| 专利名称： | 一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统 | ||
| 专利名称(英文)： | Expansion tank system capable of achieving pressure increasing and stabilizing quickly | ||
| 专利号： | CN201420641604.X | 申请时间： | 20141031 |
| 公开号： | CN204200345U | 公开时间： | 20150311 |
| 申请人： | 东风商用车有限公司 | ||
| 申请地址： | 430056 湖北省武汉市汉阳区武汉经济技术开发区东风大道10号 | ||
| 发明人： | 邹利亚; 徐惠; 张晓红; 胡国强; 李建华; 孙玉涛 | ||
| 分类号： | F01P11/00; F01P11/18 | 主分类号： | F01P11/00 |
| 代理机构： | 武汉荆楚联合知识产权代理有限公司 42215 | 代理人： | 王健 |
| 摘要： | 一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，包括膨胀水箱与卡盖于膨胀水箱加水口的水箱盖，所述的膨胀水箱通过穿过所述水箱盖的管道与储气罐相接通，所述膨胀水箱与储气罐之间的管道上设有调气阀。同时，穿过所述水箱盖的另一管道上设有可控制膨胀水箱与大气通断的电磁阀，所述的膨胀水箱上设有绝压压力传感器，所述绝压压力传感器的信号输出端与发动机电子控制单元的信号采集端相连，所述发动机电子控制单元的控制端与电磁阀相连，所述的电磁阀和发动机电子控制单元分别与其各自的工作电源相接通。本实用新型可快速升压、并可精准控制气压、保持气压稳定，有效提升了发动机冷却系统在不同大气环境下的适应能力。 | ||
| 摘要(英文)： | An expansion tank system capable of achieving pressure increasing and stabilizing quickly comprises an expansion tank and a tank lid clamped onto a water filling port of the expansion tank in a covering mode, wherein the expansion tank is connected with an air storage tank through a pipeline penetrating through the tank lid, and an air governing valve is arranged on the pipeline between the expansion tank and the air storage tank; meanwhile, an electromagnetic valve capable of controlling connection between the expansion tank and the atmosphere is arranged on another pipeline penetrating through the tank lid, an absolute pressure sensor is arranged on the expansion tank, the signal output end of the absolute pressure sensor is connected with the signal acquisition end of an engine electronic control unit, the control end of the engine electronic control unit is connected with the electromagnetic valve, and the electromagnetic valve and the engine electronic control unit are connected with corresponding working power supplies respectively. By the adoption of the system, pressure can be increased quickly, air pressure can be controlled accurately and kept stable, and the adaptability of an engine cooling system in different atmosphere environments is effectively improved. | ||
1.一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，包括膨胀水箱（1）以及卡盖于膨胀水箱（1）加水口上的水箱盖（2），所述的膨胀水箱（1）通过胶管（6）与主水箱相接通，其特征在于：所述的膨胀水箱（1）通过穿过所述水箱盖（2）的管道与储气罐（7）相接通，所述膨胀水箱（1）与储气罐（7）之间的管道上设有调气阀（8）；同时，穿过所述水箱盖（2）的另一管道上设有可控制膨胀水箱（1）与大气通断的电磁阀（4），所述的膨胀水箱（1）上设有绝压压力传感器（3），所述绝压压力传感器（3）的信号输出端与发动机电子控制单元（EECU）的信号采集端相连，所述发动机电子控制单元（EECU）的控制端与电磁阀（4）相连，所述的电磁阀（4）和发动机电子控制单元（EECU）分别与其各自的工作电源相接通。
2.根据权利要求1所述的一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，其特征在于：所述的膨胀水箱（1）至调气阀（8）之间的管道上还顺次设置有集水器（10）和单向阀（9）。
3.根据权利要求1所述的一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，其特征在于：所述的绝压压力传感器（3）用于测量膨胀水箱（1）内部上方的绝对压力，所述的电磁阀（4）为常闭电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，其特征在于：穿过所述水箱盖（2）的管道上还设置有可控制所述膨胀水箱（1）与大气通断的压力安全阀（5）。
1.一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，包括膨胀水箱（1）以及卡盖于膨胀水箱（1）加水口上的水箱盖（2），所述的膨胀水箱（1）通过胶管（6）与主水箱相接通，其特征在于：所述的膨胀水箱（1）通过穿过所述水箱盖（2）的管道与储气罐（7）相接通，所述膨胀水箱（1）与储气罐（7）之间的管道上设有调气阀（8）；同时，穿过所述水箱盖（2）的另一管道上设有可控制膨胀水箱（1）与大气通断的电磁阀（4），所述的膨胀水箱（1）上设有绝压压力传感器（3），所述绝压压力传感器（3）的信号输出端与发动机电子控制单元（EECU）的信号采集端相连，所述发动机电子控制单元（EECU）的控制端与电磁阀（4）相连，所述的电磁阀（4）和发动机电子控制单元（EECU）分别与其各自的工作电源相接通。
2.根据权利要求1所述的一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，其特征在于：所述的膨胀水箱（1）至调气阀（8）之间的管道上还顺次设置有集水器（10）和单向阀（9）。
3.根据权利要求1所述的一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，其特征在于：所述的绝压压力传感器（3）用于测量膨胀水箱（1）内部上方的绝对压力，所述的电磁阀（4）为常闭电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，其特征在于：穿过所述水箱盖（2）的管道上还设置有可控制所述膨胀水箱（1）与大气通断的压力安全阀（5）。
翻译：技术领域
本实用新型涉及一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，属于汽车发动机冷却系统技术领域。
背景技术
背景1：中国实用新型专利（公告号：CN 203488245 U，公告日：2014年03月19日，名称为：发动机冷却系统的膨胀水箱及其水箱盖）公开了一种常规的膨胀水箱盖，该膨胀水箱盖卡盖于膨胀水箱的加水口上，该膨胀水箱盖通过人工调整蒸汽活门弹簧的预紧度即可为膨胀水箱内部与大气环境设置一个固定的气压差，即在大气环境气压不变的情况下，膨胀水箱内部与大气环境的压差固定不变。在大气环境气压不变的情况下，该膨胀水箱盖可有效保证冷却系统的冷却性能。但是在环境气压发生变化的情况下，安装该水箱盖的膨胀水箱的内部气压会随着大气环境气压的变化而变化，而这种变化极有可能导致膨胀水箱内的气压超出正常范围值，继而影响汽车发动机冷却系统内的压力，影响冷却系统内冷却液的工作性能，严重时甚至会造成冷却系统开锅（温度达到冷却液沸点）。而目前针对上述问题的常规解决办法是，在不同大气压环境下，汽车使用者通过更换相应预设压力的膨胀水箱盖来解决这一问题。
背景2：在汽车热管理研究工作中，发动机冷却液的热状态是一项精确控制工作，不仅仅控制冷却液水温，同时还控制冷却液压力，在不同的汽车使用环境气压下，同样存在背景1的情况。依靠人工更换预设压力的膨胀水箱盖已达不到研究的使用要求。
背景3：有研究表明，在同等动力输出时，适当提升冷却系统冷却水的温度可以提高燃油消耗率（g/kW·h），省油可以带来约5%的汽车经济性提升。做为高出水温冷却系统的研究方向，也需要一个高温度的情况下不开锅的需求，这也需要冷却系统保持一个稳定的高压状态。
综上所述，现有膨胀水箱盖存在如下问题：1、更换不同预设压力的膨胀水箱盖时，存在什么时候换、更换什么样预设压力的膨胀水箱盖的问题，给汽车使用者带来不便。2、由于是人为换更，会因为疏忽、遗忘等原因，造成汽车发动机冷却系统开锅的风险。3、环境气压变化是连续的，而膨胀水箱盖预置压力是有限数值的，这意味着膨胀水箱内的压力在连续变化的环境气压下，其内的压力是变化的。这会影响汽车发动机冷却系统中冷却液的冷却效果、给汽车有关零部件的热负荷可靠性带来风险。4、依靠发动机冷却系统自行建立的压力，无法在合理的时间内达到较高的冷却系统压力需求。因此，传统固定压差式的膨胀水箱盖，不利于汽车不同大气压环境下的使用，存在发动机开锅、汽车水冷零部件可靠性恶化的风险；同时，仅依靠发动机冷却系统自行建立的压力，无法在合理的时间内达到较高冷却系统压力的需求。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有固定压差的膨胀水箱盖不利于汽车在不同大气压环境下使用，存在发动机开锅、汽车水冷零部件可靠性恶化的风险，以及仅依靠发动机冷却系统自行建立的压力，无法在合理的时间内达到较高冷却系统压力的需求的问题，提供一种可快速升压、并可精准控制气压、保持气压稳定的膨胀水箱系统。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：
一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，包括膨胀水箱与卡盖于膨胀水箱加水口上的水箱盖，所述的膨胀水箱通过胶管与主水箱相接通，所述的膨胀水箱通过穿过所述水箱盖的管道与储气罐相接通，所述膨胀水箱与储气罐之间的管道上设有调气阀；同时，穿过所述水箱盖的另一管道上设有可控制膨胀水箱与大气通断的电磁阀，所述的膨胀水箱上设有绝压压力传感器，所述绝压压力传感器的信号输出端与发动机电子控制单元的信号采集端相连，所述发动机电子控制单元的控制端与电磁阀相连，所述的电磁阀和发动机电子控制单元分别与其各自的工作电源相接通。
进一步的，所述的膨胀水箱至调气阀之间的管道上还顺次设置有集水器和单向阀。
进一步的，所述的绝压压力传感器用于测量膨胀水箱内部上方的气压，所述的电磁阀为常闭电磁阀。
进一步的，穿过所述水箱盖的官道上还设置有可控制所述膨胀水箱与大气通断的压力安全阀。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型增设了可为冷却系统增压的储气罐，使冷却系统可快速达到较高的压力值，实现了传统冷却系统在某些时候无法达到或者无法快速达到较高压力的需求，本实用新型在保证冷却系统的冷却液具备正常的冷却性能的同时，可适当提升冷却液温度、通过省油来提升汽车的经济性；同时也为高水温冷却系统的研究提供了相应的技术支持；
2.本实用新型采用不会因外界气压变化而受影响的“绝压压力传感器、发动机电子控制单元与电磁阀”的组合来对膨胀水箱内的气压进行控制，实现了对发动机冷却系统压力的精确控制，有效保证了在不同大气压环境下发动机冷却系统压力的稳定，同时避免了发动机易开锅、零件热负荷过高等问题；
3.本实用新型除采用电磁阀来对膨胀水箱的内部气压进行控制外，还设有一压力安全阀，该压力安全阀可避免电控部件（绝压压力传感器、发动机电子控制单元与电磁阀的组合）失效时，冷却系统因压力过高而造成漏水的问题 ，进一步提高了本实用新型的安全性能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中，包括膨胀水箱1，水箱盖2，绝压压力传感器3，电磁阀4，压力安全阀5，胶管6，储气罐7，调压阀8，单向阀9，集水器10，发动机电子控制单元EECU。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施例方式对本实用新型做进一步的详细描述。
参见图1，一种可快速升压、并稳压的膨胀水箱系统，包括膨胀水箱1以及卡盖于膨胀水箱1加水口上的水箱盖2，所述的膨胀水箱1通过胶管6与主水箱相接通，所述的膨胀水箱1通过穿过所述水箱盖2的管道与储气罐7相接通，所述膨胀水箱1与储气罐7之间的管道上设有调气阀8。同时，穿过所述水箱盖2的另一管道上设有可控制膨胀水箱1与大气通断的电磁阀4，所述的膨胀水箱1上设有绝压压力传感器3，所述绝压压力传感器3的信号输出端与发动机电子控制单元EECU的信号采集端相连，所述发动机电子控制单元EECU的控制端与电磁阀4相连，所述的电磁阀4和发动机电子控制单元EECU分别与其各自的工作电源相接通。所述电磁阀4的开闭由发动机电子控制单元EECU控制。
本实用新型增设了可为冷却系统增压的储气罐，使冷却系统可快速达到较高的压力值，实现了传统冷却系统在某些时候无法达到或者无法快速达到较高压力的需求。另外，本实用新型采用不会因外界气压变化而受影响的“绝压压力传感器3、发动机电子控制单元EECU与电磁阀4”的组合来对膨胀水箱1内的气压进行控制，实现了对发动机冷却系统压力的精确控制，有效保证了在不同大气压环境下发动机冷却系统压力的稳定，同时避免了发动机易开锅、零件热负荷过高等问题。因此，本实用新型在保证冷却系统的冷却液具备正常的冷却性能的同时，可适当提升冷却液温度（压力增大，冷却液的沸点增大）、通过省油来提升汽车的经济性；同时也为高水温冷却系统的研究提供了相应的技术支持。
优选的，所述的膨胀水箱1至调气阀8之间的管道上还顺次设置有集水器10和单向阀9。其中，所述的单向阀9用于避免膨胀水箱1内的气液流入储气罐7（在冷车起动工况时，冷却系统中水蒸气的压力高于储气罐7调压后的压力）；所述的集水器10用于收集水蒸气遇冷凝结而成的水。
优选的，所述的绝压压力传感器3用于测量膨胀水箱1内部上方的气压，所述的电磁阀4为常闭电磁阀。
优选的，穿过所述水箱盖2的官道上还设置有可控制所述膨胀水箱1与大气通断的压力安全阀5。所述的压力安全阀4可避免电控部件（绝压压力传感器3、发动机电子控制单元EECU与电磁阀4的组合）失效时，冷却系统因压力过高而造成漏水的问题 ，进一步提高了本实用新型的安全性能。
本实用新型是如此实现的：
首先，将储气罐7作为空气源，通过调压阀8将储气罐7的输出气压调整至目标压力（即膨胀水箱的预置压力），然后通过管道分别经过单向阀9、集水器10、水箱盖2，在发动机冷却系统中快速建立目标压力，达到快速建立预置高压的目的。
再利用绝压压力传感器3测量膨胀水箱1内部上方的压力；所测得的信号传至发动机EECU；当所测得的气压值大于膨胀水箱1的预置压力值时，发动机电子控制单元EECU作出电磁阀4打开的命令，使膨胀水箱1与大气接通，向外排气；待绝压压力传感器3所测得的压力值小于或等于膨胀水箱1的预设压力值时，发动机电子控制单元EECU作出电磁阀4恢复关闭的命令，使膨胀水箱1与大气断开，停止向外排气。当电控部分（绝压压力传感器3、发动机电子控制单元EECU与电磁阀4的组合）失效时，即电磁阀4无法正常接通膨胀水箱1与大气实现泄气功能时，膨胀水箱1内的安全压力可有压力安全阀5来保证。当膨胀水箱1内的气压高于预置气压时，压力安全阀5被压力打通，实现膨胀水箱1的泄气。以此来达到对冷却系统内的气压进行精确控制的目的。
以上内容是结合具体实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认为本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，所做出的简单替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
