溢水除氣閥及使用該溢水除氣閥的冷卻系統和車輛的制作方法

本實用新型涉及一種溢水除氣閥及使用該溢水除氣閥的冷卻系統和車輛。

背景技術：

如圖1所示，是一種車輛的冷卻系統示意圖，冷卻系統包括散熱器9、冷卻水泵1、電機控制器3、驅動電機5、膨脹水箱7。在進行手工加注時，冷卻液從散熱器進水管10和電機控制器進水管2向冷卻水泵兩側的散熱器、電機控制器水道溢水。散熱器9內部氣體經散熱器除氣管8向膨脹水箱7除氣，電機控制器內部氣體經電機控制器出水管4除氣。冷卻液繼續加注，當電機水道和散熱器水道全部充滿冷卻液時，系統加注冷卻液面達到散熱器最高液面示意線M處，散熱器除氣管被冷卻液覆蓋，然而由于驅動電機5的布置位置高，驅動電機的水道內（進水管11、出水管6）還沒有冷卻液。進水管11作為第一冷卻管，出水管6作為第二冷卻管連接在散熱器與驅動電機之間。驅動電機進出水管液面均已經高于散熱器除氣管口，如果電機出水管6最高位置無除氣結構的話，此時會造成電機水道積氣，冷卻系統中電機支路會因為電機水道積氣而無冷卻液循環流量，車輛會因為電機過熱而無法正常行駛。同理，如果電機控制器的布置位置較高，出水口位置高于散熱器除氣管位置時，電機控制器支路也會因為同樣原因，造成電機控制器水道內部積氣而使內部冷卻液無法循環，而使電機控制器過溫，造成車輛無法正常行駛。

對于水道積氣問題，現有的做法多采用在管路上設置一個三通鋼管。以電動車為例，車輛冷卻管路布置時，當系統熱源部件（驅動電機或控制器）的位置高于散熱器的除氣管路時，通常會在管路上選取一個最高位置并在此處設置一個三通鋼管，將三通鋼管的旁通支路連通膨脹水箱的除氣管路，以達到在加注時除氣的目的。但是由于三通鋼管連接三根管子后需要固定，以減少三通鋼管在隨整車振動時的碰撞和摩擦。三通鋼管的結構如圖2所示。在選取固定點時往往由于位置原因并不能選取合適的高點以達到良好除氣的功能，甚至因管路固定會在管路結構中形成一個“幾”字形的橋型結構，使積氣問題更嚴重。由于整個冷卻管路屬于密封管路，在加注過程中管路處于黑匣子狀態，無法實時判斷是否完成除氣。另外，在傳統內燃機車上使用三通鋼管除氣時，又會出現因為除氣管路分流而導致的車輛水溫低、升溫慢，采暖效果差的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種溢水除氣閥，以解決現有技術中采用三通鋼管除氣效果不佳且不可視的技術問題。同時本實用新型還提供一種使用該溢水除氣閥的冷卻系統及車輛。

為了實現以上目的，本實用新型中溢水除氣閥的技術方案如下：溢水除氣閥，包括軸向上的兩端分別用于與冷卻水管連通的閥座，閥座上徑向設置有螺紋孔，閥座呈三通管結構，閥座上于螺紋孔處螺紋裝配有閥芯，閥芯具有沿其軸向設置的與閥座內部連通的軸向盲孔及沿其徑向設置的與所述軸向盲孔連通的用于將冷卻水管內的氣體排出的排氣孔，閥芯具有使排氣孔露出的排氣位及使排氣孔旋入至閥座內的關閉位。

所述閥座由軸向管段和徑向設置在軸向管段上的徑向凸臺構成，所述螺紋孔設置在徑向凸臺上，所述軸向管段的位于徑向凸臺兩側的外周壁上均設有防脫倒刺結構。

所述閥芯為空心螺栓，所述軸向盲孔設置在空心螺栓的螺紋段上。

所述閥座上一體注塑設置有連接管。

本實用新型中冷卻系統的技術方案如下：

冷卻系統，包括冷卻水泵、熱源部件、散熱器，熱源部件與冷卻水泵之間通過第一冷卻水管連接，熱源部件與散熱器之間設有第二冷卻水管，所述第二冷卻水管上連接有溢水除氣閥，溢水除氣閥包括軸向上的兩端分別與第二冷卻水管連通的閥座，閥座上徑向設置有螺紋孔，閥座呈三通管結構，閥座上于螺紋孔處螺紋裝配有閥芯，閥芯具有沿其軸向設置的與閥座內部連通的軸向盲孔及沿其徑向設置的與所述軸向盲孔連通的用于將第二冷卻水管內的氣體排出的排氣孔，閥芯具有使排氣孔露出的排氣位及使排氣孔旋入至閥座內的關閉位。

所述閥座由軸向管段和徑向設置在軸向管段上的徑向凸臺構成，所述螺紋孔設置在徑向凸臺上，所述軸向管段的位于徑向凸臺兩側的外周壁上均設有防脫倒刺結構。

所述閥芯為空心螺栓，所述軸向盲孔設置在空心螺栓的螺紋段上。

本實用新型中車輛的技術方案如下：

車輛，包括車架，車架內設有冷卻系統，冷卻系統包括冷卻水泵、熱源部件、散熱器，熱源部件與冷卻水泵之間通過第一冷卻水管連接，熱源部件與散熱器之間設有第二冷卻水管，其特征在于：所述第二冷卻水管上連接有溢水除氣閥，溢水除氣閥包括軸向上的兩端分別與第二冷卻水管連通的閥座，閥座上徑向設置有螺紋孔，閥座呈三通管結構，閥座上于螺紋孔處螺紋裝配有閥芯，閥芯具有沿其軸向設置的與閥座內部連通的軸向盲孔及沿其徑向設置的與所述軸向盲孔連通的用于將第二冷卻水管內的氣體排出的排氣孔，閥芯具有使排氣孔露出的排氣位及使排氣孔旋入至閥座內的關閉位。

所述閥座由軸向管段和徑向設置在軸向管段上的徑向凸臺構成，所述螺紋孔設置在徑向凸臺上，所述軸向管段的位于徑向凸臺兩側的外周壁上均設有防脫倒刺結構。

所述閥芯為空心螺栓，所述軸向盲孔設置在空心螺栓的螺紋段上。

本實用新型的有益效果：當車輛冷卻系統的散熱器布置位置不合理或整車除氣不良時均可安裝本實用新型的溢水除氣閥，將溢水除氣閥設置在布置位置高于散熱器上除氣管的熱源部件（驅動電機或電機控制器等）的出水管路的最高位置處。在冷卻液加注時，將閥芯旋出一定距離，使其處于排氣位，冷卻系統的中水在流經此處時，管路中氣體會通過排氣孔排出。當加注到一定程度時，系統中氣體基本排出，此時會有水從該排氣孔溢出。然后將閥芯旋入，使其處于關閉位，冷卻系統在冷卻泵的作用下進行水路循環，進一步排出系統中的氣體。通過設置本實用新型的溢水除氣閥，可以有效解決冷卻系統積氣問題。本實用新型冷卻系統中的溢水除氣閥還具有能夠選擇系統管路中的最高位置進行布置的特點，無需選擇固定點。另外，在解決積氣問題的同時，可以通過觀察是否有水從排氣孔溢出進而判斷除氣是否完成，除氣過程可視。

附圖說明

圖1是現有技術中車輛內的冷卻系統的結構示意圖；

圖2是現有技術中的三通鋼管的結構示意圖；

圖3是本實用新型冷卻系統的實施例1的結構示意圖；

圖4是圖3中的溢水除氣閥的結構示意圖（閥處于關閉位）；

圖5是圖3中的溢水除氣閥的結構示意圖（閥處于排氣位）；

圖6是本實用新型冷卻系統的實施例2中的溢水除氣閥的結構示意圖（閥處于關閉位）；

圖7是本實用新型冷卻系統的實施例2中的溢水除氣閥的結構示意圖（閥處于排氣位）。

具體實施方式

本實用新型冷卻系統的實施例1：如圖3所示，包括冷卻水泵2、驅動電機5、散熱器9、膨脹水箱7、電機控制器3，驅動電機5與冷卻水泵2之間通過第一冷卻水管11連接，驅動電機5與散熱器9之間設有第二冷卻水管12。第二冷卻水管12上連接有溢水除氣閥13，第二冷卻水管由水平管12a、彎管12b構成，水平管12a連接在散熱器9上，彎管12b連接在驅動電機5上。彎管12b為彎接頭，水平管12a只是相對的說法，水平管12a實際上也是由幾段直管連接成的彎折管。通過設置溢水除氣閥，可以起到排氣的作用，使得冷卻管路中可以充滿冷卻液。圖3中的箭頭表示相應水或氣體的流向，溢水除氣閥13兩側的虛箭頭表示氣體向低壓處流動，進行排氣。溢水除氣閥的結構如下：

如圖4所示，溢水除氣閥13包括軸向上的兩端分別與第二冷卻水管連通的閥座130，閥座130上徑向設置有螺紋孔，閥座呈三通管結構，閥座130上于螺紋孔處螺紋裝配有閥芯131。閥座130由軸向管段135和徑向設置在軸向管段上的徑向凸臺137構成，螺紋孔設置在徑向凸臺137上。閥芯131具有沿其軸向設置的與閥座內部連通的軸向盲孔134及沿其徑向設置的與軸向盲孔134連通的用于將第二冷卻水管內的氣體排出的排氣孔133，閥芯131具有使排氣孔133露出的排氣位及使排氣孔旋入至閥座130內的關閉位。在關閉位時，閥芯131擰入閥座內且至擰緊狀態，通過套設在閥芯上的密封墊圈132密封。本實施例中閥芯131為空心螺栓，軸向盲孔設置在空心螺栓的螺紋段上，排氣孔設置在該螺紋段的一側，排氣孔孔徑1.5mm。為了提高密封效果，空心螺栓采用錐形密封螺紋。

溢水除氣閥的閥座130、閥芯131采用尼龍塑料制成。軸向管段135的位于徑向凸臺兩側的外周壁上均設有防脫倒刺結構136，防脫倒刺結構是在注塑成型時一體注塑的。通過設置防脫倒刺結構，防止在與相鄰的橡膠管（冷卻水管）連接時出現拔脫。溢水除氣閥的兩端插入到冷卻水管中，通過卡箍緊固。

在手工進行冷卻液加注時，將閥芯131向上旋出，直至排氣孔133完全露出，如圖5所示。開始加注冷卻液，加注過程中可以聽到排氣孔中有輕微的向外排氣的氣流聲。當冷卻液加注液面達到溢水除氣閥位置的高度時，冷卻液會從排氣孔流出，此時說明冷卻系統已經完成排氣，此時應暫停加注冷卻液，然后將閥芯旋入閥座中并擰緊，排氣孔不再排氣排水。然后繼續加注冷卻液，當加注液面達到膨脹水箱的最大液面時，停止加注，進行水管路的循環以進一步對冷卻系統排氣。當冷卻水泵運行10min后，觀察膨脹水箱液面是否有變化，將冷卻液補充至膨脹水箱MAX線位置即完成冷卻系統加注。

本實用新型冷卻系統中的溢水除氣閥使用塑料制成，可以有效減輕重量，通過模具可以實現大規模生產，降低成本。當車輛冷卻系統的散熱器布置位置不合理或整車除氣不良時均可安裝溢水除氣閥，可以有效解決冷卻系統積氣問題。本實用新型冷卻系統中的溢水除氣閥還具有能夠選擇系統管路中的最高位置進行布置的特點，無需選擇固定點。另外，在解決積氣問題的同時，除氣過程可視，可以通過觀察，判斷除氣是否完成。

上述實施例中，驅動電機、電機控制器均是熱源部件，驅動電機與散熱器之間的冷卻水管作為第二冷卻水管。在其它實施例中，當電機控制器的位置較高時，也可將溢水除氣閥設置在連接在散熱器與電機控制器之間的冷卻水管上。

本實用新型冷卻系統實施例2，與實施例1的區別在于，將溢水除氣閥與其兩側水管作為一個整體制造，作為氣閥總成。如圖6-7所示，該氣閥總成由溢水除氣閥與橡膠管構成，溢水除氣閥與實施例1中溢水除氣閥的結構相同，溢水除氣閥包括閥芯131、閥座130。溢水除氣閥一次注塑成型后，直橡膠管15和橡膠管彎頭14與溢水除氣閥通過二次注塑成氣閥總成。橡膠管彎頭作為與驅動電機或電機控制器的出水口直接相連的連接管，直橡膠管作為與散熱器連接的連接管，該直橡膠管也可根據具體的布局情況設置成彎折管。根據電機或控制器布置位置和冷卻管路走向要求，直橡膠管和橡膠管彎頭可以根據任意長度和走向進行硫化加工。此氣閥總成可以在500KPa的爆破壓力下實現良好密封，且對橡膠管耐熱老化性能基本無影響，可以滿足乘用車、商用車及工程機械類等所有車輛的冷卻管路耐壓和耐熱老化要求。

在上述兩種實施例中，閥芯均是采用空心螺栓，在其它實施例中，也可采用制作一個空心螺柱的結構，在空心螺柱的側壁上徑向設置一個排氣孔，然后在空心螺柱上端設置一個便于旋擰的螺帽或小手柄。

本實用新型溢水除氣閥的實施例，溢水除氣閥的結構與上述冷卻系統實施例中的溢水除氣閥的結構相同，具體實施方式不再詳述，可參照上述實施例的內容及附圖4-7。

本實用新型車輛的實施例，車輛包括車架及設置在車架內的動力系統、冷卻系統，冷卻系統與上述冷卻系統實施例的冷卻系統結構一致。具體實施方式不再詳述。