一种节温器

摘要

本发明提供一种节温器，包括：壳体总成，包括壳体、设置于壳体上的与水套出水管连通的入水口、设置于壳体上的与散热器供水管连通的第一出水口、以及设置于壳体上的与水泵供水管连接的第二出水口；用于控制第一出水口和/或第二出水口开闭的节温器阀门总成，集成安装在壳体内部。本发明的节温器将节温器与壳体进行集成化设计，不需要单独的阀座，减少零件，降低成本，提高安装效率，避免误操作；且可通过电控系统的ECU控制单元在发动机工况发生变化时，控制电加热元件加热，提高了节温器对发动机工况变化的反应速度，提高了控制精度，控制效果好；工作温度可超过110℃，改善了发动机的燃油经济性、排放性能。

权利要求

1.一种节温器，其特征在于，包括：

壳体总成，包括壳体、设置于所述壳体上的用于与水套出水口连接的入水口、设置于所述壳体上的用于与散热器供水管连接的第一出水口、以及设置于所述壳体上的用于与水泵供水管连接的第二出水口；以及，用于控制所述第一出水口和/或第二出水口开闭的节温器阀门总成，固定在所述壳体内部；

其中所述节温器阀门总成包括：

本体，内部中空，并具有开口；

压盖组件，安装于所述本体的开口处，并与所述本体之间形成腔体；

感温蜡，设置于所述本体与所述压盖组件之间的腔体内；

推杆本体，其一端穿过所述压盖组件，伸入到所述感温蜡内部，另一端伸出所述压盖组件外，所述推杆本体内部安装有能够在处于与电控系统的控制单元通电状态时，在电控系统的控制单元控制下进行加热，以控制所述感温蜡融化的电加热元件；

用于控制所述电加热元件处于与电控系统的控制单元通电或断电状态的引线，与所述电加热元件连接，并伸出所述推杆本体外；以及，阀门，与所述推杆本体连接，设置于所述第一出水口和/或第二出水口处；

当所述感温蜡受热融化时，所述推杆本体被推出所述本体与所述压盖组件之间的腔体，所述阀门相应打开所述第一出水口和/或第二出水口；

当所述电加热元件处于与电控系统的控制单元通电状态时，所述节温器阀门总成的初开温度为第一初开温度，全开温度为第一全开温度；

当所述电加热元件处于与电控系统的控制单元断电状态时，所述节温器阀门总成的初开温度为第二初开温度，全开温度为第二全开温度；

所述第二初开温度比所述第一初开温度高，且所述第二初开温度与所述第一初开温度之差大于10℃，所述第二全开温度比所述第一全开温度高，且所述第二全开温度与所述第一全开温度之差大于10℃。

2.根据权利要求1所述的节温器，其特征在于：所述第二初开温度大于100℃；所述第二全开温度大于115℃。

3.根据权利要求1所述的节温器，其特征在于：所述电加热元件的功率为10～15w。

4.根据权利要求1所述的节温器，其特征在于，所述压盖组件包括：用于与所述本体之间配合形成所述腔体的胶管，设置于所述本体内，套装于所述推杆本体外；

用于将所述胶管压紧在所述本体内的压盖本体，固定于所述本体的开口处；

其中，所述胶管与所述推杆本体之间、以及所述胶管与所述本体之间设置有用于密封所述腔体的密封结构。

5.根据权利要求4所述的节温器，其特征在于，所述胶管采用氟橡胶制成。

6.根据权利要求1至5任一项所述的节温器，其特征在于，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于与暖风供水口连通的第三出水口。

7.根据权利要求6所述的节温器，其特征在于，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于与增压器回水口连通的第四出水口。

8.根据权利要求7所述的节温器，其特征在于，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于与副水箱连接的第五出水口。

9.根据权利要求8所述的节温器，其特征在于，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于感应所述壳体内水温的水温传感器。

10.根据权利要求1至5任一项所述的节温器，其特征在于：所述壳体包括上壳体和下壳体，所述节温器阀门总成固定在所述上壳体上，所述下壳体上设置所述入水口，所述入水口处设有用于与水套出水口进行密封连接的连接法兰。

说明书

一种节温器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发动机冷却系统的节温器，尤其是一种电子节温器。

背景技术

[0002] 现有的节温器多没有壳体，需先将节温器放置在缸体或缸盖的某一腔体中，再安装壳体。在这过程中若节温器放置不当，可能对发动机冷却性能产生不良影响，存在误操作的可能。

[0003] 此外，现有的节温器只有一组工作特性曲线（温度-升程关系曲线）。工作温度较低，初开温度一般在80℃左右，全开温度一般在95℃左右，且节温器的开启/关闭，只受内部感温蜡控制，为了增加感温性能感温蜡中通常会添加铜粉。当冷却液温度到达或超过节温器动作温度后，感温蜡开始融化，由固态变为液态，体积发生变化，将其内部的推杆推出，节温器阀门也相应打开。

[0004] 这种的节温器对发动机工况变化反应速度慢。当发动机出现突然加速、爬坡等情况时，发动机的散热量会突然增加，但由于水套与冷却液的热交换需要时间，因此水温的升高有一定的滞后。由于现有的节温器动作只受感温蜡控制，感温蜡只受冷却液温度控制，因此，在发动机进入突然加速、爬坡等工况时，节温器无法迅速做出反应，发动机冷却液温度会出现较大幅度的波动，不利于发动机寿命、油耗及排放性能。同时，由于现有节温器无法对冷却液温度波动做出迅速的反应，为了保证发动机工作在安全范围内，只能将节温器的工作温度设置的较低，已留出足够的温度余量保证发动机不会过热，但却由于冷却液温度较低，直接影响了发动机的燃油经济性。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术中所存在的问题，本发明的节温器采取了与各冷却管路接口集成化的设计方案，便于拆装，且减少安装中的误操作，且采用了可通过电控系统的控制单元进行控制的电子节温器，以解决现有节温器无法迅速响应发动机工况变化的问题。

[0006] 本发明所述提供的技术方案为：

[0007] 一种节温器，包括：

[0008] 壳体总成，包括壳体、设置于所述壳体上的用于与水套出水口连接的入水口、设置于所述壳体上的用于与散热器供水管连接的第一出水口、以及设置于所述壳体上的用于与水泵供水管连接的第二出水口；以及，

[0009] 用于控制所述第一出水口和/或第二出水口开闭的节温器阀门总成，固定在所述壳体内部。

[0010] 进一步的，所述节温器阀门总成包括：

[0011] 本体，内部中空，并具有开口；

[0012] 压盖组件，安装于所述本体的开口处，并与所述本体之间形成腔体；

[0013] 感温蜡，设置于所述本体与所述压盖组件之间的腔体内；

[0014] 推杆本体，其一端穿过所述压盖组件，伸入到所述感温蜡内部，另一端伸出所述压盖组件外，所述推杆本体内部安装有电加热元件，所述电加热元件用于在其处于与电控系统的控制单元通电状态时，在电控系统的控制单元控制下进行加热，以控制所述感温蜡融化；

[0015] 用于控制所述电加热元件处于与电控系统的控制单元通电或断电状态的引线，与所述电加热元件连接，并伸出所述推杆本体外；以及，

[0016] 阀门，与所述推杆本体连接，设置于所述第一出水口和/或第二出水口处；

[0017] 当所述引线与电控系统的控制单元连接，以控制所述电加热元件处于与电控系统的控制单元通电状态时，所述电加热元件在电控系统的控制单元控制下进行加热，同时，冷却液温度升高，所述感温蜡受热融化，所述推杆本体被推出所述本体与所述压盖组件之间的腔体，所述阀门相应打开所述第一出水口和/或第二出水口；

[0018] 当所述引线与电控系统的控制单元未连接，以控制所述电加热元件处于与电控系统的控制单元断电状态时，冷却液温度升高，所述感温蜡受热融化，所述推杆本体被推出所述本体与所述压盖组件之间的腔体，所述阀门相应打开所述第一出水口和/或第二出水口。

[0019] 进一步的，当所述电加热元件处于与电控系统的控制单元通电状态时，所述节温器阀门总成的初开温度为第一初开温度，全开温度为第一全开温度；

[0020] 当所述电加热元件处于与电控系统的控制单元断电状态时，所述节温器阀门总成的初开温度为第二初开温度，全开温度为第二全开温度；

[0021] 所述第二初开温度比所述第一初开温度高，且所述第二初开温度与所述第一初开温度之差大于10℃，所述第二全开温度比所述第一全开温度高，且所述第二全开温度与所述第一全开温度之差大于10℃。

[0022] 进一步的，所述第二初开温度大于100℃；所述第二全开温度大于115℃。

[0023] 进一步的，所述电加热元件的功率为10~15w。

[0024] 进一步的，所述压盖组件包括：

[0025] 用于与所述本体之间配合形成所述腔体的胶管，设置于所述本体内，套装于所述推杆本体外；

[0026] 用于将所述胶管压紧在所述本体内的压盖本体，固定于所述本体的开口处；

[0027] 所述胶管与所述推杆本体之间、以及所述胶管与所述本体之间设置有用于密封所述腔体的密封结构。

[0028] 进一步的，所述胶管采用氟橡胶制成。

[0029] 进一步的，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于与暖风供水口连通的第三出水口。

[0030] 进一步的，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于与增压器回水口连通的第四出水口。

[0031] 进一步的，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于与副水箱连接的第五出水口。

[0032] 进一步的，所述壳体总成还包括：设置于所述壳体上的用于感应所述壳体内水温的水温传感器。

[0033] 进一步的，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述节温器阀门总成固定在所述上壳体上，所述下壳体上设置所述入水口，所述入水口处设有用于与水套出水口进行密封连接的连接法兰。

[0034] 本发明的有益效果为：

[0035] 本发明的节温器通过将节温器与具有多个管路接口的壳体进行集成化设计，节温器不需要单独的阀座，不但减少了零件，降低了成本，提高节温器安装效率，也避免了在安装节温器时的误操作。

[0036] 在本发明的进一步技术方案中，本发明的节温器可以通过电控系统的ECU控制单元在发动机工况发生变化时，控制电加热元件加热，即通过电控系统控制节温器的阀门的开启，与现有技术相比，提高了节温器对发动机工况变化的反应速度，提高了控制精度，控制效果好；且本发明的节温器发动机工作温度可超过110℃，改善了发动机的燃油经济性、排放性能。

附图说明

[0037] 图1表示本发明的节温器的壳体总成与节温器阀门总成的简单结构示意图；

[0038] 图2表示本发明的节温器的结构示意图；

[0039] 图3表示本发明的节温器中的节温器阀门总成的结构示意图。

具体实施方式

[0040] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0041] 本发明提供了一种节温器，如图1和图2所示，其包括：

[0042] 壳体总成，包括壳体100、设置于壳体100上的具有用于与水套出水口连通的入水口101、设置于壳体100上的用于与散热器供水管连通的第一出水口102、以及设置于壳体100上的用于与水泵供水管连接的第二出水口103；以及，

[0043] 用于控制第一出水口102和/或第二出水口103开闭的节温器阀门总成200，集成安装在壳体100内部。

[0044] 本发明的节温器将节温器阀门总成200与壳体总成100进行集成化设计在一起，节温器阀门总成200不需要单独的阀座，也就是说，将节温器与壳体模块化设计，在进行安装时，只需将壳体总成上的入水口101与发动机冷却系统中的缸体、缸盖水套的出水口进行连接，再将各出水口相应地连接入发动机冷却系统中即可，与传统的节温器与壳体分体式设计相比，不但减少了零件，降低了成本，还提高节温器安装效率，也避免了在安装节温器时的误操作。且壳体总成上的各入水口101、出水口布置时，有利于发动机冷却系统中各部件的结构进行合理布置，还可根据实际需要，如图1所示，在壳体100上设置用于与暖风供水口连通的第三出水口104、用于与增压器回水口连通的第四出水口105、用于与副水箱连接的第五出水口106、用于感应壳体100内冷却液温度的水温传感器107等。

[0045] 本实施例中，优选的，壳体100分为上壳体和下壳体，节温器阀门总成200集成在上壳体上，上壳体与下壳体通过螺栓连接，下壳体上设置入水口101，入水口101处设有用于与水套出水口进行连接的连接法兰，下壳体通过入水口101处的连接法兰与缸盖水套出水口连接，这样在安装过程中，只需将上、下壳体安装到缸盖上即可，在安装过程中，不会发生因节温器位置放置不对所产生的安装误差，同时，将缸盖出水口后的各管口均布置在节温器的上、下壳体上，各接口布置更灵活，可充分考虑冷却液再流动过程中对节温器动作的影响，在管路维修时，由于各管路接口都集中在节温器的壳体100上，便于拆装、检查。

[0046] 本实施例中，节温器阀门总成200可以采用现有技术中的节温器阀门总成200结构，即：节温器阀门总成200中阀门的开启/关闭，受内部感温蜡控制，为了增加感温性能感温蜡中通常会添加铜粉。当冷却液温度到达或超过节温器动作温度后，感温蜡开始融化，由固态变为液态，体积发生变化，将其内部的推杆推出，节温器的阀门也相应打开。

[0047] 但是，上述现有的节温器阀门总成200只能被动地受发动机冷却液温度的控制，因此，在发动机进入突然加速、爬坡等工况时，节温器阀门总成200无法迅速做出反应，帮助发动机快速的释放热量，以保证发动机工作在安全的温度范围内。同时，由于现有节温器无法对冷却液温度波动做出迅速的反应，为了保证发动机工作在安全范围内，只能将节温器的工作温度设置的较低，已留出足够的温度余量保证发动机不会过热，但却由于冷却液温度较低，直接影响了发动机的燃油经济性。

[0048] 因此，本实施例中，节温器中的节温器阀门总成200优选为电子节温器阀门总成200。如图3所示为本实施例优选的节温器阀门总成200的结构示意图（仅示出一部分），该节温器阀门总成200包括：

[0049] 本体201，内部中空，并具有开口；

[0050] 压盖组件，安装于本体201的开口处，并与本体201之间形成密封腔体；

[0051] 感温蜡202，设置于本体201与压盖组件之间的密封腔体内；

[0052] 推杆本体201，其一端穿过压盖组件，伸入到感温蜡202内部，另一端伸出压盖组件外，推杆本体201内部安装有电加热元件（图3中未示出），该电加热元件能够在处于与电控系统的ECU控制单元通电状态时，在电控系统的ECU控制单元控制下进行加热，以控制感温蜡融化；

[0053] 用于控制电加热元件处于与电控系统的ECU控制单元通电或断电状态的引线206，与电加热元件连接，并伸出推杆本体201外；以及，

[0054] 阀门（图3中未示出），与推杆本体201连接，设置于第一出水口102和第二出水口103处；其中，

[0055] 压盖组件包括：

[0056] 用于与本体201之间配合形成腔体的胶管203，设置于本体201内，套装于推杆本体201外；

[0057] 用于将胶管203压紧在本体201内的压盖本体204，固定于本体201的开口处；胶管203与推杆本体201之间、以及胶管203与本体201之间设置有用于密封腔体的密封结构。

[0058] 优选的，胶管203采用氟橡胶材料制成。

[0059] 本实施例中的节温器阀门总成200的工作原理为：

[0060] 本实施例中，在感温蜡202内部设有可电控的电加热元件（该电加热元件可与推杆本体201设计在一起，形成加热棒），电加热元件处于通电状态下，即电加热元件通过引线206与汽车电控系统的ECU控制单元接口连接时，汽车电控系统的ECU控制单元通过判断发动机的工况，控制电加热元件在合适的加热功率下进行工作，感温蜡202即在电加热元件以及冷却液温度的共同作用下融化，融化的感温蜡202体积膨胀，因此，将推杆本体201推出密封腔体外，与推杆本体201连接的阀门即相应地打开第一出水口102、和/或第二出水口103；

[0061] 当电加热元件处于断电状态下，即电加热元件的引线206不与汽车电控系统的ECU控制单元接口连接时，感温蜡202只在冷却液温度作用下融化，融化的感温蜡202体积膨胀，因此，将推杆本体201推出密封腔体外，与推杆本体201连接的阀门即相应地打开第一出水口102、和/或第二出水口103。

[0062] 由此可见，本实施例中的节温器，其节温器阀门总成的阀门开启可以不光受冷却液温度控制，还可以受电控系统控制，因此，在发动机工况发生变化时，但冷却液水温并未达到感温蜡的融化温度时，电控系统即检测到发动机工况变化，并控制感应蜡内部的电加热元件开始加热，使感温蜡202开始融化，阀门提前开启，实现在发动机散热量增加时，迅速提高冷却系统的散热能力，提高节温器对发动机工况变化的反应速度，进一步减少了冷却液温度的变化幅度。此外，发动机在进行标定试验后，节温器可根据标定试验得出的MAP图进行控制，使得电控系统在发动机工况变化后，控制电加热元件在合适的温控曲线下进行工作，进一步提高节温器的控制精度。

[0063] 标定试验作为本领域人员所公知的内容，在此仅对其做简单介绍：在发动机开发阶段，需要对所有电控零件进行标定试验，即，在某些特定工况下，测定各电控零件的最佳的工作状态。对于电子节温器而言，需要在发动机散热量增加的特征工况下，通过反复试验，得出最佳的ECU输出信号，以控制电子节温器的加热功率及通电时间。

[0064] 此外，优选的，电加热元件优选的是功率为10~15w的电加热元件。

[0065] 此外，需要说明的是，本实施例中的节温器由于对阀门开启控制增加了电控控制的方式（即电控系统的ECU控制单元根据发动机工况变化控制电加热元件加热），本发明的节温器具有通电（即将引线206接入ECU接口采用电控及冷却液温度共同控制阀门开启）、断电（不将引线206接入ECU接口而仅通过冷却液温度控制阀门开启）两组不同的工作特性曲线，且断电状态下的初开、全开温度均高于通电状态下的初开、全开温度（即断电状态下的第二初开温度高于通电状态下的第一初开温度，断电状态下的第二全开温度高于通电状态下的第一全开温度），温差超过10℃。且在断电状态下，本发明的节温器在不通电状态下的第二初开温度超过100℃，第二全开温度超过115℃，远高于普通得节温器（普通节温器的初开温度在80℃左右，全开温度在90-95℃）。由此可见，传统的节温器中感温蜡中添加了铜粉等，以提高节温器导热性能，而本实施例中的节温器阀门总成，无需在感温蜡中添加铜粉等金属粉末，其在断电状态下的初开、全开温度高于普通的节温器的初开、全开温度。

[0066] 在以上技术方案的基础上，且由于选用了加热功率为10~15w的电加热元件以及采用氟橡胶材料制成的胶管203，本发明的节温器可使得冷却液工作温度在110℃以上，提高发动机工作温度，改善发动机的燃油经济性、排放性能。

[0067] 需要说明的是，对于节温器的“初开温度”和“全开温度”，是本领域的公知常识，在此不再说明。

[0068] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。