调节阀和车辆的缓速器和发动机冷却系统的制作方法

1.本技术涉及调节阀领域，更具体地说，涉及一种用于冷却系统的调节阀。


背景技术：

2.商用车中设有发动机和缓速器。其中，发动机用于对车辆产生驱动力，从而使车辆加速。缓速器用于对车辆产生制动力，从而使车辆减速。不论是车辆加速还是减速，发动机和缓速器处都会产生热量，从而使得其自身温度升高。因此需要一种冷却系统，能够对发动机和缓速器进行冷却。


技术实现要素：

3.本技术的示例性实施例可以解决至少一些上述问题。本技术提供一种调节阀，用于车辆的缓速器和发动机冷却系统，其包括壳体、盖以及阀体。所述壳体具有容腔以及与所述容腔连通的开口、第一壳体连接口、第二壳体连接口和第三壳体连接口，所述第一壳体连接口、所述第二壳体连接口和所述第三壳体连接口被配置为与车辆的缓速器和发动机冷却系统相连。所述盖被配置为封闭所述开口，并被配置为支撑驱动部件。所述阀体与所述驱动部件相连接，并且通过所述驱动部件可转动地安装在所述容腔中，所述阀体上具有阀体通道，所述阀体通道在阀体上形成第一阀体口和第二阀体口，所述阀体被配置为通过所述阀体通道可选择地连通所述第一壳体连接口和所述第二壳体连接口或连通所述第二壳体连接口和所述第三壳体连接口，所述阀体通道包括中间段，所述中间段形成弯管，并且其中，在所述中间段的轴向截面上，所述中间段具有圆弧形的内边界和外边界，所述内边界和所述外边界是同心的。
4.根据上述调节阀，所述阀体通道还包括第一末端段和第二末端段，所述第一末端段、所述中间段和所述第二末端段依次连接，所述第一末端段和所述第二末端段分别位于所述第一阀体口和所述第二阀体口处。其中，所述第一末端段和所述第二末端段形成直管。
5.根据上述调节阀，所述第一末端段和/或所述第二末端段为在远离所述中间段的方向上直径逐渐减小或逐渐增大的变径直管。
6.根据上述调节阀，所述阀体包括阀体本体，所述阀体本体具有阀体球表面，所述阀体通道设置在所述阀体本体中，并且所述第一阀体口和所述第二阀体口位于所述阀体球表面上。所述盖包括盖本体和盖延伸部，所述盖延伸部从所述盖本体的下表面向下延伸形成，所述盖延伸部的内表面为与所述阀体球表面相匹配的球表面，并且所述盖延伸部位于所述阀体与所述壳体之间。
7.根据上述调节阀，所述中间段为圆形弯管，其具有第一直径。所述阀体球表面具有第二直径。其中，第一直径与第二直径的比例范围为1:1.5
‑
1:2.5。
8.根据上述调节阀，所述盖延伸部上设有第一凹口、第二凹口和第三凹口，所述第一凹口、所述第二凹口和所述第三凹口分别从所述盖延伸部的下边缘向上凹陷形成。其中，所述第一凹口、所述第二凹口和所述第三凹口分别与所述第一壳体连接口、所述第二壳体连
接口和所述第三壳体连接口对应设置，从而使得所述盖延伸部不阻挡所述第一壳体连接口、所述第二壳体连接口和所述第三壳体连接口与第一阀体口和第二阀体口的连通。
9.根据上述调节阀，所述阀体本体具有球心。所述壳体具有与所述球心的高度对应的中央部分，位于所述中央部分下方的壳体的内壁大体为与所述阀体球表面相匹配的球表面。
10.根据上述调节阀，所述盖延伸部的内表面与所述阀体本体之间的间隙以及所述壳体的内壁与所述阀体球表面之间的间隙的值的范围为小于等于2.5mm。
11.根据上述调节阀，流过所述调节阀的流体的流量范围为500l/min
‑
800l/min。
12.本技术还提供一种车辆的缓速器和发动机冷却系统，其包括上述调节阀、第一支管、第二支管、第三管、连接管路、发动机冷却通道以及缓速器冷却通道。所述第一支管和所述第二支管与所述壳体的第一壳体连接口相连通。所述第三管与所述壳体的第三壳体连接口相连通。其中，所述调节阀的第一支管通过所述连接管路与所述缓速器冷却通道的出口端相连接，所述调节阀的第二支管通过所述连接管路与所述发动机冷却通道的入口端相连接，所述第二壳体连接口通过所述连接管路与发动机冷却通道的出口端相连接，所述调节阀的第三管通过所述连接管路与所述缓速器冷却通道的入口端相连接。
13.本技术的调节阀的结构简单，并且流动阻力较小。其能够通过驱动设备来选择流通通道，从而实现对发动机或对缓速器进行冷却。
附图说明
14.本技术特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
15.图1a是根据本技术的一个实施例的调节阀的立体图；
16.图1b
‑
1c是图1a所示的调节阀的爆炸图
17.图1d是图1a所示的调节阀沿图1a中a
‑
a线的剖面图；
18.图1e是图1a所示的调节阀沿图1a中b
‑
b线的剖面图；
19.图2a
‑
2b是图1a所示的调节阀沿图1a中c
‑
c线的剖面图；
20.图3是使用图1a所示的调节阀的缓速器和发动机冷却系统的系统图；
21.图4a是图3所示的阀体本体处于第一位置时缓速器和发动机冷却系统的系统状态图；
22.图4b是图3所示的阀体本体处于第二位置时缓速器和发动机冷却系统的系统状态图。
具体实施方式
23.下面将参考构成本说明书一部分的附图对本技术的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号。
24.下面将参考构成本说明书一部分的附图对本技术的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本技术中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、等描述本技术的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说
明的目的，这些术语是基于附图中显示的示例性方位而确定的。由于本技术所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。
25.本技术中所使用的诸如“第一”和“第二”等序数词仅仅用于区分和标识，而不具有任何其他含义，如未特别指明则不表示特定的顺序，也不具有特定的关联性。例如，术语“第一壳体连接口”本身并不暗示“第二壳体连接口”的存在，术语“第二壳体连接口”本身也不暗示“第一壳体连接口”的存在。
26.图1a是根据本技术的一个实施例的调节阀100的立体图。图1b
‑
1c是图1a所示的调节阀的爆炸图。图1d是图1a所示的调节阀100沿图1a中a
‑
a线的剖面图。图1e是图1a所示的调节阀100沿图1a中b
‑
b线的剖面图。如图1a
‑
1e所示，调节阀100包括壳体102、阀体104和盖106。壳体102具有容腔202以及与容腔202相连通的开口211、第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216。其中，开口211、第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216分别设置在容腔202的上方、左侧、前侧和右侧。开口211、第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216都为圆形。在本示例中，第一壳体连接口212与第二壳体连接口214相互垂直设置，并且第二壳体连接口214和第三壳体连接口216也相互垂直设置。阀体104能够穿过开口211设置在容腔202中。容腔202底部设有凹部222，用于容纳阀体104的第二轴314。
27.阀体104包括阀体本体302、第一轴312、第二轴314和阀体限定部332。阀体本体302大致为上下被切的球体，其表面为阀体球表面328。阀体本体302具有球心。结合图1d所示，壳体102具有与球心的高度对应的中央部分，位于中央部分下方的壳体102的内壁大体为球表面，该球表面与阀体球表面328相匹配。具体来说，在壳体102中，位于第二壳体连接口214下方的容腔202的壁233为球形。位于第二壳体连接口214相对侧(即，位于第一壳体连接口212和第三壳体连接口216之间的部分)的容腔202的壁234也为球形。壁233与壁234的半径略大于阀体球表面328的半径，从而使得当阀体本体302被容纳在容腔202中时，阀体球表面328与壁233之间、以及阀体球表面328与壁234之间具有一定间隙，以使得当阀体本体302转动时，阀体球表面328不会与壁233以及壁234产生摩擦。作为一个示例，壳体102的内表面与阀体球表面328之间的间隙的值的范围为小于等于2.5mm。
28.第一轴312的下端连接在阀体本体302的上部，并且第二轴314的上端连接在第二轴314的下部，从而使得阀体本体302能够绕第一轴312和第二轴314转动。阀体限定部332设置在阀体本体302的上部，用于限定阀体本体302转动的角度。在本技术的实施例中，阀体限定部332大致为圆弧形。其圆弧形的两端所成的角度为90
°
。其能够与盖106中的圆弧形槽434相配合，从而限定阀体本体302的转动角度。
29.阀体本体302中设有阀体通道324。阀体通道324在阀体本体302的阀体球表面328上形成第一阀体口322和第二阀体口326，并且所述第一阀体口322和第二阀体口326距离阀体球表面328的上切面和下切面都具有一段距离，以用于抵靠第一管密封组件512和第三管密封组件514。阀体通道324的具体结构将结合图2a
‑
2b在下文中介绍。
30.盖106包括盖本体402和盖延伸部404。盖106用于封闭壳体102上的开口211并支撑驱动部件110。具体来说，盖本体402的边缘尺寸大于壳体102上开口211的尺寸，从而使得盖本体402能够盖合在壳体102上，以封闭壳体102上的开口211。盖延伸部404从盖本体402的下部向下延伸形成。盖延伸部404的内表面412为球表面，并且形状与阀体本体302的阀体球
表面328相匹配。当盖106盖合在壳体102上时，盖延伸部404的内表面412能够与阀体本体302的阀体球表面328为同心球表面。具体来说，内表面412的半径略大于阀体球表面328的半径，以使得当阀体本体302被容纳在容腔202中且盖106盖合时，阀体球表面328与盖106的内表面412之间具有一定间隙，以使得当阀体本体302转动时，阀体球表面328不会与盖106的内表面412产生摩擦。作为一个示例，盖延伸部404的内表面412与阀体球表面328之间的间隙的值的范围为小于等于2.5mm。
31.结合图1d可以看出，当阀体本体302被容纳在容腔202中且盖106盖合时，壳体102和盖106能够很好地包裹阀体本体302。更具体地说，盖延伸部404位于阀体本体302与壳体102之间。壁233、壁234以及内表面412与阀体本体302的阀体球表面328之间的间隙均被设置为小于等于2.5mm，这能够使得当流体从第二壳体连接口214流入调节阀100中时，流体不会过多地流入间隙中，这能够使得流动阻力减小。
32.盖延伸部404上设有第一凹口422、第二凹口424和第三凹口426。第一凹口422、第二凹口424和第三凹口426分别从盖延伸部404的下边缘向上凹陷形成。其中，第一凹口422、第二凹口424和第三凹口426的设置位置分别与第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216相对应，以使得盖延伸部404不阻挡第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216与第一阀体口322和第二阀体口326的连通。更具体地说，第一凹口422设置在左侧，第二凹口424设置在右侧，而第三凹口426设置在前侧。当阀体104上的第一阀体口322和第二阀体口326与第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216中的两个对齐时，盖延伸部404不会阻挡第一阀体口322和第二阀体口326与第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216的对齐面积。
33.由此，盖106与壳体102盖合在一起能够形成用于容纳阀体本体302的阀体本体容腔。由于阀体104安装至阀体本体容腔时要从上向下插入，因此与其相匹配的位于下方的球形表面由壳体102形成，而与其相匹配的位于上方的球形表面由盖106形成。这样的设置既能使得阀体104与包裹它的盖106与壳体102之间的间隙小，又能使得安装方便，且结构紧凑。
34.盖本体402上还设有通孔432和圆弧形槽434。其中，通孔432竖向贯穿盖本体402，以使得阀体104的第一轴312能够穿出盖106。圆弧形槽434的两端所成的角度大约为180
°
。其能够与阀体限定部332相配合，从而使得阀体本体302能够转动的角度为90
°
。
35.如图1a
‑
1e所示，调节阀100还包括驱动部件110，用于驱动阀体104。具体来说，阀体本体302上部的第一轴312穿出盖106后与驱动部件110相连接，从而使得驱动部件110能够驱动阀体104在壳体102中转动。
36.如图1a
‑
1e所示，调节阀100还包括轴向密封件516。所述轴向密封件516为环形，其套设在阀体104的第一轴312上，并设置在阀体104的第一轴312与盖106之间，以提供阀体104与盖106之间的密封。当调节阀100中有流体流过时，轴向密封件516能够防止流体沿第一轴312向上流入驱动部件110，从而保护驱动部件110。
37.如图1a
‑
1e所示，调节阀100还包括第一管件601和第一管密封组件512。具体来说，第一管件601包括主管612、第一支管614和第二支管616。第一支管614和第二支管616均与主管612相连接，并且通过主管612与调节阀100的第一壳体连接口212相连通。主管612为横向水平布置，并且其的右端口与第一壳体连接口212相连接。主管612的右端口处设有环形
的凹部622，用于接收第一管密封组件512。第一支管614大致为竖向布置，并且向后侧倾斜一个角度。第一支管614的下端口与主管612的左端口相连接，第一支管614的上端口用于与连接管路(未示出)相连接。第二支管616大致为横向布置，并且向上侧倾斜一个角度。第二支管616的后端口与主管612的左端口相连接，第二支管616的前端口用于与连接管路(未示出)相连接。
38.第一管密封组件512包括三个密封环。三个密封环依次抵靠，并被容纳在凹部622中。第一管密封组件512的右侧抵住阀体本体302，从而使得第一管密封组件512能够被第一管件601和阀体本体302夹持并保持在位。更具体地说，第一管密封组件512的右侧抵靠阀体球表面328，从而使得当阀体本体302上的第一阀体口322和第二阀体口326均不与第一壳体连接口212连通时，第一管密封组件512能够密封阀体本体302与壳体102之间的间隙，从而不使流体流入阀体本体302与壳体102之间的间隙中。
39.如图1a
‑
1e所示，调节阀100还包括第三管701和第三管密封组件514。第三管701大致为90
°
的弯管。第三管701的左端与调节阀100的第三壳体连接口216相连接，第三管701的右端用于与连接管路(未示出)相连接。第三管701的左端处设有环形的凹部722，用于接收第三管密封组件514。
40.第三管密封组件514包括三个密封环。三个密封环依次抵靠，并被容纳在凹部722中。第三管密封组件514的左侧抵住阀体本体302，从而使得第三管密封组件514能够被第三管701和阀体本体302夹持并保持在位。更具体地说，第三管密封组件514的左侧抵靠阀体球表面328，从而使得当阀体本体302上的第一阀体口322和第二阀体口326均不与第三壳体连接口216连通时，第三管密封组件514能够密封阀体本体302与壳体102之间的间隙，从而不使流体流入阀体本体302与壳体102之间的间隙中。
41.需要说明的是，由于在本实施例中第三壳体连接口216为常开口，因此第三壳体连接口216处不设有密封件。
42.图2a
‑
2b是图1a所示的调节阀100沿图1a中c
‑
c线的剖面图。如图2a
‑
2b所示，阀体本体302具有第一位置和第二位置。图2a示出了阀体本体302位于第一位置时的状态。当阀体本体302位于第一位置时，阀体本体302中的阀体通道324能够连通第一壳体连接口212和第二壳体连接口214。图2b示出了阀体本体302位于第二位置时的状态。当阀体本体302位于第二位置时，阀体本体302中的阀体通道324能够连通第二壳体连接口214和第三壳体连接口216。
43.具体来说，阀体通道324包括第一末端段342、中间段344和第二末端段346。其中第一末端段342、中间段344和第二末端段346相互连接，第一末端段342位于第一阀体口322处，第二末端段346位于第二阀体口326处。中间段344形成弯管。如图2a
‑
2b所示，中间段344为圆形的弯管。其中心线为一条圆弧。在其轴向截面上，中间段344具有内边界242和外边界241。内边界242和外边界241是同心的。换句话说，其任意一个径向截面都是大小相同的圆形。作为一个示例，中间段344的截面面积可以取第一壳体连接口212、第二壳体连接口214和第三壳体连接口216中截面面积最小的一个。中间段344具有第一直径，阀体球表面328具有第二直径。第一直径与第二直径的比例范围为1:1.5
‑
1:2.5。这有利于在阀体本体302上布置横截面更大的阀体通道324，从而减小通过阀体通道324的流体受到的流动阻力。
44.第一末端段342形成圆形直管。换句话说，其任意一个径向截面都是圆形。如图2a
‑
2b所示，其中心线为一条直线。其可以是同径直管，也可以是变径直管。换句话说，第一末端段342为在远离中间段344的方向上直径逐渐减小或逐渐增大的变径直管。在本技术的实施例中，当阀体本体302位于第一位置时，第一末端段342在阀体球表面328上形成的第一阀体口322与第一壳体连接口212连通，并且当阀体本体302位于第二位置时，第一末端段342在阀体球表面328上形成的第一阀体口322与第二壳体连接口214连通，因此第一阀体口322的截面面积可以取第一壳体连接口212和第二壳体连接口214中较小的一个。
45.第二末端段346形成圆形直管。换句话说，其任意一个径向截面都是圆形。如图2a
‑
2b所示，其中心线为一条直线。其可以是同径直管，也可以是变径直管。换句话说，第二末端段346为在远离中间段344的方向上直径逐渐减小或逐渐增大的变径直管。在本技术的实施例中，当阀体本体302位于第一位置时，第二末端段346在阀体球表面328上形成的第二阀体口326与第二壳体连接口214连通，并且当阀体本体302位于第二位置时，第二末端段346在阀体球表面328上形成的第二阀体口326与第三壳体连接口216连通，因此第二阀体口326的截面面积可以取第二壳体连接口214和第三壳体连接口216中较小的一个。
46.在传统的调节阀中，一般设置直角形或者其他形状的阀体通道。然而，本技术的发明人发现，当流量越大时，调节阀的阻力会越大。尤其当调节阀被运用在具有缓速器的车辆的缓速器和发动机冷却系统中时，流量可以达到500l/min
‑
800l/min，其管径约为55
‑
60mm，其调节阀的阻力会多达60kpa。因此传统的调节阀无法适应于流体大流量的情况，也难以被应用于具有缓速器的车辆的缓速器和发动机冷却系统中。
47.而在本技术的调节阀100中，阀体通道324形成圆形弯管的中间段344，其能够有效降低阻力，由此能够适应于较大流量的情况。当本技术的调节阀100被运用在具有缓速器的车辆的缓速器和发动机冷却系统中时，即使流量为500l/min
‑
800l/min，调节阀100的阻力也能够降低至25kpa左右。调节阀100在大大降低流动阻力的同时，能够降低驱动流体运动的动力设备的功率，从而降低冷却系统的制造成本。需要说明的是，对于大流量的系统来说，动力设备的功率可能是有限的。换句话说，由于调节阀100需要被安装在车辆中，因此能够驱动大流量的动力设备的大小是有限的，因此在保持调节阀的体积的情况下减小流体受到的阻力是有益的。
48.图3是使用图1a所示的调节阀100的缓速器和发动机冷却系统的系统图。如图3所示，缓速器和发动机冷却系统包括发动机911、缓速器912、调节阀100和连接管路。其中驱动流体(例如，冷却流体)流动的动力设备未示出。其中发动机911用于驱动车辆，而缓速器912用于制动车辆。两者都需要冷却系统对其进行冷却。更具体地说，发动机911具有发动机冷却通道901。当冷却流体流过发动机冷却通道901时，发动机911能够被冷却。缓速器912具有缓速器冷却通道902。当冷却流体流过缓速器冷却通道902时，缓速器912能够被冷却。为了使表述简单，图3中省略了冷却流体的制冷装置与驱动装置，而只示出发动机911、缓速器912、调节阀100和连接管路的关系。
49.具体来说，调节阀100的第一支管614通过连接管路与缓速器冷却通道902的出口端942相连接，调节阀100的第二支管616通过连接管路与发动机冷却通道901的入口端931相连接，调节阀100的第二壳体连接口214通过连接管路与发动机冷却通道901的出口端932相连接，调节阀100的第三管701通过连接管路与缓速器冷却通道902的入口端941相连接。调节阀100的阀体本体302能够处于第一位置或第二位置，从而形成不同的冷却通道，以对
发动机911和缓速器912进行冷却。
50.图4a是图3所示的阀体本体302处于第一位置时缓速器和发动机冷却系统的系统状态图。如图4a所示，当车辆正常行驶时，阀体本体302处于第一位置，以使得第一壳体连接口212和第二壳体连接口214相互连通，从而使得第二支管616能够通过阀体本体302与第二壳体连接口214连通。具体来说，冷却流体从第二支管616流出调节阀100后从入口端931流入发动机冷却通道901，从而对发动机911进行冷却。随后，冷却流体从出口端932流出发动机冷却通道901，并从第二壳体连接口214重新流入调节阀100。
51.图4b是图3所示的阀体本体302处于第二位置时缓速器和发动机冷却系统的系统状态图。如图4b所示，当车辆制动时，阀体本体302处于第二位置，以使得第二壳体连接口214和第三壳体连接口216相互连通，从而使得第三管701能够通过阀体本体302与第二壳体连接口214连通。具体来说，冷却流体从第三管701流出调节阀100后从入口端941流入缓速器冷却通道902，从而对缓速器912进行冷却。随后，冷却流体从出口端942流出缓速器冷却通道902后依次通过第一支管614和第二支管616，并从入口端931流入发动机冷却通道901，从而对发动机911进行冷却。随后，冷却流体从出口端932流出发动机冷却通道901，并从第二壳体连接口214重新流入调节阀100。
52.由此，当车辆处于不同状态时，本技术的调节阀100中的阀体本体302可以切换到不同的位置，从而实现不同的流通通道。
53.尽管本文中仅对本技术的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有落入本技术实质精神范围内的上述改进和变化。