CN115405408A - 一种膨胀水箱组件、发动机冷却系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种膨胀水箱组件、发动机冷却系统及汽车，所述膨胀水箱组件包括：膨胀水箱和连接管路，所述连接管路一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，以能够将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱。本发明通过设置连接管路，一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱获取低温高压气体，从而使得所述膨胀竖向通入膨胀水箱内，可使膨胀水箱在水温低、冷启动或气压较低时也可快速建立起压力，无需额外增加储气罐或加压设备。

Description

一种膨胀水箱组件、发动机冷却系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种发动机冷却系统，尤其涉及一种膨胀水箱组件。

背景技术

汽车作为重要代步工具，对人们的出行有着极其重大的影响，汽车在行驶时，发动机会产生巨大的热量，使得发动机温度较高，因此需要配套的发动机冷却系统来给发动机降温，避免发动机损坏。

在发动机的冷却系统中，需要通过膨胀水箱将系统中的气体排出，并及时补充冷却液，通过提高冷却系统的压力来提高水泵的压力，防止水泵气蚀。膨胀水箱内保持合适的压力，可以提升水泵的水流量以及防止冷却系统出现穴蚀故障，膨胀水箱内的压力是靠冷却液高温膨胀或冷却液高温产生的水汽来建立。

然而，当冷启动发动机或车辆在冬天运行时，冷却液温度较低，膨胀水箱难以建立起足够的压力。当膨胀水箱的膨胀空间较大时，只靠冷却液高温膨胀或冷却液高温产生的水汽建立压力，则需要很长的时间。在高原地区使用时，因大气压力低，冷却液的沸点降低，当膨胀水箱建压能力不足时，则发动机在正常工作水温下防冻液也出现沸腾，会导致车辆无法工作或冷却系统穴蚀。

现有技术中，给膨胀水箱快速建压的方法主要有通过增加储气罐或通过增加加压装置来实现在冷启动或低温或低气压的条件下对膨胀水箱快速建压，然而上述方法存在结构复杂、需额外增加储气罐带来不便等问题，不利于工业应用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种膨胀水箱组件，旨在提供一种结构简单，便于操作的膨胀水箱组件，使得发动机的冷却系统在低温、膨胀空间大以及气压较低的环境中使用时能快速建立压力，避免出现穴蚀。

为实现上述目的，本发明提出了一种膨胀水箱组件，所述膨胀水箱组件包括：

膨胀水箱；

连接管路，一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，以能够将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱。

可选地，所述膨胀水箱组件还包括：

气液分离器，设置在所述连接管路上；和/或，

压力调节装置，设置在所述连接管路上。

可选地，所述压力调节装置包括调压阀。

可选地，所述调压阀为单向阀，其导通方向指向所述膨胀水箱。

可选地，所述气液分离器顶部设有进气口和出气口，内部设有滤芯，底部设有容置空间，所述进气口用以接通中冷器的出气端，所述出气口接通所述膨胀水箱，所述进气口和所述出气口分设在所述滤芯的两侧。

可选地，所述连接管路的内径为d，d≤6mm。

可选地，所述连接管路管壁材质为弹性材质，管壁的厚度为a，a≥3mm。

可选地，所述连接管路内管壁涂覆有氟橡胶。

本发明还提出一种发动机冷却系统，包括：

增压器，用以将进气增压形成高温高压气体；

中冷器，包括进气端和出气端，所述进气端连通所述增压器，用以冷却高温高压气体形成低温高压气体；

发动机，连通所述中冷器的出气端，用以使用低温高压气体；以及

上述的膨胀水箱组件，所述膨胀水箱组件包括：膨胀水箱和连接管路，所述连接管路一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，以能够将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱。

本发明还提出了一种汽车，包括上述的发动机冷却系统，所述的发动机冷却系统包括：

增压器，用以将进气增压形成高温高压气体；

中冷器，包括进气端和出气端，所述进气端连通所述增压器，用以冷却高温高压气体形成低温高压气体；

发动机，连通所述中冷器的出气端，用以使用低温高压气体；以及

上述的膨胀水箱组件，所述膨胀水箱组件包括：膨胀水箱和连接管路，所述连接管路一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，以能够将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱。

本发明提供的技术方案中，通过设置连接管路，一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱获取低温高压气体，从而使得所述低温高压气体通入膨胀水箱内，可使膨胀水箱在水温低、冷启动或气压较低时也可快速建立起压力，无需额外增加储气罐或加压设备。本发明通过设置连接管路直接将中冷器中的低温高压气体引入膨胀水箱，而无需新增储气设备和加压设备，结构简单，便于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中膨胀水箱组件的结构示意图；

图2为本发明一实施例中膨胀水箱组件的示意图；

图3为本发明一实施例中发动机冷却系统的示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在发动机的冷却系统中，需要通过膨胀水箱将系统中的气体排出，并及时补充冷却液，通过提高冷却系统的压力来提高水泵的压力，防止水泵气蚀。膨胀水箱内保持合适的压力，可以提升水泵的水流量以及防止冷却系统出现穴蚀故障，膨胀水箱内的压力是靠冷却液高温膨胀或冷却液高温产生的水汽来建立。然而，当冷启动发动机或车辆在冬天运行时，冷却液温度较低，膨胀水箱难以建立起足够的压力。当膨胀水箱的膨胀空间较大时，只靠冷却液高温膨胀或冷却液高温产生的水汽建立压力，则需要很长的时间。在高原地区使用时，因大气压力低，冷却液的沸点降低，当膨胀水箱建压能力不足时，则发动机在正常工作水温下防冻液也出现沸腾，会导致车辆无法工作或冷却系统穴蚀。现有技术中，给膨胀水箱快速建压的方法主要有通过增加储气罐或通过增加加压装置来实现在冷启动或低温或低气压的条件下对膨胀水箱快速建压，然而上述方法存在结构复杂、需额外增加储气罐带来不便等问题，不利于工业应用。鉴于此，本发明提出一种膨胀水箱组件，用于使所述膨胀水箱快速建立压力。

请参阅图1，图1为现有技术的膨胀水箱组件，发动机在工作时，进气经过增压机压缩后，形成高温高压气体，经中冷器冷却，形成低温高压气体，进入发动机气缸内，供发动机使用。

请参阅图2至图3，本发明提出一种膨胀水箱组件100，所述膨胀水箱组件100包括：膨胀水箱1和连接管路2，所述连接管路2一端与所述膨胀水箱1连接，另一端用以与中冷器101的出气端连接，以能够将所述中冷器101的低温高压气体输入至所述膨胀水箱1。

本发明提供的技术方案中，通过设置连接管路2，一端与所述膨胀水箱1连接，另一端用以与中冷器101的出气端连接，将所述中冷器101的低温高压气体输入至所述膨胀水箱1获取低温高压气体，从而使得所述低温高压气体通入膨胀水箱1内，可使膨胀水箱1速建立起压力，无需额外增加储气罐或加压设备。本发明通过设置连接管路2直接将中冷器101中的低温高压气体引入膨胀水箱1，而无需新增储气设备和加压设备，结构简单，便于操作。解决了在车辆冷启动或车辆在冬天运行时，冷却液温度较低，所述膨胀水箱1难以建立起足够的压力的难题。当所述膨胀水箱1的膨胀空间较大时，也可使所述膨胀水箱1快速建立起压力。在高原地区使用时，即使大气压力低，也可使所述膨胀水箱1建立起足够的压力，提高冷却系统可靠性。

需要说明的是，在本发明中，由于开设一条连接管道将原本通往发动机102的低温高压气体引入到所述膨胀水箱1中，分流了一部分进气流量，对发动机102动力性会有一定影响，因此增压器103的进气流量需适当加大，可以通过调整增压器103旁通阀开度，使增压器103的进气流量在原有基础上加大0.4％～0.6％，以保证发动机102的正常动力。连接到所述膨胀水箱1上的连接管路2，接口需设置在所述膨胀水箱1箱体最高处，远离所述膨胀水箱1内的液面，防止防冻液进入所述连接管路2，进而进入所述发动机102，损坏发动机102。

具体地，在本实施例中，所述膨胀水箱组件100还包括气液分离器21和压力调节装置22中的至少一个，所述气液分离器21设置在所述连接管路2上，所述压力调节装置22设置在所述连接管路2上。通过设置所述气液分离器21可以避免经所述连接管路2中的低温高压气体中含有的机油进入所述膨胀水箱1，同时避免膨胀水箱1中的防冻液倒流进入发动机102中。通过设置所述压力调节装置22，可以使得所述膨胀水箱1的压力处于稳定状态。

进一步地，所述压力调节装置22包括调压阀，通过调压阀的调压，可以防止膨胀水箱1因为压力过大造成除气口无法除气。需要说明的是，所述调压阀的压力峰值需根据膨胀水箱1的耐压值和除气口的压力值来设定，不能超过膨胀水箱1的耐压值和除气口的压力值。

更进一步地，所述调压阀为单向阀，其导通方向指向所述膨胀水箱1。通过单向阀导通方向指向所述膨胀水箱1，可以防止膨胀水箱1内的防冻液倒流到所述连接管路2中，进而导致防冻液进入气缸损坏发动机102。

为了更好地避免发动机102中的机油进入所述膨胀水箱1，避免所述膨胀水箱1中的防冻液进入发动机102，所述气液分离器21顶部设有进气口211和出气口212，内部设有滤芯，底部设有容置空间213，所述进气口211用以接通中冷器101的出气端，所述出气口212接通所述膨胀水箱1，所述进气口211和所述出气口212分设在所述滤芯的两侧，这样过滤出来的机油和防冻液就会沉积在所述气液分离器21底部，而气体自顶部流通，所述进气口211和所述出气口212分设在所述滤芯的两侧可以保证充分的过滤效果。

为了防止过多的发动机102进气流量被分流至所述膨胀水箱1，所述连接管路2的内径为d，d≤6mm，既可以满足膨胀水箱1的压力需求，又能尽可能减小对发动机102的影响。需要说明的是，在本发明中连接管路2内径需比接头处的外径小，采用过盈配合设计，接口处需安装卡箍固定，防止漏气造成发动机102动力不足。

为了满足所述连接管路2的耐压强度，所述连接管路2管壁材质为弹性材质，所述连接管路2管壁的厚度为a，a≥3mm。所述连接管路2管壁材质可以是硅胶材质，也可以是橡胶材质，还可以是PU材质，本发明不做具体限定，只要能满足耐压强度即可。通过所述连接管路2管壁的厚度a≥3mm可以进一步提高所述连接管路2的耐压强度，避免连接管路2破裂。需要说明的是，为了进一步提高所述连接管路2的耐压强度，所述连接管路2的弹性管壁内部还可以设有多层高强力纤维编织层，每层编织层的厚度0.2～0.4mm，均匀分布在所述连接管路2的弹性管壁内部，所述高强力纤维编织层层数越大、所述连接管路2耐压越大，但同时所述连接管路2需要的管壁厚度和成本也越高，因此在本发明中为4层高强力纤维编织层。

进一步地，为了防止机油腐蚀所述连接管路2，所述连接管路2内管壁涂覆有氟橡胶，可有效提高所述连接管路2的使用寿命。

本发明还提出一种发动机102冷却系统，包括：增压器103、中冷器101、发动机102以及膨胀水箱组件100，所述增压器103用以将进气增压形成高温高压气体，所述中冷器101包括进气端和出气端，所述进气端连通所述增压器103，用以冷却高温高压气体从而形成低温高压气体，所述发动机102连通所述中冷器101的出气端，用以使用低温高压气体，所述膨胀水箱组件100包括膨胀水箱1和连接管路2，所述连接管路2一端与所述膨胀水箱1连接，另一端用以与中冷器101的出气端连接，以能够将所述中冷器101的低温高压气体输入至所述膨胀水箱1。所述发动机102冷却系统具有本发明所提出的膨胀水箱组件100的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种汽车，所述汽车包括上述膨胀水箱1的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明提供的技术方案中，通过设置连接管路2，一端与所述膨胀水箱1连接，另一端用以与中冷器101的出气端连接，将所述中冷器101的低温高压气体输入至所述膨胀水箱1获取低温高压气体，从而使得所述膨胀竖向通入膨胀水箱1内，可使膨胀水箱1在水温低、冷启动或气压较低时也可快速建立起压力，无需额外增加储气罐或加压设备。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种膨胀水箱组件，其特征在于，包括：

膨胀水箱；以及

连接管路，一端与所述膨胀水箱连接，另一端用以与中冷器的出气端连接，以能够将所述中冷器的低温高压气体输入至所述膨胀水箱。

2.如权利要求1所述的膨胀水箱组件，其特征在于，还包括：

气液分离器，设置在所述连接管路上；和/或，

压力调节装置，设置在所述连接管路上。

3.如权利要求2所述的膨胀水箱组件，其特征在于，所述压力调节装置包括调压阀。

4.如权利要求3所述的膨胀水箱组件，其特征在于，所述调压阀为单向阀，其导通方向指向所述膨胀水箱。

5.如权利要求2所述的膨胀水箱组件，其特征在于，所述气液分离器顶部设有进气口和出气口，内部设有滤芯，底部设有容置空间，所述进气口用以接通中冷器的出气端，所述出气口接通所述膨胀水箱，所述进气口和所述出气口分设在所述滤芯的两侧。

6.如权利要求1所述的膨胀水箱组件，其特征在于，所述连接管路的内径为d，d≤6mm。

7.如权利要求1所述的膨胀水箱组件，其特征在于，所述连接管路管壁材质为弹性材质，管壁的厚度为a，a≥3mm。

8.如权利要求1所述的膨胀水箱组件，其特征在于，所述连接管路内管壁涂覆有氟橡胶。

9.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括：

增压器，用以将进气增压形成高温高压气体；

中冷器，包括进气端和出气端，所述进气端连通所述增压器，用以冷却高温高压气体形成低温高压气体；

发动机，连通所述中冷器的出气端，用以使用低温高压气体；以及

如权利要求1-8任意一项所述的膨胀水箱组件，用以快速建立压力。

10.一种汽车，其特征在于，具有如权利要求9所述的发动机冷却系统。

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