节温器和发动机的制作方法

1.本实用新型属于发动机技术领域，尤其涉及一种节温器和发动机。


背景技术：

2.发动机是车辆的心脏，发动机对于温度十分敏感，为了确保发动机的工作效率，需要保证发动机工作在合适的工作温度范围内，发动机的工作温度若相差10度以上，发动机的动力性、油耗和排放等性能都会存在比较明显的差异，所以每个型号的发动机都有其最佳工作温度范围，这就对发动机的冷却系统有着极高的要求。节温器是发动机冷却系统中控制冷却液流动路径的阀门。
3.现有的一种节温器，包括大循环出水管、小循环出水管、大循环堵盖和小循环堵盖，大循环堵盖与小循环堵盖之间通过伸缩杆连接，大循环堵盖上设有凸台，凸台直径与大循环管的内径相等。发动机冷启动过程中，大循环堵盖封堵大循环出水管，小循环出水管的开口处于常开状态，随着冷却液温度的升高，与伸缩杆连接的蜡包开始膨胀，小循环堵盖开始向小循环出水管方向移动，大循环盖的凸台随之向小循环出水管方向移动，但是凸台始终密封大循环出水管，大循环不开启，直到冷却液温度达到一定值后，小循环堵盖封堵小循环出水管，大循环凸台离开大循环管，最终小循环关闭，大循环打开。这样在发动机冷启动过程中，能够保持大循环处于关闭状态，避免大循环中的冷却液带走发动机中的热量。
4.但是，现有的节温器，在发动机冷启动过程中，随着温度升高，小循环堵盖向小循环出水管方向移动，由于小循环堵盖不能调节小循环内的流量，所以在大循环打开前，小循环一直处于全开状态，在小循环全开状态下，小循环内的冷却液流量最大，大流量的冷却液会带走发动机的部分热量，不利于发动机快速升温，会导致发动机油耗和污染物排放增加。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的节温器，在发动机冷启动过程中，不利于发动机快速升温，会导致发动机油耗和污染物排放增加的技术问题，提供一种节温器和发动机。
6.为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种节温器，所述节温器包括壳体、大循环控制阀和小循环控制阀；所述壳体上设有大循环开口和小循环开口；
7.所述小循环控制阀设置在所述壳体内，所述小循环控制阀包括小循环堵盖，所述小循环堵盖具有在所述小循环开口的开口方向上相对设置的第一端面和第二端面，所述小循环堵盖的横截面积由所述第一端面至所述第二端面逐渐增大，所述第一端面的面积小于所述小循环开口的截面面积，所述第二端面的面积大于所述小循环开口的截面面积，所述小循环堵盖具有处于所述第一端面和所述第二端面之间的外侧面，所述外侧面在发动机熄火状态下和所述大循环开口打开状态下封堵所述小循环开口；
8.所述小循环控制阀在发动机冷启动过程中控制所述小循环堵盖背向所述小循环开口方向移动，以逐渐增加所述小循环开口处用于通过冷却液的截面大小，直至所述小循
环开口全部打开。
9.可选地，所述小循环控制阀还包括第一蜡包和第一顶杆，所述第一蜡包的朝向所述小循环开口的端部支撑在所述壳体上，所述第一顶杆与所述第一蜡包的背向所述小循环开口的端部固定连接，所述小循环堵盖固定在所述第一顶杆的朝向所述小循环开口的端部。
10.发动机冷启动过程中，所述第一蜡包受热后在所述小循环开口的方向上膨胀以带动所述第一顶杆、所述小循环堵盖背向所述小循环开口方向移动；
11.可选地，所述小循环控制阀还包括第一弹簧，所述第一弹簧位于在所述小循环堵盖与所述第一蜡包之间，所述第一弹簧的轴线在所述第一顶杆的长度方向上延伸布置，所述第一顶杆背向所述小循环开口方向移动过程中，所述第一弹簧处于压缩状态。
12.可选地，所述大循环控制阀包括第二蜡包、第二顶杆和大循环堵盖，所述第二蜡包的朝向所述大循环开口的端部固定在所述壳体上，所述第二顶杆与所述第二蜡包的背向所述大循环开口的端部固定连接，所述大循环堵盖固定在所述第二顶杆的朝向所述大循环开口的端部；
13.冷却液温度达到大循环开启临界值时，所述第二蜡包受热后在所述大循环开口的方向上膨胀以带动所述第二顶杆背向所述大循环开口方向移动，所述第二顶杆顶推所述第一顶杆，关闭所述小循环开口，打开所述大循环开口。
14.可选地，所述大循环控制阀包括第二弹簧，所述第二弹簧套设在所述第二顶杆上，所述第二弹簧连接在所述第二蜡包与所述大循环堵盖之间。
15.可选地，所述壳体内壁上设置挡板，所述挡板位于所述小循环开口与所述大循环开口之间，所述第一蜡包的朝向所述小循环开口的端部支撑在所述挡板上，所述挡板上设有供所述第一顶杆穿过的穿孔。
16.可选地，所述小循环控制阀包括第三弹簧，所述第一顶杆穿过所述第一蜡包，所述第一蜡包的朝向所述小循环开口的端部设有第一外凸缘，所述第三弹簧套设在所述第一蜡包上，所述第三弹簧连接在所述第一外凸缘与所述挡板之间。
17.可选地，所述大循环开口的朝向和所述小循环开口的朝向相反，所述壳体上设有冷却液进口，所述冷却液进口位于所述大循环开口与所述小循环开口之间，所述挡板与所述冷却液进口位置对应。
18.可选地，所述小循环堵盖为圆台结构，所述小循环堵盖的所述外侧面为外锥面。
19.根据本实用新型实施例的节温器，小循环控制阀中的小循环堵盖上设置第一端面、第二端面和外侧面，小循环堵盖的横截面积从第一端面至第二端面逐渐增大，第一端面的面积小于小循环开口的横截面积，第二端面的面积大于小循环开口的横截面积，在发动机熄火状态下，第一端面位于小循环开口内，第二端面位于小循环开口外，外侧面封堵小循环开口；在发动机冷启动过程中，小循环控制阀控制小循环堵盖背向小循环开口方向移动以逐渐增加小循环开口处用于通过冷却液的截面大小，直至小循环开口全部打开，在此过程中，小循环内的流量由最小逐渐增大至最大，与现有技术中小循环流量始终最大的结构相比，本实用新型的节温器通过调节小循环内的流量以减小发动机冷启动过程中小循环内冷却液的总流量，有助于发动机快速升温，有助于降低发动机的油耗和污染物排放量。
20.另一方面，本实用新型实施例还提供一种发动机，包括上述节温器。
附图说明
21.图1是本实用新型第一实施例提供的节温器在发动机熄火状态下的内部结构示意图；
22.图2是本实用新型第一实施例提供的节温器在发动机冷启动过程中的内部结构示意图(大循环开口处于关闭状态)；
23.图3是本实用新型第一实施例提供的节温器在大循环开启状态下的内部结构示意图。
24.说明书中的附图标记如下：
25.1、壳体；11、挡板；111、穿孔；12、大循环开口；13、小循环开口；14、冷却液进口；
26.21、第一蜡包；22、第一外凸缘；23、第一顶杆；24、第一弹簧；25、小循环堵盖；26、外锥面；27、第三弹簧；
27.31、第二蜡包；32、第二外凸缘；33、第二顶杆；34、第二弹簧；35、大循环堵盖。
具体实施方式
28.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.第一实施例
30.本实用新型的第一实施例提供一种节温器，如图1至图3所示，该节温器包括壳体1、大循环控制阀和小循环控制阀。
31.壳体1上设有大循环开口12、小循环开口13和冷却液进口14，小循环开口13和大循环开口12均为冷却液出口，小循环开口13和大循环开口12相对布置，且朝向相反，冷却液进口14位于小循环开口13和大循环开口12之间，冷却液进口14的朝向与大循环开口12的朝向垂直布置。
32.本实施例中，壳体1内设有挡板11，挡板11固定在壳体1的内壁上，挡板 11位于大循环出口与小循环之间，挡板11与冷却液进口14位置对应，以方便在壳体1内安装挡板11，挡板11中心设置穿孔111。
33.小循环控制阀用于控制小循环开口13的开闭，且用于调节小循环开口13 的大小，从而改变小循环内的冷却液流量。小循环控制阀包括第一蜡包21、第一顶杆23、第一弹簧24、第三弹簧27和小循环堵盖25。第一蜡包21为两端开口的筒状结构，第一蜡包21的朝向小循环开口13的端部设有第一外凸缘22，第一外凸缘22朝向第一蜡包21的径向外侧延伸布置，第三弹簧27套设在第一蜡包21上，第三弹簧27的一端与第一外凸缘22连接，另一端与挡板11连接，以通过第一弹簧24将第一蜡包21支撑在挡板11上。第一顶杆23穿过第一蜡包21的中心孔，第一顶杆23与第一蜡包21的背向小循环开口13的端部固定连接。
34.小循环堵盖25位于第一蜡包21的朝向小循环开口13的一侧，小循环堵盖 25固定在第一顶杆23的朝向小循环开口13的端部，第一弹簧24套在第一顶杆 23上，且第一弹簧24位于小循环堵盖25与第一蜡包21之间。
35.小循环堵盖25为圆台结构，小循环开口13为圆形开口，小循环堵盖25的轴线的延伸方向与小循环开口13的方向一致，小循环堵盖25具有在其轴向上相对布置的第一端面和
第二端面，第一端面朝向小循环开口13方向，第一端面的面积小于小循环开口13的截面面积，第二端面背向小循环开口13方向，第二端面的面积大于小循环开口13的截面面积，小循环堵盖25的外侧面为外锥面26。在发动机熄火状态下，小循环堵盖25的第一端面位于小循环开口13内，第二端面位于小循环开口13外，外锥面26封堵小循环开口13，以使小循环开口13处于关闭状态。能够通过朝向小循环开口13或远离小循环开口13移动小循环堵盖25，以改变小循环开口13的大小，从而改变小循环管路中冷却液的流量。
36.本实用新型中，小循环开口13的大小指的是小循环开口13位置处用于通过冷却液的通道的横截面积的大小，后续提到的大循环开口12的大小指的是大循环开口12位置处用于通过冷却液的通道的横截面积的大小。
37.本实施例中，如图1至图3所示，大循环控制阀控制大循环开口12的开闭，大循环控制阀包括第二蜡包31、第二顶杆33、第二弹簧34和大循环堵盖35，第二蜡包31为两端开口的筒状结构，第二蜡包31的朝向大循环开口12的端部设有第二外凸缘32，第二外凸缘32朝向第二蜡包31的径向外侧延伸布置，第二外凸缘32固定在壳体1的内壁上，第二顶杆33穿过第二蜡包31，第二顶杆 33与第二蜡包31的背向大循环开口12的端部固定连接，大循环堵盖35位于第二蜡包31的朝向大循环开口12的一侧，大循环堵盖35固定在第二顶杆33的朝向大循环开口12的端部，第二弹簧34套在第二顶杆33上，第二弹簧34位于第二蜡包31与大循环堵盖35之间。
38.大循环堵盖35为圆柱形，大循环开口12为圆形开口，大循环堵盖35的直径等于大循环开口12的直径，在发动机处于不工作状态时，大循环堵盖35位于大循环开口12内，以封堵大循环开口12，使大循环开口12处于关闭状态。
39.本实施例中，如图1所示，发动机熄火状态下，小循环开口13和大循环开口12均处于关闭状态。
40.如图2所示，在发动机冷启动过程中，随着冷却液温度上升，第一蜡包21 受热在小循环开口13的朝向上变形，以带动第一顶杆23、小循环堵盖25背向小循环开口13方向移动，压缩第一弹簧24，打开小循环开口13，由于小循环堵盖25上外锥面26的设置，在小循环堵盖25背向小循环开口13方向移动的过程中，小循环开口13大小逐渐增大，小循环管路内的冷却液流速逐渐增加，直至小循环堵盖25上的第一端面越过小循环开口13端面，即小循环堵盖25完全位于小循环开口13外侧，此时小循环开口13完全打开，小循环管路内的流量最大。这与现有技术中在发动机冷启动过程中一直使小循环开口13处于完全打开状态的节温器结构相比，本实施例中的节温器结构能够通过调节小循环内的流量以减小发动机冷启动过程中小循环内冷却液的总流量，有助于发动机快速升温，有助于降低发动机的油耗和污染物排放量。
41.本实施例中，第二蜡包31内石蜡的成分与第一蜡包21内石蜡的成分不同，第二蜡包31的热膨胀系数小于第一蜡包21的热膨胀系数，在发动机冷启动过程中，大循环控制阀中的大循环堵盖35位于大循环开口12内，以封堵大循环开口12，在发动机冷启动过程中，第二蜡包31在第二顶杆33长度方向上的膨胀量较小，以满足大循环堵盖35始终封堵大循环开口12。
42.在冷却液的温度达到大循环开启临界温度时，如图3所示，第二蜡包31在第二顶杆33长度方向上的膨胀量增大以带动第二顶杆33、大循环堵盖35背向大循环开口12方向移
动，压缩第二弹簧34，使大循环堵盖35位于大循环开口 12外，完全打开大循环开口12，与此同时，第二顶杆33穿过挡板11上的穿孔 111，顶推第一顶杆23，第三弹簧27拉伸，使第一顶杆23和小循环堵盖25朝向小循环开口13方向移动，直至小循环堵盖25的第一端面位于小循环开口13 内，小循环堵盖25的外锥面26封堵小循环开口13，小循环关闭。
43.在发动机一个工作循环后，发动机熄火，冷却液降温过程中，第一蜡包21 和第二蜡包31收缩，在第二弹簧34的作用下，大循环堵盖35朝向大循环开口12方向移动以封堵大循环开口12，在第三弹簧27的作用下，第一蜡包21背向小循环开口13方向移动，在第一弹簧24的作用下，小循环堵盖25相对第一蜡包21朝向小循环开口13方向移动，小循环堵盖25的第一端面伸入到小循环开口13内，小循环堵盖25的外锥面26封堵小循环开口13，大循环控制阀和小循环控制阀均复位。第一弹簧24的作用是使小循环堵盖25迅速复位，第二弹簧 34的作用是使大循环堵盖35迅速复位，第三弹簧27的作用是使小循环控制阀迅速复位。
44.第二实施例
45.本实用新型第二实施例提供一种节温器，其与第一实施例的不同之处在于，小循环控制阀中取消第一弹簧的设置，发动机熄火后，在第一蜡包收缩的过程中，第一蜡包带动第一顶杆朝向小循环开口方向移动，以封堵小循环开口，实现小循环控制阀的复位。
46.第三实施例
47.本实用新型第三实施例提供一种节温器，其与第一实施例的不同之处在于，在节温器处于使用状态时，节温器的小循环开口在上，大循环开口在下，冷却液进口朝向水平方向，小循环控制阀中取消第一弹簧和第三弹簧的设置，发动机熄火后，在第一蜡包收缩的过程中，第一蜡包带动第一顶杆朝向小循环开口方向移动，以封堵小循环开口，实现小循环控制阀的复位。在大循环控制阀复位后，第一顶杆在小循环控制阀的重力作用下相对壳体背向小循环开口方向移动，以实现小循环控制阀的复位。
48.第四实施例
49.本实用新型第四实施例提供一种节温器，其与第一实施例的不同之处在于，大循环控制阀中取消第二弹簧的设置，发动机熄火，在第二蜡包收缩的过程中，第二蜡包带动第二顶杆朝向大循环开口方向移动，以封堵大循环开口，实现大循环控制阀的复位。
50.第五实施例
51.本实用新型第五实施例提供一种节温器，其与第一实施例的不同之处在于，小循环开口为方形开口，小循环堵盖为四棱台结构，小循环堵盖的四个外侧面均为倾斜面，小循环堵盖的第一端面的面积小于方形开口的截面面积，小循环堵盖的第二端面的面积大于方形开口的截面面积，发动机熄火状态下，第一端面位于小循环开口内，第二端面位于小循环开口外，四个倾斜面封堵小循环开口。发动机冷启动过程中，随着小循环堵盖背向小循环开口方向移动，小循环开口处用于通过冷却液的通道的截面积逐渐增大。
52.第六实施例
53.本实用新型第六实施例提供一种节温器，其与第一实施例的不同之处在于，小循环控制阀中取消第一蜡包、第一顶杆的设置，小循环控制阀包括第一驱动机构，第一驱动机构通过第二弹簧支撑在挡板上，第一驱动机构与小循环堵盖连接，在发动机冷启动过程中，随着温度的升高，第一驱动机构驱动小循环堵盖背向小循环开口方向移动，直至小循环开口全部打开。在发动机熄火状态下，小循环堵盖在第一弹簧的作用下复位。
54.其他实施例中，大循环控制阀中取消第二蜡包、第二顶杆的设置，大循环控制阀包括第二驱动机构，第二驱动机构与大循环堵盖连接，在发动机冷启动过程中，第二驱动机构不动作，在冷却液温度达到大循环开启临界温度时，第二驱动机构驱动带动大循环堵盖背向大循环开口方向移动以打开大循环开口，并顶推第一驱动机构，使小循环堵盖朝向小循环开口方向移动以封堵小循环开口。在发动机熄火状态下，大循环堵盖在第二弹簧的作用下复位。
55.第七实施例
56.本实用新型第七实施例提供一种节温器，其与第一实施例的不同之处在于，小循环堵盖的第一端面和第二端面均为圆形面，小循环堵盖的外侧面为内凹弧形面，第一端面朝向小循环开口方向，第一端面的面积小于小循环开口的截面面积，第二端面的面积大于小循环开口的截面面积，小循环堵盖的截面面积由第一端面至第二端面逐渐增大。在发动机熄火状态下，小循环堵盖的外侧面封堵小循环开口，以使小循环开口处于关闭状态。小循环堵盖背向小循环开口方向移动，能够增加小循环开口的大小，从而增加小循环管路中冷却液的流量。
57.本实用新型的实施例还提供一种发动机，该发动机包括上述任一实施例中的节温器。
58.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。