[發(fā)明專利]一種汽車發(fā)動機調(diào)溫器及其調(diào)溫方法

有效

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• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102877926A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宏坤
• 申請（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務(wù)所 44239
• 代理人: 黃洋;蓋軍

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種汽車發(fā)動機調(diào)溫器及其調(diào)溫方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)在汽車發(fā)動機上常用的調(diào)溫器是一種石蠟結(jié)構(gòu)的調(diào)溫器，這種調(diào)溫器根據(jù)石蠟熔化膨脹的特性進行工作的。當發(fā)動機水溫低時，調(diào)溫器的主閥門關(guān)閉，副閥門打開，發(fā)動機冷卻水走小循環(huán)，不進行冷卻。當發(fā)動機水溫升高后，石蠟在調(diào)溫器感溫體內(nèi)熔化膨脹，在其膨脹的過程推動其內(nèi)的推桿移動，在推桿移動的同時帶動調(diào)溫器主閥門打開，副閥門關(guān)閉，發(fā)動機冷卻水走大循環(huán)，對發(fā)動機進行冷卻，從而使發(fā)動機溫度降低。此種石蠟調(diào)溫器的工作完全靠發(fā)動機的水溫控制，不能根據(jù)發(fā)動機實際的工況來調(diào)節(jié)調(diào)溫器閥門的開度，不能實現(xiàn)精確控制發(fā)動機的水溫，不利于發(fā)動機油耗及排放的降低。并且這個石蠟調(diào)溫器生產(chǎn)制造過程復(fù)雜，要求生產(chǎn)制造精度高，生產(chǎn)成本高。

隨著排放法規(guī)越來越嚴格的要求，另一種電子調(diào)溫器開始應(yīng)用于新一代的汽車發(fā)動機上。這種電子調(diào)溫器可以根據(jù)發(fā)動機的水溫及實際工況進行工作，這種調(diào)溫器雖然解決了普通石蠟調(diào)溫器的一些缺點，但是其結(jié)構(gòu)還是在普通石蠟調(diào)溫器的基礎(chǔ)上，在調(diào)溫器的感溫體內(nèi)增加了一個電加熱元件來實現(xiàn)的。所以這種電子調(diào)溫器還是根據(jù)石蠟熔化膨脹的特性來打開調(diào)溫器的閥門，還是很難實現(xiàn)對調(diào)溫器閥門開度的精確控制。并且在調(diào)溫器感溫體內(nèi)的電加熱元件與石蠟間的密封要求較高，對密封相關(guān)件的材質(zhì)及技術(shù)有較高的要求，開發(fā)費用及成本都較高。

還有一種帶碟形閥的調(diào)溫器，這種調(diào)溫器用兩個圓形閥片代替了普通石蠟調(diào)溫器的大小循環(huán)閥片，通過步進電機驅(qū)動軸帶動兩圓形閥片的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)類似普通石蠟調(diào)溫器的大小循環(huán)閥門的開啟和關(guān)閉。這種調(diào)溫器雖然脫離了石蠟結(jié)構(gòu)的調(diào)溫器，實現(xiàn)了電機驅(qū)動，但是其大小循環(huán)關(guān)閉時的密封是完全靠閥片的外徑進行的，而此閥片的厚度有限，其密封效果較差，會造成大小循環(huán)關(guān)閉時發(fā)動機防凍液過多的泄漏，不利于實現(xiàn)精確水溫的控制。這種調(diào)溫器在工作中其閥片會受到防凍液水流的沖擊，特別是在閥片處于非完全關(guān)閉狀態(tài)時，在水泵大流量的沖擊下，閥片前后的壓力相差會很大，此時就必須要求步進電機要有很大的自鎖能力或輸出很大的反向扭矩來防止閥片被沖開，而步進電機的自鎖能力和輸出的扭矩是有限的，特別是在車載電源能量有限的情況下，要保證步進電機有很大的自鎖能力和輸出扭矩是很難實現(xiàn)的。而用戶在車輛的實際使用中，工況又是不斷變化的，要想達到精確控制水溫，其閥片的開啟狀態(tài)也是需要不斷變化的，而閥片的每次開啟和關(guān)閉都需要克服水流的沖擊，其可靠性就不容易保證，如果為了實現(xiàn)閥片的精確打開，電機就必須輸出較大的旋轉(zhuǎn)力才能克服來自防凍液的沖擊力，就必須把電機設(shè)計大些，這不利于成本的降低，且布置上不利于實現(xiàn)緊湊和輕量化。另，為實現(xiàn)汽車油耗的降低，特別是在低溫時，發(fā)動機只有快速熱機才能實現(xiàn)油耗的降低，這樣就必須要求調(diào)溫器小循環(huán)閥片把小循環(huán)通道完全打開的同時，大循環(huán)閥片能把大循環(huán)通道完全關(guān)閉，不能有防凍液泄漏，為實現(xiàn)這種要求，兩閥片在驅(qū)動軸上安裝生產(chǎn)時就必須保證有很高的相互垂直度，這不利于批量生產(chǎn)的實現(xiàn)，且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種成本低、易生產(chǎn)、能精確控制的汽車發(fā)動機調(diào)溫器及其調(diào)溫方法。

本發(fā)明的汽車發(fā)動機調(diào)溫器包括殼體，所述殼體的底部設(shè)有進水口，關(guān)鍵在于所述殼體的一端設(shè)有輔助出水口，與輔助出水口相對的另一端設(shè)置有可在殼體內(nèi)活動的活塞閥，所述殼體的頂部沿活塞閥運動方向依次設(shè)置有小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口；所述活塞閥的閥體上設(shè)有軸向的通孔；所述活塞閥與設(shè)置于殼體端部的驅(qū)動結(jié)構(gòu)相連。

上述的汽車發(fā)動機調(diào)溫器的調(diào)溫方法如下：根據(jù)發(fā)動機水溫情況和發(fā)動機工作情況，利用電機來驅(qū)動活塞閥，使活塞閥在汽車發(fā)動機調(diào)溫器的殼體內(nèi)移動，并在打開小循環(huán)出水口的同時關(guān)閉大循環(huán)出水口，或者在打開大循環(huán)出水口的同時關(guān)閉小循環(huán)出水口，或者同時打開部分小循環(huán)出水口和大循環(huán)出水口。在上述過程中，輔助出水口一直保持與進水口連通的狀態(tài)，因此可以保證其他需要連續(xù)供水部件的供水。

具體來說，所述電機根據(jù)水溫傳感器和發(fā)動機控制單元的信號來控制電機軸的轉(zhuǎn)動方向，從而控制活塞閥的移動方向。

具體來說，所述驅(qū)動機構(gòu)為電機，所述電機的電機軸設(shè)有螺紋，所述活塞閥的閥體設(shè)有與電機軸配合的螺孔。通過電機軸的轉(zhuǎn)動，即可驅(qū)動活塞閥在殼體內(nèi)移動，改變電機軸的轉(zhuǎn)動方向，即可改變活塞閥的移動方向。而且，活塞閥運動的驅(qū)動力是通過電機上螺紋驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生的軸向推力實現(xiàn)的，而很小的旋轉(zhuǎn)扭矩就能產(chǎn)生很大的軸向推力，所以對電機的要求不高，有利于設(shè)計的緊湊和輕量化。