型圈；34、密封垫；35、主阀门；36、水封圈；37、主弹簧；38、感温元件；39、副弹簧；310、副阀门；311、挡圈；4、第二流量控制阀；5、密封圈；6、螺栓。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本发明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做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。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.如图1-7所示，本发明的一种集成式大流量控制装置，包括上罩体1和下罩体2，上罩体1和下罩体2之间并联设有第一流量控制阀3和第二流量控制阀4，第一流量控制阀3和第二流量控制阀4独立动作，上罩体1上设有与与散热器连通的第一接口11，上罩体1内设有第一工作腔12和第二工作腔13，第一流量控制阀3安装在第一工作腔12内，第二流量控制阀4安装在第二工作腔13内，上罩体1结构设计简单，铸造工艺性优，机加工艺简单尺寸稳定，产品整体成本低。
28.下罩体2上设有小循环接口和与发动机出水口连通的第二接口(图中未示出)，下罩体2内设有与第一工作腔12和第二工作腔13均连通的下工作腔；第一流量控制阀3安装在第一工作腔12和下工作腔之间，用于控制第一工作腔12和下工作腔之间的通断；第二流量控制阀4安装在第二工作腔13和下工作腔之间，用于控制第二工作腔13和下工作腔之间的通断。
29.发动机冷却液水温低时，发动机冷却液经第二接口进入下罩体内，然后直接从下罩体的小循环接口流回发动机，在发动机内部循环，实现发动机快速升温。当发动机冷却液温度偏高时，发动机冷却液经过第一流量控制阀3和第二流量控制阀4时，第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的主阀门35可以同时开启，也可以先后开启，通过选择不同开启温度的膨胀材料实现。若第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的感温元件38采用不同开启温度的膨胀材料，则第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的主阀门35先后开启；若第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的感温元件38采用相同开启温度的膨胀材料，则第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的主阀门35同时开启。
30.结合图6所示，第一流量控制阀3和第二流量控制阀4，均包括阀座31、推杆32、o型圈33、密封垫34、主阀门35、水封圈36、主弹簧37、感温元件38、副弹簧39、副阀门310、挡圈311和支架，阀座31与上罩体1固定，推杆32穿过阀座31与感温元件38一端连接，感温元件38另一端穿过上罩体1伸入到下罩体2内的下工作腔内，推杆32与阀座31之间设有o型圈33，主阀门35与阀座31之间设有密封垫34，主阀门35与上罩体1之间设有水封圈36；主阀门35和副阀门310通过主弹簧37、副弹簧39、挡圈311和支架安装在感温元件38上，感温元件38受热膨胀，推杆32推动感温元件38运动，进一步通过主弹簧37和副弹簧39推动主阀门35和副阀门310运动，主阀门35控制第一接口11和第二接口的通断(即发动机出水口和散热器之间冷却水大循环的通断)，副阀门310控制小循环接口的通断。
31.结合图3所示，上罩体1上设有与主阀门35配合的导向结构，结合图7所示，阀座31
上设有与感温元件38配合的导向结构，确保阀门的运动平稳。本实施例中，若第一流量控制阀3为蜡式map控制阀，则第一流量控制阀3的推杆31替换为加热件合件；若第二流量控制阀4为蜡式map控制阀，则第二流量控制阀4的推杆32替换为加热件合件。加热件合件32可以通过铆接或螺纹的固定在阀座31上。
32.第一流量控制阀3和第二流量控制阀4同时控制发动机水温有三种配置：
33.1、第一流量控制阀3和第二流量控制阀4均为蜡式流量控制阀，第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的两个感温元件38可以采用相同的膨胀材料制成，也可采用不同膨胀材料制成。发动机冷却液水温变化时，推杆32推动主阀门35和副阀门310动作；
34.2、第一流量控制阀3和第二流量控制阀4均为蜡式map控制阀，第一流量控制阀3和第二流量控制阀4的推杆替换为加热件合件，由整车ecu通过map控制，对流量控制阀加热件合件32实现断电或通电，感温元件感受温度变化，进而推动主阀门35和副阀门310动作，实现各个接口冷却液流量的控制。
35.3、第一流量控制阀3为蜡式流量温控阀，第二流量控制阀4为蜡式map控制阀，根据整车需求控制流量控制阀开启关闭，控制流量，维持发动机水温正常。
36.本发明的工作原理是：发动机冷却液水温偏低时，发动机冷却液经该控制阀流入发动机小循环，在发动机内部循环，实现发动机快速升温；当发动机冷却液温度偏高时，发动机冷却液经过流量控制阀(第一流量控制阀3和第二流量控制阀4)时，流量控制阀的主阀门35可以同时开启，也可以先后开启，通过选择不同开启温度的膨胀材料实现。
37.随着发动机水温继续上升，整车根据预先标定map，ecu给加热件合件32通电，感温元件38中膨胀材料在外界强制通电的条件下，感温材料体积继续膨胀，主阀门35开度加大，整车冷却能力提升，发动机水温下降，确保发动机工作在安全温度范围。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
39.在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
40.用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
41.在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
42.应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以
被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
43.在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
44.最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。