CN104196615B - 一种发动机冷却***及其过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机冷却***及其过滤装置，能够根据发动机的工作状态自动启闭冷却液进口，保证更换冷却水过滤器的过程中冷却水不外流，避免污染环境和浪费，节约了成本。所述过滤装置包括具有冷却液进口和冷却液出口的过滤器座，以及安装在所述过滤器座上的冷却液过滤器，还包括压力阀，所述压力阀能够在高压冷却液的推动下开启，并在压力释放后封堵所述冷却液进口和所述冷却液出口。当发动机工作时，水泵输出的水产生推动压力阀的压力，以便将压力阀开启，以打开冷却液进口和出口；当需要更换冷却液过滤器时，发动机停止作业，此时作用于压力阀的压力自然释放，则压力阀将冷却液进口和冷却液出口封堵，防止冷却水外流，避免了污染环境和浪费。

Description

一种发动机冷却***及其过滤装置

技术领域

本发明涉及发动机冷却技术领域，特别是涉及一种发动机冷却***的过滤装置。本发明还涉及一种具有上述过滤装置的发动机冷却***。

背景技术

冷却液过滤器用于过滤发动机冷却液中的杂质，同时还可以向发动机冷却***中添加化学成分，以改善发动机的冷却液性能。使用一段时间后需要更换冷却液过滤器，以保证其使用可靠性。

现有技术中的过滤装置通常未加装任何装置，更换冷却液过滤器时，冷却液进口处于开启状态，则冷却液容易外流，造成污染和浪费。

请参考图1和图2，图1为现有技术中发动机冷却***的过滤装置在一种具体实施方式中的结构示意图；图2为现有技术中发动机冷却***的过滤装置在另一种具体实施方式中的结构示意图。

现有技术中的过滤装置包括过滤器座1’和冷却液过滤器2’，过滤器座1’上加装有一个阀门11’，阀门11’相当于一个开关，在发动机维护保养时，通过手动操作将阀门11’关闭，则阀门11’将冷却液进口封堵，以便在更换冷却液过滤器2’时防止冷却液向外流出，避免冷却液外流引起的浪费和污染。

更为重要的是，在进行维护保养时，必须手动操作阀门11’，如果操作人员忘记进行手动操作，则阀门11’不起作用，冷却液进口仍处于开启状态，导致冷却液外流。

而且，在进行冷却液过滤器2’的更换时，通常将过滤器座1’一共丢弃，导致整个更换成本较高。

因此，如何设计一种发动机冷却***的过滤装置，以便根据发动机的情况实现冷却液进口的自动启闭，以免在更换冷却水过滤器时引起冷却液外流，从而节约成本，避免污染环境和浪费，是本领域技术 人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机冷却***及其过滤装置，能够根据发动机的工作状态自动启闭冷却液进口，保证更换冷却水过滤器的过程中冷却水不外流，避免污染环境和浪费，节约了成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机冷却***的过滤装置，包括具有冷却液进口和冷却液出口的过滤器座，以及安装在所述过滤器座上的冷却液过滤器，还包括压力阀，所述压力阀能够在高压冷却液的推动下开启，并在压力释放后封堵所述冷却液进口和所述冷却液出口。

本发明的过滤装置设有压力阀，该压力阀能够在高压冷却液的推动下开启，则当发动机工作时，水泵输出的冷却液即可产生推动压力阀的压力，以便将压力阀开启，以打开冷却液进口和冷却液出口，使得本发明的过滤装置正常使用；当需要更换冷却液过滤器时，发动机即停止作业，此时作用于压力阀的压力自然释放，则压力阀将冷却液进口和冷却液出口封堵，防止冷却水外流，避免了污染环境和浪费。可见，本发明的压力阀通过发动机作业时提供的压力控制其启闭，以便根据发动机在作业状态调整冷却液进口和出口的启闭状态，无需人工操作，自动化程度较高，避免了人工误操作或者忘记操作带来的各种问题。

优选地，所述压力阀包括前后延伸的阀芯和连接在所述阀芯后方的压缩弹簧，所述阀芯以其前端封堵所述冷却液进口，其后方具有封堵所述冷却液出口的隔挡部，中部具有截面积小于所述隔挡部的缩段。

压力阀的阀芯可以前后延伸，并在后方连接压缩弹簧，则在达不到预定压力时，压缩弹簧将阀芯抵顶于冷却液进口，并以其后方的隔挡部封堵冷却液出口，此时可以完成冷却液过滤器的更换；当发动机正常作业时，水泵输出的高压水作用于冷却液进口，进而向后推动阀芯，进一步压缩压缩弹簧，使得阀芯脱离与冷却液进口的密封接触， 将冷却液进口开启；同时，阀芯中部的缩段移动到与冷却液出口对应的位置，由于缩段的截面积小于隔挡部，故此时的冷却液出口也相应开启。

采用上述结构，通过一个压力阀即可实现冷却液进口和冷却液出口的同步密封，其结构简单，使用更为便捷，提高了操作效率。

优选地，所述过滤器座还包括与所述冷却液出口连通的出口流道，所述阀芯穿过所述出口流道后向前伸出，以便所述隔挡部封堵所述出口流道。

还可以设置出口流道，一方面可以对过滤后的冷却水输送至冷却液出口向外排出，另一方面还可以将隔挡部隔挡在出口流道，通过封堵出口流道实现对冷却液出口的封堵，其密封的可靠性较高，还可以利用过滤器座本身的结构通过一个阀芯实现冷却液进口和冷却液出口的密封，简化了压力阀的结构。

优选地，所述隔挡部设置呈圆柱状，且其外径大于等于所述出口流道的口径，以封堵所述出口流道。

优选地，所述阀芯的前端具有能够与所述冷却液进口密封贴合的锥台。

优选地，所述过滤器座还具有与所述冷却水进口连通的进口流道，所述锥台的侧壁能够与所述进口流道的开口密封贴合。

还可以将压力阀的前端设置为锥台，以便更好地与冷却液进口实现密封；而且，锥台还可以其侧壁与进口流道密封，进一步提高了密封可靠性，避免冷却水通过进口流道向外流出。

优选地，所述过滤器座上还设有前后延伸的安装腔，所述压缩弹簧以其后端与所述安装腔固连，所述阀芯嵌插在所述安装腔内，并能够沿所述安装腔前后移动。

一方面，安装腔可以对压缩弹簧提高一定的导向作用，保证阀芯的运动可靠性；另一方面，可以将阀芯嵌插在安装腔内，起到防护阀芯的作用。

优选地，所述压力阀还包括阀座，所述阀座螺接在所述安装腔的 后端；所述压缩弹簧的两端分别与所述阀座和所述隔挡部固连，并能够在两者限定的区域内伸缩；所述阀座和所述隔挡部均具有容纳所述压缩弹簧的空腔。

可以通过阀座对压缩弹簧和阀芯进行定位，以实现与过滤器座的可靠连接。

本发明还提供一种发动机冷却***，包括上述任一项所述的过滤装置。

由于本发明的发动机冷却***包括上述任一项所述的过滤装置，故上述任一项所述的过滤装置所产生的技术效果均适用于本发明的发动机冷却***，此处不再赘述。

优选地，所述过滤器座一体成型于发动机机体上，其结构简单，便于冷却液过滤器的单独更换，避免过滤器座一起更换产生的浪费，节约了成本。

附图说明

图1为现有技术中发动机冷却***的过滤装置在一种具体实施方式中的结构示意图；

图2为现有技术中发动机冷却***的过滤装置在另一种具体实施方式中的结构示意图；

图3为本发明所提供发动机冷却***的过滤装置在一种具体实施方式中，压力阀处于封闭状态的剖面结构示意图；

图4为图3所示过滤装置的压力阀处于开启状态的剖面结构示意图。

图1-2中：

1’过滤器座、11’阀门、2’冷却液过滤器

图3-4中：

1过滤器座、11冷却液进口、12冷却液出口、13出口流道、14进口流道、15安装腔、2冷却液过滤器、3压力阀、31阀芯、311隔挡部、312缩段、313锥台、32压缩弹簧、33阀座、4接管、5密封 垫圈

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3和图4，图3为本发明所提供发动机冷却***的过滤装置在一种具体实施方式中，压力阀处于封闭状态的剖面结构示意图；图4为图3所示过滤装置的压力阀处于开启状态的剖面结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明的发动机冷却***包括对冷却水进行过滤的过滤装置，以便对冷却液中的杂质进行过滤。

本发明所提供的发动机冷却***的过滤装置包括冷却液过滤器2和过滤器座1，冷却液过滤器2安装在过滤器座1上，并通过过滤器座1与发动机机体连接。其中，过滤器座1包括冷却液进口11和冷却液出口12，发动机冷却***的冷却液经由冷却液进口11流入冷却液过滤器2中，经过冷却液过滤器2过滤后，通过过滤器座1上的冷却液出口12向外排出。本发明的过滤装置还包括压力阀3，该压力阀3能够在预定压力下开启，并在压力释放后封堵冷却液进口11和冷却液出口12，以防止冷却液外流，便于进行冷却液过滤器2的更换。

当完成冷却液过滤器2的更换，需要进行过滤时，由水泵输出的冷却液作用于冷却液进口11，进而推动压力阀3，当压力阀3承受的压力达到预定压力值时，压力阀3开启，进而释放冷却液进口11和冷却液出口12，使得两者处于开启状态，则冷却液依次流经冷却液进口11、冷却液过滤器2以及冷却液出口12，经过冷却液过滤器2过滤后向外流出，整个发动机冷却***正常运作。

本发明中，压力阀3的开启压力(即所述预定压力)通过高压冷却液提供，即水泵输出的冷却液产生较大的冲击压力，该压力作用于压力阀3，即可将其推动开启；当水泵停止工作时，冷却液不再作用于压力阀3，即作用于压力阀3的压力随着发动机和水泵停止作业而自动释放，此时的压力阀3即可将冷却液进口11和冷却液出口12封 堵。

本领域技术人员应该可以理解，压力阀3的控制方式多样，不限于利用冷却液进口11的冷却液产生的压力进行控制，还可以将压力阀3设置为电磁阀等电动控制阀，然后将其与发动机或者水泵信号连接，以便根据发动机的作业情况控制其启闭状态，以启闭冷却液进口11和冷却液出口12。

压力阀3具体可以为单向阀，可以包括在前后方向延伸的阀芯31和连接在阀芯31后方的压缩弹簧32，则在压缩弹簧32的弹性回复力作用下，推动阀芯31以其前端封堵冷却液进口11；阀芯31的后方还具有用于封堵冷却液出口12的隔挡部311，中部具有截面积小于隔挡部311的缩段312。自然状态下，压缩弹簧32推动阀芯31前移，将阀芯31的前端抵顶贴合于冷却液进口11，并推动隔挡部311运动至与冷却液出口12对应的位置，以便隔挡部311封堵冷液出口12，如图3所示。当水泵输出的冷却液作用于冷却液进口11时，该压力传递到阀芯31，并产生推动阀芯31运动的预定压力，则阀芯31后移，进一步压缩压缩弹簧32，使得阀芯31的前端与冷却液进口11脱离接触，进而将冷却液进口11释放；同时，隔挡部311相对冷却液出口12后移，阀芯31中部的缩段312运动到与冷却液出口12对应的位置，隔挡部311与冷却液出口12脱离接触，由于缩段312的截面积小于隔挡部311，故能够将冷却液出口12释放，如图4所示。

所述前后以冷却液的流动方向为参照，过滤器座1设有冷却液进口11的方向为前，相应的，设置冷却液出口12的方向为后，阀芯31在前后方向延伸是指阀芯31由冷却液进口11朝向冷却液出口12的方向延伸。

可见，压力阀3的阀芯31可以在前后方向延伸，然后通过一个阀芯31即可同时封堵或者开启冷却液进口11和冷却液出口12，其结构简单，使用更为便捷，且无需设置专门的控制部件，依靠冷却液进口11处产生的压力即可控制阀芯31自动启闭。由于发动机工作时，会向冷却液进口11输送冷却液，故可以实现阀芯31的自动开启，当 发动机停止工作时，水泵停止向冷却液进口11输送冷却液，此时作用于阀芯31的压力自动消失，阀芯31在压缩弹簧32的回弹力作用下自动封闭，无需人工操作，也就是说，阀芯31能够根据发动机的工作状态实现自动启闭。

与现有技术中的手动阀相比，本发明的压力阀3可以根据发动机的工作状态自动启闭，不存在忘记开关阀门的问题，当然也就不会因忘记操作或者误操作引起冷却水外流，避免浪费和环境污染。

另外，一个阀芯31同时实现冷却液进口11和冷却液出口12的启闭，使得整个压力阀3的结构更为紧凑，能够有效利用过滤器座1的空间；且压力阀3根据发动机同步动作的结构形式便于发动机的维护和保养。

当然，也可以在冷却液进口11和冷却液出口12分别设置一个单向阀，即压力阀3可以包括两个相互独立的单向阀，发动机工作时，冷却液所产生的压力构成各单向阀的开启压力，以便使得冷却***正常工作；当需要更换冷却液过滤器2时，关闭发动机，此时各个单向阀能够将与其对应的冷却液进口11和冷却液出口12封堵，避免冷却液外流。单向阀的具体结构可以参照上文进行设置。显然，设置两个单向阀时无需利用一个阀芯实现冷却液进口11和冷却液出口12的启闭，则可以分别实现两者的启闭，提高了操作的独立性。

进一步，过滤器座1可以包括与冷却液出口12连通的出口流道13，该出口流道13与冷却液过滤器2的出口连通，则过滤后的冷却液通过出口流道13输送至冷却液出口12，进而向外排出。阀芯31可以穿过出口流道13后向前伸出，进而以隔挡部311封堵出口流道13，以实现对冷却液出口12的封堵。

出口流道13的设置一方面为冷却液的输送提供了流通通道，便于将冷却液从冷却液过滤器2输送至冷却液出口12；另一方面，由于出口流道13的设置位置较为灵活，基本上贯穿整个过滤器座1的纵向，此时可以将阀芯31直接穿过出口流道13，以借助对出口流道13的启闭实现对冷却液出口12的封堵与开启，其结构更为简单，设置更为灵 活，基本上不受冷却液出口12所处位置的限制。

更进一步，隔挡部311可以设置为圆柱状，且其外径大于等于出口流道13的口径，则当隔挡部311至于出口流道13内时，可以将其封堵，并能够保证密封性。

出口流道13也可以设置为圆形管道，则隔挡部311的圆柱结构能够与出口流道13相互配合，保证各个方向的密封可靠性；在进行冷却液过滤器2的更换时，避免冷却液从冷却液出口12和出口流道13流出。

再进一步，阀芯31的前端可以设置锥台313，以便与冷却液进口11实现密封贴合，提高密封连接的可靠性。

与此同时，还可以在过滤器座1上设置进口流道14，该进口流道14能够与冷却液进口11连通，且锥台313的侧壁能够与进口流道14的开口密封贴合；当阀芯31以其锥台313将冷却液进口11封堵时，锥台313的侧壁与进口流道14形成密封接触，有效防止冷却水通过冷却液进口11以及进口流道14向外流出，以便进行冷却液过滤器2的更换。

具体地，锥台311可以为由前至后外径渐增的锥柱状结构；当然，也可以将阀芯31的前端设置为圆柱状，仅在其与冷却液进口11接触的部分设置倒角，以形成锥柱状的连接部，同样可以保证密封的可靠性；或者，可以将阀芯31的前端设置为挡板状结构，或者若干前后方向依次排布的挡片，仅将最前方的挡板或者挡片设置成与冷却液进口11密封接触的锥形结构，以简化其结构，如图3和图4所示。

在上述基础上，过滤器座1上还可以设置安装腔15，安装腔15在前后方向延伸，然后将阀芯31嵌插在安装腔15内，且能够沿安装腔15前后移动；可以将压缩弹簧32的后端与安装腔15固定连接，则压缩弹簧32可以推动阀芯31向前移动，以便阀芯31以其前端封堵冷却液进口11；当水泵输送冷却液至冷却液进口11时，阀芯31在冷却液的推动下后移，进一步压缩压缩弹簧32，以开启冷却液进口11。

压力阀3还可以包括阀座33，阀座33螺旋连接在安装腔15的后 端；压缩弹簧32的两端可以分别与阀座33和隔挡部311固定连接，则压缩弹簧32能够在阀座33和隔挡部311限定的区域内伸缩，也就是说，阀座33和隔挡部311在前后方向具有一定的间隙，以便于压缩弹簧32伸缩变形；阀座33和隔挡部311均具有容纳压缩弹簧32的空腔，以便对压缩弹簧32进行约束，使得压缩弹簧32在前后方向上伸缩，进而推动阀芯31前后移动。

此外，本发明的过滤装置还可以包括接管4，该接管4的一端与冷却液过滤器2螺旋连接，另一端与过滤器座1螺旋连接，且接管4的两端分别与过滤器座1的出口流道13和冷却液过滤器2的出口连通。一方面，接管4能够实现过滤器座1与冷却液过滤器2的可靠连接，另一方面，可以将冷却液过滤器2过滤后的冷却水输送至出口流道13，可以对冷却液进行导流。

通常，冷却液过滤器2的出口设置在其中间，可以将接管4安装在冷却液过滤器2的中间，并将出口流道13沿过滤器座1的纵向延伸，以便将冷却液沿直线输送，减小阻力；显然，出口流道13也可以设置在过滤器座1的中间位置。

为进一步提高密封可靠性，还可以在过滤器座1与冷却液过滤器2之间设置密封垫圈5，如图3和图4所示，密封垫圈5可以设置为矩形结构，以提高密封性。

此外，本发明的发动机冷却***中，还可以将过滤器座1一体成型于发动机机体上，以便在进行发动机维护和保养时，对冷却液过滤器2进行单独更换，不仅简化了过程，还可以节约成本，避免过滤器座1与冷却液过滤器2一起丢弃。

或者，可以将过滤器座1与机油滤清器壳体、机油冷却器壳体等其他零件设计为一体，其集成度较高，维护和保养时需要更换冷却液过滤器2，降低了成本。

如图4所示，当发动机工作时，水泵泵出的冷却液绝大部分流入发动机机体中，一小部分靠水泵产生的压力将压力阀3向后推开，冷却液从冷却液进口11进入过滤器座1中，之后通过冷却过滤器2上的 开口进入冷却液过滤器2中，过滤完成后沿冷却液过滤器2的出口经过接管4、出口流道13流至冷却液出口12，之后沿外部管路流回水泵；与此同时，进入发动机的冷却液完成冷却后也流回水泵，则进入发动机的冷却液和进入过滤装置的冷却液在水泵的回流口处汇合，最终流回水泵。

也就是说，本发明的发动机冷却***，过滤装置与发动机的冷却为并联的两套***，基本上不会对发动机的冷却产生影响。

需要说明的是，发动机冷却***较为复杂，限于篇幅，本文仅对其过滤装置进行了说明，其他部分请参照现有技术，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的发动机冷却***及其过滤装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机冷却***的过滤装置，包括具有冷却液进口(11)和冷却液出口(12)的过滤器座(1)，以及安装在所述过滤器座(1)上的冷却液过滤器(2)，其特征在于，还包括压力阀(3)，所述压力阀(3)能够在高压冷却液的推动下开启，并在压力释放后封堵所述冷却液进口(11)和所述冷却液出口(12)，以防止冷却液外流，便于进行所述冷却液过滤器(2)的更换。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述压力阀(3)包括前后延伸的阀芯(31)和连接在所述阀芯(31)后方的压缩弹簧(32)，所述阀芯(31)以其前端封堵所述冷却液进口(11)，其后方具有封堵所述冷却液出口(12)的隔挡部(311)，中部具有截面积小于所述隔挡部(311)的缩段(312)。

3.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤器座(1)还包括与所述冷却液出口(12)连通的出口流道(13)，所述阀芯(31)穿过所述出口流道(13)后向前伸出，以便所述隔挡部(311)封堵所述出口流道(13)。

4.如权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述隔挡部(311)设置呈圆柱状，且其外径大于等于所述出口流道(13)的口径，以封堵所述出口流道(13)。

5.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述阀芯(31)的前端具有能够与所述冷却液进口(11)密封贴合的锥台(313)。

6.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤器座(1)还具有与所述冷却水进口(11)连通的进口流道(14)，所述锥台(313)的侧壁能够与所述进口流道(14)的开口密封贴合。

7.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤器座(1)上还设有前后延伸的安装腔(15)，所述压缩弹簧(32)以其后端与所述安装腔(15)固连，所述阀芯(31)嵌插在所述安装腔(15)内，并能够沿所述安装腔(15)前后移动。

8.如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，所述压力阀(3)还包括阀座(33)，所述阀座(33)螺接在所述安装腔(15)的后端；所述压缩弹簧(32)的两端分别与所述阀座(33)和所述隔挡部(311)固连，并能够在两者限定的区域内伸缩；所述阀座(33)和所述隔挡部(311)均具有容纳所述压缩弹簧(32)的空腔。

9.一种发动机冷却***，其特征在于，包括上述权利要求1-8任一项所述的过滤装置。

10.如权利要求9所述的发动机冷却***，其特征在于，所述过滤器座(1)一体成型于发动机机体上。