冷却水控制阀装置及使用它的发动机冷却系统转让专利
申请号 : CN201880079902.5
文献号 : CN111479990B
文献日 : 2021-09-14
发明人 : 池本忠
申请人 : 株式会社电装
摘要 :
权利要求 :
1.一种冷却水控制阀装置(1),被安装在具有发动机体(11)及发动机缸盖(12)的发动机(10),该冷却水控制阀装置(1)能够控制流过上述发动机的冷却水的流量,该冷却水控制阀装置(1)具备:壳体(30),具有:内部空间(300);平面状的安装面(390),形成为能够抵接在上述发动机的外壁;供流过上述发动机体后的冷却水流入的第1入口孔(301)及供流过上述发动机缸盖后的冷却水流入的第2入口孔(302),形成为与上述内部空间连通并且在上述安装面开口;以及至少1个出口孔(351、352),将上述内部空间与外部连通;以及阀(40),设在上述内部空间,通过旋转,能够控制上述第1入口孔及上述第2入口孔与上述出口孔之间的连通,
供流过上述发动机体后的冷却水流出的第1流出口(21)及供流过上述发动机缸盖后的冷却水流出的第2流出口(22)被汇集在上述发动机体或上述发动机缸盖的某一方的外壁(13、14),
上述壳体以上述第1入口孔及上述第2入口孔的各自与上述第1流出口及上述第2流出口的各自连接、并且上述安装面抵接在上述发动机体或上述发动机缸盖的某一方的外壁的方式,安装在上述发动机,
上述壳体具有形成上述内部空间的壳体主体(31)、及迂回流路形成部(34),该迂回流路形成部(34)形成将上述阀绕过而将上述第1入口孔或上述第2入口孔与上述内部空间连通的迂回流路(303)的至少一部分。
2.如权利要求1所述的冷却水控制阀装置,上述阀具有能够绕轴旋转的筒状的阀主体(41)、以及多个阀开口部(401、404、402、
403),该多个阀开口部(401、404、402、403)被形成为将上述阀主体的内周壁与外周壁连接,并根据上述阀主体的旋转位置,能够与上述第1入口孔、上述第2入口孔及上述出口孔的各自连通,
上述冷却水控制阀装置还具备密封部(61、62、63),该密封部(61、62、63)具有环状的抵接面(600),上述密封部以上述抵接面抵接在上述阀主体的外周壁的方式设置在上述第1入口孔、上述第2入口孔或上述出口孔与上述阀之间中的至少1处,能够将上述抵接面与上述阀主体的外周壁之间保持为液密。
3.如权利要求2所述的冷却水控制阀装置,上述壳体具有形成上述内部空间的壳体主体(31)、及多个筒状空间部(311、314、312、
313),该多个筒状空间部(311、314、312、313)被形成为将上述内部空间与上述壳体主体的外壁连接,能够将多个上述阀开口部与上述第1入口孔、上述第2入口孔及上述出口孔的各自连通,
上述密封部在多个上述筒状空间部中的两个以上的上述筒状空间部的各自中以上述抵接面抵接在上述阀主体的外周壁的方式设有多个,多个上述筒状空间部中的设有上述密封部的两个以上的上述筒状空间部,在形成上述壳体主体的外轮廓的多个外壁中的朝向相同方向的外壁上开口。
4.如权利要求1所述的冷却水控制阀装置,上述壳体还具有形成上述出口孔并与上述壳体主体分体地形成的管部(35);
上述迂回流路形成部与上述管部一体地形成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的冷却水控制阀装置,还具备:
马达(51),能够将上述阀旋转驱动;以及控制部(70),控制上述马达的动作从而能够控制上述阀的旋转位置,上述控制部能够执行:
全闭控制,控制上述阀的旋转位置以将上述第1入口孔及上述第2入口孔与上述出口孔之间的全部的连通切断;
流入调整控制,控制上述阀的旋转位置以调整经由上述第1入口孔向上述内部空间流入的冷却水的流量;
流出调整控制,控制上述阀的旋转位置以调整经由上述出口孔向上述壳体的外部流出的冷却水的流量;以及
孔间流量调整控制,控制上述阀的旋转位置,以减少经由上述第1入口孔向上述内部空间流入的冷却水的流量、并且增加经由上述第2入口孔向上述内部空间流入的冷却水的流量。
6.一种发动机冷却系统(100),具备:
权利要求1~4中任一项所述的冷却水控制阀装置;以及上述发动机。
说明书 :
冷却水控制阀装置及使用它的发动机冷却系统
技术领域
背景技术
的外壁抵接的平面状的安装面、以及在该安装面上开口的两个入口孔。
发明内容
了发动机组的冷却水流出的流出口,在发动机缸盖的外壁,形成有流过了发动机缸盖的冷
却水流出的流出口。并且,冷却水控制阀装置的壳体以形成在安装面的两个入口孔中的一
个与形成在发动机组的流出口连接、形成在安装面的两个入口孔中的另一个与形成在发动
机缸盖的流出口连接、并且安装面抵接于发动机的外壁的方式,被安装在发动机。
机缸盖的边界的状态安装在发动机上。因此,在发动机组与发动机缸盖的边界处发生了阶
差的情况下,有可能在发动机的外壁与冷却水控制阀装置的安装面之间发生间隙。由此,有
可能冷却水经由该间隙漏出。
安装平面,形成为能够与发动机的外壁抵接;供流过发动机组后的冷却水流入的第1入口孔
及供流过发动机缸盖后的冷却水流入的第2入口孔,形成为与内部空间连通并在安装面开
口;以及将内部空间与外部连通的至少1个出口孔。阀设在壳体的内部空间,通过旋转,能够
控制第1入口孔及第2入口孔与出口孔之间的连通。
及第2入口孔的各自与第1流出口及第2流出口的各自连接、并且安装面与发动机组或发动
机缸盖的某一方的外壁抵接的方式,被安装在发动机上。
动机缸盖的某一方的外壁抵接的方式被安装在发动机上。因此,即使在发动机组与发动机
缸盖的边界发生阶差,也能够抑制在发动机的外壁与冷却水控制阀装置的安装面之间发生
间隙。由此,能够抑制冷却水经由该间隙漏出。
附图说明
具体实施方式
同的构成部位起到相同或同样的作用效果。
轮廓的多个外壁中的1个的缸盖外壁14。缸盖外壁14被形成为平面状。另外,发动机10以例
如缸体外壁13及缸盖外壁14相对于铅直方向及车辆的前后方向大致平行的方式、并且相对
于车辆的车宽度方向大致垂直的方式被搭载于车辆。
跨越发动机组11和发动机缸盖12而形成有燃烧室110。通过在燃烧室110中燃料燃烧,从发
动机10输出驱动力,车辆行驶。
有第1流出口21及第2流出口22。
第2流出口22连接。这里,缸盖流路18其第2流入口16侧的大部分被形成在发动机缸盖12,仅
第2流出口22侧的端部被形成在发动机组11。
接方式被安装至发动机10。形成在冷却水控制阀装置1的壳体30的出口孔351、出口孔352分
别与加热器芯4的入口、散热器3的入口连接。散热器3的出口、加热器芯4的出口与水泵2的
吸入口连接。
流过了缸体流路17、缸盖流路18的冷却水经由第1流出口21、第2流出口22向冷却水控制阀
装置1的壳体30内流入。这里,根据设在壳体30内的阀40的旋转位置,第1入口孔301及第2入
口孔302与出口孔351及出口孔352的连通状态变化。
水向水泵2的吸入口流入,再次被从喷出口喷出,向发动机10的缸体流路17或缸盖流路18流
入。
降后的冷却水向水泵2的吸入口流入,再次被从喷出口喷出,向发动机10的缸体流路17或缸
盖流路18流入。过温度下降后的冷却水流过缸体流路17或缸盖流路18,从而能够将由于燃
烧室110中的燃料的燃烧等而温度上升的发动机10冷却。
却。如上述那样,在本实施方式中,供流过发动机组11后的冷却水流出的第1流出口21、及供
流过发动机缸盖12后的冷却水流出的第2流出口22被汇集到作为发动机组11的外壁的缸体
外壁13上。
32、罩33、迂回流路形成部34、管部35、支承部36等。
被形成为平面状。在安装面390,形成有向内部空间300侧凹陷的多个凹部391(参照图3)。
315形成在第1入口孔301的附近。固定部316形成在第2入口孔302的附近。固定部317形成在
从第1入口孔301及第2入口孔302离开了规定距离的位置。另外,在固定部315~317上也形
成有安装面390的一部分。
面390抵接在发动机组11的缸体外壁13的方式而被安装于发动机10。这里,螺栓19插通至固
定部315~317的固定孔部318的各自中、被拧入到发动机组11,由此将壳体主体31固定到发
动机组11。另外,壳体主体31使得安装面390不与缸盖外壁14抵接、仅与缸体外壁13抵接而
被安装到发动机10(参照图6)。
部320。壳体开口部320与内部空间300连通。壳体盖部32将壳体开口部320堵塞而设在壳体
主体31。罩33被设置为将壳体盖部32的与壳体主体31相反侧覆盖。
的相对于安装面390垂直、且在壳体主体31被安装在发动机10的状态下朝向铅直方向的上
侧的外壁。即,筒状空间部311~313在特定外壁310开口。筒状空间部311~313被形成为大
致圆筒状,以使得在壳体主体31被安装于发动机10的状态下轴沿着铅直方向。此外,筒状空
间部311~313以隔开规定的间隔在车辆的前后方向上排列的方式形成在壳体主体31。另
外,在本实施方式中,筒状空间部311的内径与筒状空间部312的内径大致相同。筒状空间部
313的内径比筒状空间部311的内径及筒状空间部312的内径大。筒状空间部314被形成为大
致圆筒状,以将第2入口孔302与内部空间300连通。
筒部361分别位于筒状空间部311~313的各自。
390垂直的方向延伸后向铅直方向上侧弯折,沿着铅直方向延伸到特定外壁310。
36。迂回流路形成部34的内侧的空间将流路空间部319与筒状空间部311连接。由此,在流路
空间部319、迂回流路形成部34的内侧、筒状空间部311中,形成有迂回流路303。这里,迂回
流路303被形成为,在流路空间部319中从第1入口孔301向相对于安装面390垂直的方向延
伸后,向铅直方向上侧弯折而向铅直方向上侧延伸,在迂回流路形成部34的内侧向车辆的
前后方向的前侧弯折而在前后方向上延伸后,向铅直方向下侧弯折,在筒状空间部311沿着
铅直方向延伸并连通在内部空间300。即,迂回流路形成部34形成将内部空间300绕过而将
第1入口孔301与内部空间300连通的迂回流路303的至少一部分。
内部空间300与外部连通的筒状的出口孔351、经由筒状空间部313将内部空间300与外部连
通的筒状的出口孔352。另外,出口孔352的内径比出口孔351的内径大。如上述那样,出口孔
351被连接在加热器芯4,出口孔352被连接在散热器3。在本实施方式中,迂回流路形成部34
和管部35被一体地形成。
一致的方式与阀主体41一体地形成。
外,阀轴杆42的另一端向壳体盖部32与罩33之间的空间突出。
开规定的间隔形成。阀开口部401在阀主体41的轴向上被形成在与筒状空间部311对应的位
置。因此,第1入口孔301能够经由筒状空间部311及阀开口部401与阀主体41的内侧的空间
连通。阀开口部402在阀主体41的轴向上被形成在与筒状空间部312对应的位置。因此,出口
孔351能够经由筒状空间部312及阀开口部402与阀主体41的内侧的空间连通。阀开口部403
在阀主体41的轴向上形成在与筒状空间部313对应的位置。因此,出口孔352能够经由筒状
空间部313及阀开口部403与阀主体41的内侧的空间连通。阀开口部404在阀主体41的轴向
上被形成在与第2入口孔302对应的位置。因此,第2入口孔302能够经由筒状空间部314及阀
开口部404与阀主体41的内侧的空间连通。另外,阀开口部401的轴向的大小与阀开口部402
的轴向的大小大致相同。阀开口部403的轴向的大小比阀开口部401的轴向的大小及阀开口
部402的轴向的大小大。
第1入口孔301、出口孔351及出口孔352与阀主体41的内侧的空间的连通状态变化。另一方
面,阀开口部404跨阀主体41的周向的全范围而形成。因此,不论阀主体41的旋转位置如何,
第2入口孔302与阀主体41的内侧的空间都总是连通。
马达51的马达轴杆输出的转矩经由齿轮部52被向阀轴杆42传递。由此,阀40绕阀主体41的
轴旋转。另外,在罩33,形成有连接器部331。该连接器部331连接后述的ECU70。
中的密封部63进行说明。密封部件601例如由橡胶等形成为环状。密封部件601设在支承部
36的支承筒部361的内壁。套602例如由金属形成为筒状。套602被设置为,其一端部的外周
壁能够与密封部件601的内周壁滑动、并且能够沿轴向往复移动。
够与阀主体41的外周壁抵接。弹簧604设在支承筒部361与套602的另一端之间。弹簧604经
由套602的另一端将阀密封件603推压在阀主体41的外周壁。由此,阀密封件603的抵接面
600密接于阀主体41的外周壁。因此,抵接面600与阀主体41的外周壁之间被保持为液密。由
此,在阀密封件603的阀主体41侧的开口不与阀开口部403重叠的状态、即阀开口部403为闭
状态时,套602的内侧的空间与内部空间300中的阀主体41的径向外侧的空间之间被切断。
因而,当阀开口部403为闭状态时,能够将出口孔352与内部空间300中的阀主体41的径向外
侧的空间的连通可靠地切断。
的空间的连通可靠地切断。此外,当阀开口部402为闭状态时,能够将出口孔351与内部空间
300中的阀主体41的径向外侧的空间的连通可靠地切断。
ECU70基于来自设在车辆的各部处的各种传感器的信号等的信息,按照保存在ROM等的程序
执行运算,对车辆的各种装置及设备的动作进行控制。这样,ECU70执行保存在非移动性的
实体的记录介质中的程序。通过执行该程序,执行与程序对应的方法。
ECU70基于由旋转传感器71检测到的阀40的旋转位置,控制马达51的动作,以使阀40的旋转
位置成为目标的旋转位置。
的比例(%)的关系。阀40能够在图8所示的旋转位置的范围中旋转。
时,分别设在筒状空间部311、312、313中的阀密封件603的抵接面600处的开口被阀主体41
的外周壁封闭,都成为闭阀状态。由此,第1入口孔301及第2入口孔302与出口孔351及出口
孔352之间的全部的连通被切断。另外,在阀40的旋转位置从0到a1的范围中,R1、R2、R3都是
0%。
流出口22、第2入口孔302、内部空间300及出口孔351向加热器芯4侧流动的冷却水的流量增
大。另外,R2在阀40的旋转位置从a2到阀40的可旋转范围的端部的范围中是一定(100%)。
口21、第1入口孔301及迂回流路303向内部空间300流入的冷却水的流量增大。另外,R1在阀
40的旋转位置从a4到a7的范围中是一定(约50%)。
口孔352向散热器3侧流动的冷却水的流量增大,并且从内部空间300经由出口孔351向加热
器芯4侧流动的冷却水的流量减少。另外,R3在阀40的旋转位置从a6到阀40的可旋转范围的
端部的范围中是一定(100%)。
第1流出口21、第1入口孔301及迂回流路303向内部空间300流入的冷却水的流量减少,并且
从缸盖流路18经由第2流出口22及第2入口孔302向内部空间300流入的冷却水的流量增大。
另外,R1在阀40的旋转位置从a8到a9的范围中是一定(约25%)。
第1流出口21、第1入口孔301及迂回流路303向内部空间300流入的冷却水的流量增大。另
外,R1在阀40的旋转位置从a10到阀40的可旋转范围的端部的范围中是一定(100%)。
有被阀主体41的外周壁封闭,都成为开阀状态(参照图5)。由此,容许第1入口孔301及第2入
口孔302与出口孔351及出口孔352之间的全部的连通。
面600的开口用阀主体41的外周壁封闭,将第1入口孔301及第2入口孔302与出口孔351及出
口孔352之间的全部的连通切断。这样,将如下所述称作“全闭控制”:ECU70将阀40的旋转位
置控制为从0到a1的范围以将第1入口孔301及第2入口孔302与出口孔351及出口孔352之间
的全部的连通切断。
调整控制”:ECU70将阀40的旋转位置控制为从a3到a4的范围以调整经由第1入口孔301向内
部空间300流入的冷却水的流量。
控制”:ECU70将阀40的旋转位置控制为从a5到a6的范围以调整经由出口孔351及出口孔352
向壳体30的外部流出的冷却水的流量。
流入的冷却水的流量。这样,将如下所述称作“孔间流量调整控制”:ECU70将阀40的旋转位
置控制为从a7到a8的范围以减少经由第1入口孔301向内部空间300流入的冷却水的流量、
并且增加经由第2入口孔302向内部空间300流入的冷却水的流量。
制”,由此停止发动机10中的冷却水的流通,能够将发动机10较快地加温。由此,能够使发动
机10的滑动阻力降低,改善燃耗并降低排放。
状态。
动机10一起作为车辆的驱动源发挥功能的未图示的马达供给的电力。这里,在发动机10的
缸体外壁13及缸盖外壁14与电力变换装置5之间,形成有狭小空间Ss。狭小空间Ss的大小比
较小。
路303。在壳体30被安装在发动机10的状态下,迂回流路303被形成为,在从第1入口孔301朝
向电力变换装置5沿相对于安装面390垂直的方向延伸后,向作为相对于安装面390平行的
方向的铅直方向上侧延伸,然后向车辆的前后方向的前侧延伸,再向铅直方向下侧延伸,连
接到内部空间300。这里,在与迂回流路303的内部空间300侧的端部对应的筒状空间部311,
以轴相对于安装面390平行那样的姿势设有筒状的密封部61。
此外,将在轴向上具有规定的长度的密封部61以轴相对于安装面390平行的方式设置,由此
在设置密封部61的情况下,能够抑制相对于壳体30的安装面390垂直的方向的体格变大。因
而,在将第1入口孔301朝向发动机10侧而将壳体30安装于发动机10的情况、以及在第1入口
孔301与阀40之间设置密封部61的情况下,也能够将冷却水控制阀装置1的壳体30容易地配
置到面向发动机10的缸体外壁13及缸盖外壁14的狭小空间Ss。
状空间部311~313的各自设有密封部61~63。由此,当将密封部61~63设在筒状空间部311
~313的各自时,不需要使壳体主体31旋转等,能够提高与冷却水控制阀装置1的制造有关
的作业效率。
被汇集在作为发动机组11的外壁的缸体外壁13的发动机10为安装对象,以安装面390与缸
体外壁13抵接的方式被安装到发动机10。
30具有:内部空间300;形成为能够与发动机10的外壁抵接的平面状的安装面390;以与内部
空间300连通并在安装面390开口的方式形成的供流过发动机组11后的冷却水流入的第1入
口孔301及供流过发动机缸盖12后的冷却水流入的第2入口孔302;以及将内部空间300与外
部连通的出口孔351、352。阀40被设置在壳体30的内部空间300,通过旋转,能够控制第1入
口孔301及第2入口孔302与出口孔351、352之间的连通。
孔301及第2入口孔302的各自与第1流出口21及第2流出口22的各自连接、并且安装面390与
作为发动机组11的外壁的缸体外壁13抵接的方式安装在发动机10。
发动机组11的外壁的缸体外壁13抵接的方式安装在发动机10。因此,即使在发动机组11与
发动机缸盖12的边界处发生阶差,也能够抑制在发动机10的外壁与冷却水控制阀装置1的
安装面390之间发生间隙。由此,能够抑制冷却水经由该间隙漏出。
位置,能够与第1入口孔301、第2入口孔302、出口孔351、352的各自连通。本实施方式还具备
密封部61~63。密封部61~63具有环状的抵接面600,设置在第1入口孔301、第2入口孔302、
出口孔351、352与阀40之间中的第1入口孔301与阀40之间、出口孔351与阀40之间以及出口
孔352与阀40之间,以使抵接面600抵接在阀主体41的外周壁,能够将抵接面600与阀主体41
的外周壁之间保持为液密。由此,能够抑制第1入口孔301与阀40之间、出口孔351与阀40之
间以及出口孔352与阀40之间被阀主体41的外周壁封闭时的冷却水的泄漏。
401、404、402、403与第1入口孔301、第2入口孔302、出口孔351、352分别连通。密封部61~63
在筒状空间部311~313的各自中以抵接面600与阀主体41的外周壁抵接的方式设置。设有
密封部61~63的筒状空间部311~313在形成壳体主体31的外轮廓的多个外壁中的作为朝
向相同方向的外壁的特定外壁310上开口。因此,当将密封部61~63分别设置在筒状空间部
311~313时,不需要使壳体主体31旋转等,就能够使与冷却水控制阀装置1的制造有关的作
业效率提高。
一部分。因此,只要将迂回流路303的一部分形成为,向相对于安装面390平行的方向延伸,
就能够减小相对于安装面390垂直的方向上的壳体30的体格。由此,即使在将第1入口孔301
朝向发动机10侧而将壳体30安装在发动机10的情况下,也能够在面向发动机10的外壁的狭
小空间Ss中容易地配置冷却水控制阀装置1的壳体30。另外,如果以轴相对于安装面390平
行的方式将密封部61设在迂回流路303中,则即使是具备密封部61的结构也能够抑制壳体
30的体格的增大。
削减与零件制造及组装有关的工时。由此,能够降低制造成本。此外,不需要另外组装形成
迂回流路303的一部分的配管等。
制阀40的旋转位置,以将第1入口孔301及第2入口孔302与出口孔351、352之间的全部连通
切断;流入调整控制,控制阀40的旋转位置,以调整经由第1入口孔301向内部空间300流入
的冷却水的流量;流出调整控制,控制阀40的旋转位置,以调整经由出口孔351、352向壳体
30的外部流出的冷却水的流量;以及孔间流量调整控制,控制阀40的旋转位置,以减少经由
第1入口孔301向内部空间300流入的冷却水的流量,并增加经由第2入口孔302向内部空间
300流入的冷却水的流量。因此,能够根据发动机10的运转状况而适当地调整流过发动机10
的冷却水的流量。
口孔301与内部空间300连通。密封部61以抵接面600与阀主体41的外周壁抵接的方式设置
在筒状空间部311(参照图11)。在第2实施方式中,相对于安装面390垂直的方向上的壳体30
的体格比第1实施方式大。
缸体流路17被形成为,将第1流入口15与第1流出口21连接。这里,缸体流路17其第1流入口
15侧的大部分被形成在发动机组11,仅第1流出口21侧的端部被形成在发动机缸盖12。这
样,在本实施方式中,供流过发动机组11后的冷却水流出的第1流出口21以及供流过发动机
缸盖12后的冷却水流出的第2流出口22被汇集在作为发动机缸盖12的外壁的缸盖外壁14。
在缸盖外壁14的方式安装在发动机10。
的缸盖外壁14。壳体30以第1入口孔301及第2入口孔302的各自与第1流出口21及第2流出口
22的各自连接、并且安装面390抵接在作为发动机缸盖12的外壁的缸盖外壁14的方式,安装
在发动机10。
在作为发动机缸盖12的外壁的缸盖外壁14的方式,安装到发动机10。因此,即使在发动机组
11与发动机缸盖12的边界发生阶差,也能够抑制在发动机10的外壁与冷却水控制阀装置1
的安装面390之间发生间隙。由此,能够抑制冷却水经由该间隙漏出。
口凹部23被形成为,与第2流出口22同轴地从缸体外壁13以大致圆筒状凹陷。流出口凹部23
的内径比孔筒部392的外径大。
的缸体外壁13的方式,安装到发动机10。在本实施方式中,与第1实施方式同样,即使在发动
机组11与发动机缸盖12的边界发生阶差,也能够抑制在发动机10的外壁与冷却水控制阀装
置1的安装面390之间发生间隙。由此,能够抑制冷却水经由该间隙漏出。
口,也在别的外壁上开口。
其他实施方式中,控制马达51的动作的控制部也可以设置在壳体30内、例如设置在罩33的
内侧。此外,在本公开的其他实施方式中,也可以不具备控制部。
施。
一要素、其以上或其以下的其他的组合及形态,也落入在本公开的范畴及思想范围中。