溢水除气阀及使用该溢水除气阀的冷却系统和车辆的制作方法

本实用新型涉及一种溢水除气阀及使用该溢水除气阀的冷却系统和车辆。

背景技术：

如图1所示，是一种车辆的冷却系统示意图，冷却系统包括散热器9、冷却水泵1、电机控制器3、驱动电机5、膨胀水箱7。在进行手工加注时，冷却液从散热器进水管10和电机控制器进水管2向冷却水泵两侧的散热器、电机控制器水道溢水。散热器9内部气体经散热器除气管8向膨胀水箱7除气，电机控制器内部气体经电机控制器出水管4除气。冷却液继续加注，当电机水道和散热器水道全部充满冷却液时，系统加注冷却液面达到散热器最高液面示意线M处，散热器除气管被冷却液覆盖，然而由于驱动电机5的布置位置高，驱动电机的水道内（进水管11、出水管6）还没有冷却液。进水管11作为第一冷却管，出水管6作为第二冷却管连接在散热器与驱动电机之间。驱动电机进出水管液面均已经高于散热器除气管口，如果电机出水管6最高位置无除气结构的话，此时会造成电机水道积气，冷却系统中电机支路会因为电机水道积气而无冷却液循环流量，车辆会因为电机过热而无法正常行驶。同理，如果电机控制器的布置位置较高，出水口位置高于散热器除气管位置时，电机控制器支路也会因为同样原因，造成电机控制器水道内部积气而使内部冷却液无法循环，而使电机控制器过温，造成车辆无法正常行驶。

对于水道积气问题，现有的做法多采用在管路上设置一个三通钢管。以电动车为例，车辆冷却管路布置时，当系统热源部件（驱动电机或控制器）的位置高于散热器的除气管路时，通常会在管路上选取一个最高位置并在此处设置一个三通钢管，将三通钢管的旁通支路连通膨胀水箱的除气管路，以达到在加注时除气的目的。但是由于三通钢管连接三根管子后需要固定，以减少三通钢管在随整车振动时的碰撞和摩擦。三通钢管的结构如图2所示。在选取固定点时往往由于位置原因并不能选取合适的高点以达到良好除气的功能，甚至因管路固定会在管路结构中形成一个“几”字形的桥型结构，使积气问题更严重。由于整个冷却管路属于密封管路，在加注过程中管路处于黑匣子状态，无法实时判断是否完成除气。另外，在传统内燃机车上使用三通钢管除气时，又会出现因为除气管路分流而导致的车辆水温低、升温慢，采暖效果差的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种溢水除气阀，以解决现有技术中采用三通钢管除气效果不佳且不可视的技术问题。同时本实用新型还提供一种使用该溢水除气阀的冷却系统及车辆。

为了实现以上目的，本实用新型中溢水除气阀的技术方案如下：溢水除气阀，包括轴向上的两端分别用于与冷却水管连通的阀座，阀座上径向设置有螺纹孔，阀座呈三通管结构，阀座上于螺纹孔处螺纹装配有阀芯，阀芯具有沿其轴向设置的与阀座内部连通的轴向盲孔及沿其径向设置的与所述轴向盲孔连通的用于将冷却水管内的气体排出的排气孔，阀芯具有使排气孔露出的排气位及使排气孔旋入至阀座内的关闭位。

所述阀座由轴向管段和径向设置在轴向管段上的径向凸台构成，所述螺纹孔设置在径向凸台上，所述轴向管段的位于径向凸台两侧的外周壁上均设有防脱倒刺结构。

所述阀芯为空心螺栓，所述轴向盲孔设置在空心螺栓的螺纹段上。

所述阀座上一体注塑设置有连接管。

本实用新型中冷却系统的技术方案如下：

冷却系统，包括冷却水泵、热源部件、散热器，热源部件与冷却水泵之间通过第一冷却水管连接，热源部件与散热器之间设有第二冷却水管，所述第二冷却水管上连接有溢水除气阀，溢水除气阀包括轴向上的两端分别与第二冷却水管连通的阀座，阀座上径向设置有螺纹孔，阀座呈三通管结构，阀座上于螺纹孔处螺纹装配有阀芯，阀芯具有沿其轴向设置的与阀座内部连通的轴向盲孔及沿其径向设置的与所述轴向盲孔连通的用于将第二冷却水管内的气体排出的排气孔，阀芯具有使排气孔露出的排气位及使排气孔旋入至阀座内的关闭位。

所述阀座由轴向管段和径向设置在轴向管段上的径向凸台构成，所述螺纹孔设置在径向凸台上，所述轴向管段的位于径向凸台两侧的外周壁上均设有防脱倒刺结构。

所述阀芯为空心螺栓，所述轴向盲孔设置在空心螺栓的螺纹段上。

本实用新型中车辆的技术方案如下：

车辆，包括车架，车架内设有冷却系统，冷却系统包括冷却水泵、热源部件、散热器，热源部件与冷却水泵之间通过第一冷却水管连接，热源部件与散热器之间设有第二冷却水管，其特征在于：所述第二冷却水管上连接有溢水除气阀，溢水除气阀包括轴向上的两端分别与第二冷却水管连通的阀座，阀座上径向设置有螺纹孔，阀座呈三通管结构，阀座上于螺纹孔处螺纹装配有阀芯，阀芯具有沿其轴向设置的与阀座内部连通的轴向盲孔及沿其径向设置的与所述轴向盲孔连通的用于将第二冷却水管内的气体排出的排气孔，阀芯具有使排气孔露出的排气位及使排气孔旋入至阀座内的关闭位。

所述阀座由轴向管段和径向设置在轴向管段上的径向凸台构成，所述螺纹孔设置在径向凸台上，所述轴向管段的位于径向凸台两侧的外周壁上均设有防脱倒刺结构。

所述阀芯为空心螺栓，所述轴向盲孔设置在空心螺栓的螺纹段上。

本实用新型的有益效果：当车辆冷却系统的散热器布置位置不合理或整车除气不良时均可安装本实用新型的溢水除气阀，将溢水除气阀设置在布置位置高于散热器上除气管的热源部件（驱动电机或电机控制器等）的出水管路的最高位置处。在冷却液加注时，将阀芯旋出一定距离，使其处于排气位，冷却系统的中水在流经此处时，管路中气体会通过排气孔排出。当加注到一定程度时，系统中气体基本排出，此时会有水从该排气孔溢出。然后将阀芯旋入，使其处于关闭位，冷却系统在冷却泵的作用下进行水路循环，进一步排出系统中的气体。通过设置本实用新型的溢水除气阀，可以有效解决冷却系统积气问题。本实用新型冷却系统中的溢水除气阀还具有能够选择系统管路中的最高位置进行布置的特点，无需选择固定点。另外，在解决积气问题的同时，可以通过观察是否有水从排气孔溢出进而判断除气是否完成，除气过程可视。

附图说明

图1是现有技术中车辆内的冷却系统的结构示意图；

图2是现有技术中的三通钢管的结构示意图；

图3是本实用新型冷却系统的实施例1的结构示意图；

图4是图3中的溢水除气阀的结构示意图（阀处于关闭位）；

图5是图3中的溢水除气阀的结构示意图（阀处于排气位）；

图6是本实用新型冷却系统的实施例2中的溢水除气阀的结构示意图（阀处于关闭位）；

图7是本实用新型冷却系统的实施例2中的溢水除气阀的结构示意图（阀处于排气位）。

具体实施方式

本实用新型冷却系统的实施例1：如图3所示，包括冷却水泵2、驱动电机5、散热器9、膨胀水箱7、电机控制器3，驱动电机5与冷却水泵2之间通过第一冷却水管11连接，驱动电机5与散热器9之间设有第二冷却水管12。第二冷却水管12上连接有溢水除气阀13，第二冷却水管由水平管12a、弯管12b构成，水平管12a连接在散热器9上，弯管12b连接在驱动电机5上。弯管12b为弯接头，水平管12a只是相对的说法，水平管12a实际上也是由几段直管连接成的弯折管。通过设置溢水除气阀，可以起到排气的作用，使得冷却管路中可以充满冷却液。图3中的箭头表示相应水或气体的流向，溢水除气阀13两侧的虚箭头表示气体向低压处流动，进行排气。溢水除气阀的结构如下：

如图4所示，溢水除气阀13包括轴向上的两端分别与第二冷却水管连通的阀座130，阀座130上径向设置有螺纹孔，阀座呈三通管结构，阀座130上于螺纹孔处螺纹装配有阀芯131。阀座130由轴向管段135和径向设置在轴向管段上的径向凸台137构成，螺纹孔设置在径向凸台137上。阀芯131具有沿其轴向设置的与阀座内部连通的轴向盲孔134及沿其径向设置的与轴向盲孔134连通的用于将第二冷却水管内的气体排出的排气孔133，阀芯131具有使排气孔133露出的排气位及使排气孔旋入至阀座130内的关闭位。在关闭位时，阀芯131拧入阀座内且至拧紧状态，通过套设在阀芯上的密封垫圈132密封。本实施例中阀芯131为空心螺栓，轴向盲孔设置在空心螺栓的螺纹段上，排气孔设置在该螺纹段的一侧，排气孔孔径1.5mm。为了提高密封效果，空心螺栓采用锥形密封螺纹。

溢水除气阀的阀座130、阀芯131采用尼龙塑料制成。轴向管段135的位于径向凸台两侧的外周壁上均设有防脱倒刺结构136，防脱倒刺结构是在注塑成型时一体注塑的。通过设置防脱倒刺结构，防止在与相邻的橡胶管（冷却水管）连接时出现拔脱。溢水除气阀的两端插入到冷却水管中，通过卡箍紧固。

在手工进行冷却液加注时，将阀芯131向上旋出，直至排气孔133完全露出，如图5所示。开始加注冷却液，加注过程中可以听到排气孔中有轻微的向外排气的气流声。当冷却液加注液面达到溢水除气阀位置的高度时，冷却液会从排气孔流出，此时说明冷却系统已经完成排气，此时应暂停加注冷却液，然后将阀芯旋入阀座中并拧紧，排气孔不再排气排水。然后继续加注冷却液，当加注液面达到膨胀水箱的最大液面时，停止加注，进行水管路的循环以进一步对冷却系统排气。当冷却水泵运行10min后，观察膨胀水箱液面是否有变化，将冷却液补充至膨胀水箱MAX线位置即完成冷却系统加注。

本实用新型冷却系统中的溢水除气阀使用塑料制成，可以有效减轻重量，通过模具可以实现大规模生产，降低成本。当车辆冷却系统的散热器布置位置不合理或整车除气不良时均可安装溢水除气阀，可以有效解决冷却系统积气问题。本实用新型冷却系统中的溢水除气阀还具有能够选择系统管路中的最高位置进行布置的特点，无需选择固定点。另外，在解决积气问题的同时，除气过程可视，可以通过观察，判断除气是否完成。

上述实施例中，驱动电机、电机控制器均是热源部件，驱动电机与散热器之间的冷却水管作为第二冷却水管。在其它实施例中，当电机控制器的位置较高时，也可将溢水除气阀设置在连接在散热器与电机控制器之间的冷却水管上。

本实用新型冷却系统实施例2，与实施例1的区别在于，将溢水除气阀与其两侧水管作为一个整体制造，作为气阀总成。如图6-7所示，该气阀总成由溢水除气阀与橡胶管构成，溢水除气阀与实施例1中溢水除气阀的结构相同，溢水除气阀包括阀芯131、阀座130。溢水除气阀一次注塑成型后，直橡胶管15和橡胶管弯头14与溢水除气阀通过二次注塑成气阀总成。橡胶管弯头作为与驱动电机或电机控制器的出水口直接相连的连接管，直橡胶管作为与散热器连接的连接管，该直橡胶管也可根据具体的布局情况设置成弯折管。根据电机或控制器布置位置和冷却管路走向要求，直橡胶管和橡胶管弯头可以根据任意长度和走向进行硫化加工。此气阀总成可以在500KPa的爆破压力下实现良好密封，且对橡胶管耐热老化性能基本无影响，可以满足乘用车、商用车及工程机械类等所有车辆的冷却管路耐压和耐热老化要求。

在上述两种实施例中，阀芯均是采用空心螺栓，在其它实施例中，也可采用制作一个空心螺柱的结构，在空心螺柱的侧壁上径向设置一个排气孔，然后在空心螺柱上端设置一个便于旋拧的螺帽或小手柄。

本实用新型溢水除气阀的实施例，溢水除气阀的结构与上述冷却系统实施例中的溢水除气阀的结构相同，具体实施方式不再详述，可参照上述实施例的内容及附图4-7。

本实用新型车辆的实施例，车辆包括车架及设置在车架内的动力系统、冷却系统，冷却系统与上述冷却系统实施例的冷却系统结构一致。具体实施方式不再详述。