專利名稱：汽車發動機水溫控制閥的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于汽車領域，具體是中型以上汽、柴油汽車發動機的水溫恒定、車廂內采暖和擋風玻璃除霜用水溫自動控制器。
背景技術：
目前中型以上汽、柴油汽車采暖主要采用燃油式采暖裝置、尾氣加熱式采暖裝置、和發動機節溫器三種。燃油式汽車采暖裝置是通過燃油燃燒對系統內的水進行加熱，然后利用循環系統和散熱器、除霜器來實現汽車車廂內的取暖和檔風玻璃的除霜。但是，由于燃油式汽車采暖裝置結構比較復雜、體積較大，致使該系統制造成本較高，故障發生率加大、維護、維修成本較大，還有就是燃油式汽車采暖裝置由于是以燃油燃燒為熱源，造成該裝置運行成本較高，再就是該裝置由于燃油燃燒不完全會造成大氣污染和車廂內產生異味。
尾氣加熱式采暖裝置是利用該裝置吸收發動機排出的尾氣熱量對發動機的冷卻水進行二次加熱，然后利用循環系統和散熱器、除霜器對車廂內供暖和檔風玻璃除霜。但是，該裝置同樣存在結構復雜、體積大、制造成本高的缺點，另外該裝置的主要部分內焊接點過多，容易造成內漏，致使維修成本加大，且水容積較大，循環水的升溫緩慢，致使采暖時間過長。及主體是安裝在發動機的排氣管上，會使發動機排氣不暢，動力下降，油耗增加，甚至于長期使用會由于該裝置主體內積碳過多而造成發動機排氣堵塞。
發動機節溫器是利用了乙醚熱縮冷漲的工作特性，隨著水溫的升高逐漸開啟的，所以在發動機還沒有達到最佳工作溫度80-90℃時(此時發動機動力性、經濟性最佳)，節溫器已經開始工作，發動機散熱器已經對發動機冷卻水進行散熱，所以發動機很難達到最佳工作溫度，特別是冬季。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，設計一種不需要借用其他任何熱源的前提下，單純利用發動機工作時所產生的熱量，通過控制汽車發動機冷卻系的大、小循環，從而使發動機冷卻水溫度控制在設定的范圍內的汽車發動機水溫控制閥。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是該汽車發動機水溫控制閥，其特征在于閥門為將電磁閥與球閥制作為一體的兩用閥門。該汽車發動機水溫控制閥的主要功能是在發動機處于低溫運轉時，利用該水溫控閥及控制通斷電路將發動機冷卻系的大循環水路阻斷，使發動機的冷卻水處于小循環狀態，此時，發動機散熱器不對發動機冷卻水進行散熱，所以發動機冷卻水的溫度迅速升高，從而使發動機的溫度迅速達到和接近最佳工作溫度80-90℃。
閥門包括閥體、閥體中間設有隔離體，閥體一側為電磁閥，另一側為球閥，閥體下端為進水口，上端為出水口，通過密封墊、閥蓋，螺絲密封固定連接為一體。
安裝在閥體一側的電磁閥包括電控閥蓋、電磁線圈、膜片、導向軸、電磁感應軸、導向器、密封墊、彈簧、密封圈、線圈護罩、膜片壓板、墊片、螺絲，電磁閥的膜片通過膜片壓板、密封圈、電控閥蓋、螺絲固連在閥體一側，導向軸、彈簧、電磁感應軸安裝在電磁線圈腔體內，導向器套在導向軸外，電磁感應軸與導向軸通過密封圈密封連接，導向器與電控閥蓋通過密封墊密封連接，整個電磁閥通過螺栓固連在閥體上。
安裝在閥體另一側的球閥，包括閥球、球閥控制軸、尼龍圈、壓緊套、壓板、手柄、螺絲，閥體腔體內設有隔離體，閥球安裝在隔離體的另一側的腔體內，閥球上下端安裝尼龍圈，上端尼龍圈外設置壓板通過螺栓固定，閥球外側開一槽，球閥控制軸一端安裝在槽內，球閥控制軸套裝有尼龍圈、壓緊套、手柄通過螺絲固定。
與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是采用了電磁閥與手控球閥并聯相結合的方式，將電磁閥與手控球閥設計為一體，兩閥共用一個進、出水口，并設計與其相配套的安裝在發動機機體上的與水溫傳感器BT1、BT2相匹配的信號放大器，通過水溫傳感器BT1、BT2，信號放大器、繼電器J對電磁閥的電磁線圈的通斷進行控制以達到對發動機溫度進行恒定控制的目的。實現了在不需要借用其他任何熱源的前提下，單純利用發動機工作時所產生的熱量，將發動機冷卻水迅速穩定的控制在80-90℃之間，然后通過循環系統和散熱器、除霜器實施對車廂內送暖和檔風玻璃除霜。同時具有體積小、重量輕、結構簡單、便于安裝、制造成本低、故障率低、維修簡單、操作方便、發動機升溫快10分鐘可升至80-90℃，并可穩定地保持在發動機最佳工作溫度，工作性能好、節油油耗L/100KM降低2個百分點、車廂供暖及時等優點。
圖1是本實用新型實施例的閥門結構剖示示意圖；圖2是本實用新型實施例閥門的俯視結構示意圖；圖3是本實用新型實施例閥門的左視結構示意圖；圖4是本實用新型實施例的閥門通斷控制電路原理圖。
圖1-4是本實用新型的最佳實施例，其中1電磁感應軸2電磁線圈3墊片4線圈護罩5導向器6、8、9螺絲7、25密封圈10閥蓋11壓板12閥球13、16尼龍圈14球閥控制軸15壓緊套17閥體18、27密封墊19手柄20膜片21電控閥蓋22膜片壓板23導向軸24彈簧26螺母。R1-R12電阻Q1-Q2三端穩壓器W1-W4電位器F蜂鳴器J繼電器D電磁閥T1-T4三極管BT1-BT2水溫傳感器IC1施密特觸發器。
具體實施方式
以下結合附圖1-4對本實用新型的汽車發動機水溫控制閥做進一步說明參照圖1-3該汽車發動機水溫控制閥，為將電磁閥與球閥制作為一體的兩用閥門。主要由閥體17、閥體17中間設有隔離體，閥體17一側為電磁閥，另一側為球閥，閥體17下端為進水口，上端為出水口組成，通過密封墊18、閥蓋10，螺栓9密封固定連接為一體。閥體17一側的電磁閥由電控閥蓋21、電磁線圈2、膜片20、導向軸23、電磁感應軸1、導向器5、密封墊27、彈簧24、密封圈25、7、線圈護罩4、膜片壓板22、墊片3、螺栓6組成，電磁閥的膜片20通過膜片壓板22、密封圈7、電控閥蓋21、螺栓6固連在閥體17一側，導向軸23、彈簧24、電磁感應軸1安裝在電磁線圈2腔體內，導向器5套在導向軸23外，電磁感應軸1與導向軸23通過密封圈25密封連接，導向器5與電控閥蓋21通過密封墊27密封連接，整個電磁閥通過螺栓6固連在閥體17上。閥體17另一側的球閥，由閥球12、球閥控制軸14、尼龍圈16、13、壓緊套15、壓板11、手柄19、螺栓8、9、6組成，閥體17腔體內設有隔離體，閥球12安裝在隔離體的另一側的腔體內，閥球12上下端安裝尼龍圈16，上端尼龍圈16外設置壓板11通過螺栓固定，閥球12外側開一槽，球閥控制軸14一端安裝在槽內，球閥控制軸14套裝有尼龍圈13、壓緊套15、手柄19通過螺母固定。
參照圖4電源為24V或12V汽車電瓶直流電，經過兩只三端穩壓器Q1、Q2后為5V直流電。當發動機溫度變化時，水溫傳感BT1、BT2器的電阻值也隨之變化，這個變化經取樣電路變為電信號經三極管T1、T2放大后，再經過調整電路輸入施密特觸發器IC1，當電信號足夠大時，施密特觸發器IC1翻轉，輸出高電平，使三極管T4飽和導通，繼電器J導通，電磁閥D打開，發動機冷卻系進入大循環狀態，使發動機溫度下降，當發動機溫度達到設定80-90℃要求時，施密特觸發器IC1再次翻轉，輸出低電平，三極管T1由導通變為截止狀態，繼電器J斷開，被控電磁閥D關閉，發動機冷卻系進入小循環狀態。如此往復，使發動機冷卻水的溫度保持在80-90℃之間，以滿足汽車采暖系統的需要。當發動機冷卻水溫度超過設定值95℃時蜂鳴器F發出聲音，提示駕駛員發動機水溫過高，此時駕駛員只需將手控球閥手柄19打開，發動機冷卻系被強制處于大循環狀態，使發動機降溫。
第二、為了防止一旦電磁閥或控制電路發生故障，發動機機體內水溫達到90℃時，電磁閥控制電路不能打開，容易造成發動機溫度過高而對發動機造成損壞。在此基礎上加裝了一個高溫報警系統，當發動機水溫高于95℃時，該系統通過獨立設置在發動機機體上的水溫傳感器BT2，信號放大器、蜂鳴器F發出聲音，向駕駛員報警。
第三、為了防止由于電磁閥及控制電路產生故障或夏季由于電磁閥控制可通過的水路截面積過小而造成發動機水溫過高致使車輛停駛，故與電磁閥并聯了一個手控球閥，一旦出現因發動機水溫過高而報警的現象，在排除發動機冷卻系其他故障的前提下，駕駛員只需將手控球閥手柄19打開，發動機冷卻系就會處于大循環狀態，此時水路通斷電控裝置失效。
本著實用、簡單、成本低廉、工作可靠、操作簡便的原則，本實用新型采用了電磁閥與手控球閥并聯相結合的方式。將電磁閥與手控球閥設計為一體，兩閥共用一個進、出水口，并設計了安裝在發動機機體上的與水溫傳感器BT1、BT2相匹配的信號放大器，通過水溫傳感器BT1、BT2，信號放大器、繼電器J對電磁閥的電磁線圈的通斷進行控制以實現對發動機溫度進行恒定控制的目的。本實用新型的主要內容為1、將電磁閥與手控球閥通過鑄造的方式合而為一，以實現結構緊湊、體積小、便于安裝的目的(如圖1所示)。2、對發動機水溫傳感器BT1、BT2的信號進行傳遞和放大，通過信號放大器對低溫斷電、高溫通電、超高溫報警三個信號點進行放大處理，從而對電磁閥的通斷和超高溫蜂鳴器F進行控制(如圖2所示)。
本實用新型的工作過程是穩壓器Q1、Q2為電路提供工作電壓。當溫度變化時，起控制作用的水溫傳感器BT1、起報警作用的水溫傳感器BT2的電阻值也隨之變化，這個變化經取樣電路變為電信號。BT1的電信號經三極管T1、T2放大后，再經過電位器W3、W4調整輸入施密特觸發器IC1。當電信號足夠大時，施密特觸發器IC1翻轉，輸出高電平，使三極管T4飽和導通，繼電器J動作，被控制水閥打開，發動機冷卻系進入大循環狀態，即冷卻系的循環水經過發動機水泵—發動機機體水套—散熱的膠管—散熱器上水室--散熱器下水室—膠管—發動機水泵即完成一個工作循環，使發動機溫度下降。當發動機溫度低于設定值80-90℃時，施密特觸發器IC1再次翻轉，輸出低電平，三極管T4由導通變為截止狀態，繼電器J斷開，被控電磁閥D關閉，發動機冷卻系進入小循環狀態，即冷卻系的循環水經過發動機水泵--發動機機體水套—水泵即完成一個工作循環。該小循環水由于不經過散熱器，因此升溫迅速可快速達到設定值80-90℃。當發動機冷卻水溫度超過限定值95℃時，水溫傳感器BT2的電信號致使施密特觸發器IC1控制三極管T3導通，蜂鳴器F發出聲音，提示駕駛員發動機水溫過高，此時駕駛員只需將手控水閥手柄19打開，發動機冷卻系即被強制處于大循環狀態，使發動機降溫。如此往復，使發動機冷卻水的溫度保持在80-90℃之間，以滿足汽車采暖系統的需要。
本實用新型經在魯C-26146號亞星JS6101G1C84H大客車上實驗(注該車為康明斯JQB210-10柴油發動機)路試，在環境溫度為十15℃的條件下與尾氣加熱采暖裝置進行數據對比實驗，實驗數據見下表。
產品實驗數據對照表 注環境溫度+15℃由以上數據對照表可以看出，在同一臺車上安裝發動機溫度控制器及電控系統，無論從發動機升溫速度、油耗、采暖效果還是發動機溫度穩定性上均優于尾氣加熱采暖裝置。由此顯現出了本實用新型的先進性和實用性。
本實用新型的機械部分可以銅、鋁、灰鐵、碳鋼等金屬材料鑄造加工而成，但考慮到制造成本和產品的美觀及質量，最好用碳鋼進行精密鑄造、加工。考慮到本實用新型所形成的產品需長期浸泡在水或弱酸弱堿的液體中進行工作，如圖1所示閥球、閥球控制軸、導向軸、電磁感應軸、導向器、彈簧、螺絲最好用不銹鋼制造或普通碳鋼加工后進行表面鍍烙處理。
權利要求1.汽車發動機水溫控制閥，其特征在于為將電磁閥與球閥制作為一體的兩用閥門。
2.根據權利要求1所述的汽車發動機水溫控制閥，其特征在于兩用閥門包括閥體(17)、閥體(17)中間設有隔離體，閥體(17)一側為電磁閥，另一側為球閥，閥體(17)下端為進水口，上端為出水口，通過密封墊(18)、閥蓋(10)，螺絲(9)密封固定連接為一體。
3.根據權利要求1或2所述的汽車發動機水溫控制閥，其特征在于安裝在閥體(17)一側的電磁閥包括電控閥蓋(21)、電磁線圈(2)、膜片(20)、導向軸(23)、電磁感應軸(1)、導向器(5)、密封墊(27)、彈簧(24)、密封圈(25)、(7)、線圈護罩(4)、膜片壓板(22)、墊片(3)、螺絲(6)，電磁閥的膜片(20)通過膜片壓板(22)、密封圈(7)、電控閥蓋(21)、螺絲(6)固連在閥體(17)一側，導向軸(23)、彈簧(24)、電磁感應軸(1)安裝在電磁線圈(2)腔體內，導向器(5)套在導向軸(23)外，電磁感應軸(1)與導向軸(23)通過密封圈(25)密封連接，導向器(5)與電控閥蓋(21)通過密封墊(27)密封連接，整個電磁閥通過螺絲(6)固連在閥體(17)上。
4.根據權利要求3所述的汽車發動機水溫控制閥，其特征在于安裝在閥體(17)另一側的球閥，包括閥球(12)、球閥控制軸(14)、尼龍圈(13)、(16)、壓緊套(15)、壓板(11)、手柄(19)、螺絲(6)、(8)、(9)，閥體(17)腔體內設有隔離體，閥球(12)安裝在隔離體的另一側的腔體內，閥球(12)上下端安裝尼龍圈(16)，上端尼龍圈(16)外設置壓板(11)通過螺絲(8)固定，閥球(12)外側開一槽，球閥控制軸(14)一端安裝在槽內，球閥控制軸(14)套裝有尼龍圈(13)、壓緊套(15)、手柄(19)通過螺絲固定。
專利摘要汽車發動機水溫控制閥，本實用新型屬于汽車領域，具體是中型以上汽、柴油汽車發動機的水溫恒定、車廂內采暖和擋風玻璃除霜用水溫自動控制器。其特征在于包括安裝在發動機與水泵間的閥門，安裝在發動機缸體水套上的傳感器，及閥門通斷控制電路。具有不需要借用其他任何熱源的前提下，單純利用發動機工作時所產生的熱量，將發動機冷卻水迅速穩定的控制在80－90℃之間。同時具有體積小、重量輕、結構簡單、便于安裝、制造成本低、故障率低、維修簡單、操作方便、發動機升溫快10分鐘可升至80－90℃，并可穩定地保持在發動機最佳工作溫度，工作性能好、節油油耗L/100KM降低2個百分點、車廂供暖及時等優點。
文檔編號F16K5/06GK2797800SQ20052008238
公開日2006年7月19日 申請日期2005年4月13日 優先權日2005年4月13日
發明者紀洪斌 申請人:紀洪斌