一种用于内燃机的三级开启式电子调温器结构的制作方法

1.本发明属于内燃机冷却系统技术领域，具体涉及一种用于内燃机的三级开启式电子调温器结构。


背景技术：

2.目前，内燃机广泛采用的是传统蜡式调温器进行冷却液温度调节，传统蜡式调温器具有结构简单、性能可靠、价格低等优点，但也存在一定的局限性，传统调温器结构如下：
3.当冷却温度低于规定值时，调温器感温体内的精致石蜡呈固态，调温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和调温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。此结构下，在小循环中，发动机机体的温度会快速上升，高温后能够保证热效率也就是动力的提升，冷却液的快速升温至关重要，高温后能够保证热效率也就是动力的提升。同时高温冷却液会融化掉调温器内的石蜡，石蜡逐渐膨胀挤压并关闭小循环路径，此时冷却液整体的温度会缓慢上升；直到石蜡被高温作用到完全关闭小循环路径，之后进入大循环时冷却液与机体都已经达到了理想的高温状态，发动机则能够以最佳热效率体现性能与低油耗了。
4.所以，实现冷却液的快速升温有利于快速关闭小循环，进入大循环，使发动机实现最佳热效率，提高能量利用率。传统结构下的蜡式调温器中两级开启小循环中冷却液升温较慢，对冷却液的快速升温产生了极大的限制，因此对原有的结构进行改造升级使得冷却液的快速升温成为发展的需要。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种能够快速提升冷却液升温速度的用于内燃机的三级开启式电子调温器结构。
6.本发明采用的技术方案是：一种三级开启式电子调温器结构，包括上罩体、下罩体和调温器本体，所述上罩体与下罩体固定连接，所述上罩体与下罩体内部形成的空间内设有冷却液流通的第一通道和第二通道，所述调温器本体安装于第一通道和第二通道内，所述上罩体上设有连通散热器入口的第一接口，所述下罩体上设有连通发动机水泵入口的第二接口和连通发动机冷却水通道出口的第三接口，所述调温器本体用于在冷却液升温过程中动作依次实现第一级开启、第二级开启和第三级开启，所述第一级开启为第一通道开启、第二通道关闭，所述第二级开启为第一通道开启、第二通道开启，所述第三级开启为第一通道关闭、第二通道开启。
7.进一步地，所述调温器本体包括大循环阀门、小循环阀门、付阀门、感温器、支架、第一弹簧、第二弹簧和第三弹簧，所述支架固定于第一通道和第二通道内，所述感温器贯穿所述大循环阀门、小循环阀门、付阀门和支架，所述大循环阀门设置于感温器上端与上罩体
密封接触，所述小循环阀门设置于感温器中部与支架底部密封接触，所述付阀门设置于感温器底端，所述第一弹簧顶端与大循环阀门接触、底端与支架接触，所述第二弹簧顶端与感温器上端限位接触、底端与支架接触，所述第三弹簧顶端与小循环阀门底部接触、底端与付阀门接触。
8.进一步地，所述大循环阀门包括第一密封板和第一密封圈，所述第一密封板内侧与感温器外壁密封配合，第一密封板外侧设置于第一密封圈内部，所述第一密封圈外侧边缘与上罩体的通道内壁密封接触，所述第一弹簧顶端与第一密封板底面接触。
9.进一步地，所述小循环阀门包括第二密封板、第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封板内侧设置于第二密封圈内部、外侧设置于第三密封圈内部，所述第二密封圈顶部及内侧与感温器外壁密封配合，所述第三密封圈外侧边缘与支架的内壁下端密封配合，所述第三弹簧顶端与第二密封板底面接触。
10.进一步地，所述付阀门包括侧板、底板和顶板，所述侧板为上端直径大、下端直径小的锥形结构，底板外侧与侧板底部固定连接、内侧与感温器外壁限位且密封配合，顶板为与小循环阀门的第三密封圈相匹配的环状板，第三弹簧底端与底板顶面接触。
11.进一步地，所述感温器包括推杆、感应器、第一胶圈和第二胶圈，所述推杆顶部固定于上罩体上，推杆底部位于感应器内，所述第一胶圈固定于感应器顶部且位于大循环阀门上方，所述第二胶圈底端与小循环阀门顶部接触、顶端与感应器外壁限位接触，感应器底端设有与付阀门限位配合的限位块。
12.进一步地，所述支架包括顶部圆环、底部圆环和中部圆环，所述顶部圆环嵌入上罩体内部，底部圆环贴合下罩体内壁布置，中部圆环环绕感温器布置，顶部圆环与底部圆环之间通过间隔布置的多个竖向支撑条固定连接，底部圆环与中部圆环之间通过间隔布置的多个横向支撑条固定连接，所述第二弹簧底部支撑于中部圆环顶部。
13.进一步地，所述上罩体上设有用于排气的第三通道，第三通道顶端和底端分别连通大循环阀门上端和下端的空间，第三通道内设置第一球阀，所述第三通道为上段直径小、下段直径大的变径式通道，第一球阀直径大于上段直径且小于下段直径，所述支架顶部设置于第三通道的下段底部。
14.更进一步地，所述支架上设有用于排气的第四通道，第四通道的顶端和底端分别连通小循环阀门上端和下端的空间，第四通道内设定第二球阀，第四通道为上段直径大、下段直径小的变径式通道，第二球阀直径小于上段直径且大于下段直径，所述第一弹簧底部支撑于第四通道的上段顶部。
15.本发明的有益效果是：
16.1、本发明能有效提高水温升温速度及效率：上下罩体内设置的调温器本体，在初始状态时，大小循环都关闭，此时缸体中的水相对静止，可以实现缸体的水快速升温；随着水温升高小循环阀门打开(即实现一级开启)，流量逐渐增大，水温上升速度逐渐降低，加热推杆加热石蜡，让石蜡受热膨胀产生膨胀力，膨胀力传递给推杆，转化为推杆的推力打开大循环阀门(即实现二级开启)，调节流量，控制水温上升，直至小循环全部关闭，大循环完全打开(即实现三级开启)，通过对流量的控制调节水温上升的速度，从而提高内燃机效率。
17.2、本发明能有效提高结构可靠性：
18.①
本发明在上罩体和支架上分别设置由通道和球阀组成的摆阀，即双摆阀设计，
添加冷却液时排气功能，能有效防止冷却液中混入空气导致发动机过热，调温器正常运行时关闭摆阀，能防止水泄漏过大。第一个摆阀位于支架上端与罩体连接开孔处，使用支架的橡胶结构来保证正常使用过程中的低泄漏；第二个是在支架上开孔，位于支架与第一弹簧下端处，使用弹簧来防止球阀窜出，降低零件数量和工艺装配难度。
19.②
第三弹簧可以起到单向阀的作用，在感应器失效后，腔体内水压过高时，向下推动小循环阀门，实现小循环阀门可以被水压打开，避免发动机压力和温度过高，实现故障保护功能。
附图说明
20.图1为本发明第一视角的剖面示意图。
21.图2为本发明第二视角的剖面示意图。
22.图3为本发明第三视角的剖面示意图。
23.图中，1-上罩体；2-下罩体；3-调温器本体；4-第一通道；5-第二通道；6-第一接口；7-第二接口；8-第三接口；9-大循环阀门；9.1-第一密封板；9.2-第一密封圈；10-小循环阀门；10.1-第二密封板；10.2-第二密封圈；10.3-第三密封圈；11-付阀门；11.1-侧板；11.2-底板；11.3-顶板；12-感温器；12.1-推杆；12.2-感应器；12.3-第一胶圈；12.4-第二胶圈；12.5-限位块；13-支架；13.1-顶部圆环；13.2-底部圆环；13.3-中部圆环；13.4-竖向支撑条；13.5-横向支撑条；14-第一弹簧；15-第二弹簧；16-第三弹簧；17-第三通道；17.1-上段；17.2-下段；18-第一球阀；19-第四通道；19.1-上段；19.2-下段；20-第二球阀。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
25.如图1-3所示，本发明提供一种三级开启式电子调温器结构，包括上罩体1、下罩体2和调温器本体3，所述上罩体1与下罩体2固定连接，所述上罩体1与下罩体2内部形成的空间内设有冷却液流通的第一通道4和第二通道5，所述调温器本体3安装于第一通道4和第二通道5内，所述上罩体1上设有连通散热器入口的第一接口6，所述下罩体2上设有连通发动机水泵入口的第二接口7和连通发动机冷却水通道出口的第三接口8，第三接口8与第二接口7之间通道形成第一通道4，第三接口8与第一接口6之间通道形成第二通道5，所述调温器本体3用于在初始状态时保持第一通道4和第二通道5都关闭，用于在冷却液升温过程中动作依次实现第一级开启、第二级开启和第三级开启，所述第一级开启为第一通道4开启、第二通道5关闭，所述第二级开启为第一通道4开启、第二通道5开启，所述第三级开启为第一通道4关闭、第二通道5开启。
26.上述方案中，所述调温器本体3包括大循环阀门9、小循环阀门10、付阀门11、感温器12、支架13、第一弹簧14、第二弹簧15和第三弹簧16，所述支架13固定于第一通道4和第二通道5内，所述感温器12贯穿所述大循环阀门9、小循环阀门10、付阀门11和支架12，所述大循环阀门9设置于感温器12上端与上罩体1密封接触，所述小循环阀门10设置于感温器12中部与支架13底部密封接触，所述付阀门11设置于感温器12底端，所述第一弹簧14顶端与大
循环阀门9底部接触、底端与支架13的底部圆环13.2接触，所述第二弹簧15顶端与感温器12上端限位接触、底端与支架13的中部圆环13.3接触，所述第三弹簧16顶端与小循环阀门10底部接触、底端与付阀门11接触。第一弹簧14、第二弹簧15和第三弹簧16在初始状态都处于压缩状态，保证第一通道4和第二通道5都关闭。
27.上述方案中，所述大循环阀门9包括第一密封板9.1和第一密封圈9.2，所述第一密封板9.1内侧与感温器12外壁密封配合，第一密封板9.1外侧设置于第一密封圈9.2内部，所述第一密封圈9.2外侧边缘与上罩体1的通道内壁密封接触，所述第一弹簧14顶端与第一密封板9.1底面接触。
28.上述方案中，所述小循环阀门10包括第二密封板10.1、第二密封圈10.2和第三密封圈10.3，所述第二密封板10.1内侧设置于第二密封圈10.2内部、外侧设置于第三密封圈10.3内部，所述第二密封圈10.2顶部及内侧与感温器12外壁密封配合，所述第三密封圈10.3外侧边缘与支架13的底部圆环13.2内壁下端密封接触，所述第三弹簧16顶端与第二密封板10.1底面接触。
29.上述方案中，所述付阀门11包括侧板11.1、底板11.2和顶板11.3，所述侧板11.1为上端直径大、下端直径小的锥形结构，底板11.2外侧与侧板11.1底部固定连接、内侧与感温器12外壁限位且密封配合，顶板11.3为与小循环阀门10的第三密封圈10.3或管口内壁相匹配的环状板，第三弹簧16底端与底板11.2顶面接触。
30.上述方案中，所述感温器12包括推杆12.1、感应器12.2、第一胶圈12.3和第二胶圈12.4，所述推杆12.1顶部固定于上罩体上，推杆12.1底部位于感应器12.2内，所述第一胶圈12.3固定于感应器12.2顶部且位于大循环阀门9上方，与大循环阀门9之间间隔一定距离，所述第二胶圈12.4底端与小循环阀门10的第二密封圈10.2顶部接触、顶端与感应器12.2外壁限位接触，在感应器12.2向下运动时能推动第二胶圈12.4、小循环阀门10一起向下运动，感应器12.2底端设有与付阀门11限位配合的限位块12.5。
31.上述方案中，所述支架13包括顶部圆环13.1、底部圆环13.2和中部圆环13.3，所述顶部圆环13.1嵌入上罩体内部，底部圆环13.2贴合下罩体2内壁布置，中部圆环13.3环绕感温器12布置，顶部圆环13.1与底部圆环13.2之间通过间隔布置的多个竖向支撑条13.4固定连接，竖向支撑条13.4顶部与上罩体1之间限位布置，底部圆环13.2与中部圆环13.3之间通过间隔布置的多个横向支撑条13.5固定连接，所述第二弹簧15底部支撑于中部圆环13.3顶部。
32.上述方案中，所述上罩体1上设有用于排气的第三通道17，第三通道17顶端和底端分别连通大循环阀门9上端和下端的空间，第三通道17内设置第一球阀18，所述第三通道17为上段17.1直径小、下段17.2直径大的变径式通道，第一球阀18直径大于上段17.1直径且小于下段17.2直径，所述支架13顶部设置于第三通道的下段17.2底部，防止第一球阀18从第三通道掉出。
33.上述方案中，所述支架13上设有用于排气的第四通道19，第四通道19的顶端和底端分别连通小循环阀门上端和下端的空间，第四通道19内设定第二球阀20，第四通道19为上段19.1直径大、下段19.2直径小的变径式通道，第二球阀20直径小于上段19.1直径且大于下段19.2直径，所述第一弹簧14底部支撑于第四通道19的上段19.1顶部。
34.本发明的工作原理为：初始状态下，大小循环(即第一通道4和第二通道5)全关闭，
此时缸体中的冷却液几乎不流动，可以短暂的使缸体中的冷却液快速升温，在升温过程中感温器12感受到水温上升，使得感应器12.2内的石蜡受热膨胀产生膨胀力，膨胀力传递给推杆12.1，转化为推杆12.1的推力，推杆12.1向下运动过程中，带动感应器12.2向下，向下挤压第二胶圈12.4，带动小循环阀门10向下运动，小循环阀门10压缩第三弹簧16，在第三弹簧16弹力的作用下带动付阀门11共同向下运动，此时，小循环(即第一通道4)开启，实现第一级开启，升温后的水通过小循环回到缸体，同时，在水升温过程中，感应器12.2感受水温能力增强，推杆12.1继续挤压第三弹簧16带动小循环阀门10继续向下运动，感应器12.2和大循环阀门9配合和密封，实现初始时候感应器12.2动，大循环阀门9不动的功能，在运动过程中，带动感应器12.2顶端第一胶圈12.3向下，逐渐与大循环阀门9上端接触，并向下挤压第一弹簧14，大循环(即第二通道5)逐渐开启，此时大小循环同时开启，实现第二级开启，在推力直至付阀门11压住小循环管口，至此，小循环关闭，第一胶圈12.3继续向下挤压大循环阀门9，在推力和第一胶圈12.3的推动下，带动大循环阀门9向下运动，使得大循环完全开启，实现第三级开启。
35.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。