CN111237491B - 一种自动温控阀、用于转向系统的散热器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动温控阀、用于转向系统的散热器及车辆，涉及车辆领域。自动温控阀包括外壳和阀体组件。阀体组件包括阀体基座、阀芯组件、第一限位组件和第二限位组件。阀体基座设有连通阀上腔和阀下腔的贯通孔和通液孔。阀芯组件穿设于贯通孔内，其一端设有露出于阀上腔的阀片，阀芯组件配置成沿贯通孔的轴线旋转，使得阀片在旋转至通液孔处时封闭通液孔。第一限位组件和第二限位组件，均设置于阀体基座靠近阀片的一侧且位于阀片的两侧，第一限位组件和第二限位组件配置成当环境温度超过预设温度时发生方向相反的形变。通过本发明的方案可以实现根据环境温度开启或关闭自动温控阀。

Description

一种自动温控阀、用于转向系统的散热器及车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种自动温控阀、用于转向系统的散热器及车辆。

背景技术

目前重型卡车的转向系统都采用液压转向助力的形式，通过转向泵输出的高压液压油提供助力。转向系统长时间运行会导致液压油温度升高，尤其是在夏天工况通常比较恶劣环境中，可高达100℃以上，会加速方向机密封圈、动转泵密封圈、橡胶油管的加速老化。现有技术中的转向液压系统散热器具有优良的散热功能。但是现有的散热器无论在油温大小，只要液压系统工作，液压油就会完全的从散热片经过进行散热。那么在冬季气温较低的环境中，车辆冷启动时，转向液压油温度可低达零下二十多度，粘度系数非常高，因散热片通道狭窄、接触面积大，会导致系统吸油阻力大、吸油不畅等问题。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种自动温控阀，能够根据环境温度调节油道的通断，以解决低温时吸油阻力大、吸油不畅的问题。

本发明的另一个目的是要提供一种既可以在高温时有效散热又可以避免低温时吸油阻力大、吸油不畅的转向系统的散热器。

特别地，本发明提供一种自动温控阀，包括：

外壳，其内部设有容腔，且设有与所述容腔连通的进液口和出液口；

阀体组件，安装于所述容腔内，用于将所述容腔分隔为阀上腔和阀下腔，所述阀上腔与所述进液口连通，所述阀下腔与所述出液口连通；其中，

所述阀体组件包括：

阀体基座，设有连通所述阀上腔和所述阀下腔的贯通孔和通液孔；

阀芯组件，穿设于所述贯通孔内，其一端设有露出于所述阀上腔的阀片，所述阀芯组件配置成沿所述贯通孔的轴线旋转，使得所述阀片在旋转至所述通液孔处时封闭所述通液孔；

第一限位组件和第二限位组件，均设置于所述阀体基座靠近所述阀片的一侧且位于所述阀片的两侧，所述第一限位组件和所述第二限位组件配置成当环境温度超过预设温度时发生方向相反的形变，以使得在环境温度小于预设温度时，所述第一限位组件不发生形变并限制所述阀片以使所述通液孔打开；所述环境温度超过所述预设温度时，所述第一限位组件向靠近所述阀体基座的方向变形以解除对所述阀片的限制，同时所述第二限位组件向远离所述阀体基座的方向变形以限制所述阀片的旋转，使得所述通液孔封闭。

可选地，所述阀芯组件包括：

安装柱，其两端均伸出所述贯通孔，靠近所述阀上腔的一端设置成第一螺纹结构，靠近所述阀下腔的一端设置成第二螺纹结构，通过所述第一螺纹结构和所述第二螺纹结构与螺母的配合限制所述阀芯组件在其轴向上的位移；

螺旋扇叶，设置于所述安装柱的外壁中间部位上，且按照一预设角度布置，所述螺旋扇叶在受到流经所述贯通孔的液体的推动力时旋转，使得所述阀芯组件随着所述螺旋扇叶的旋转而旋转。

可选地，所述第一限位组件包括：

两片不同材质的金属片，靠近所述阀上腔的金属热变形量大于靠近所述阀体基座的金属的热变形量，使得所述第一限位组件靠近阀上腔的金属在所述环境温度超过所述预设温度时其中间部分向远离所述阀体基座的方向凸起，两端向所述阀体基座靠近；和

第一限位凸起，位于所述第一限位组件的一端，在所述的第一限位组件的两端向所述阀体基座靠近时向所述阀体基座移动，以解除对所述阀片的限制。

可选地，所述第二限位组件包括：

两片不同材质的金属片，靠近所述阀上腔的金属热变形量小于靠近所述阀体基座的金属热变形量，使得所述第二限位组件靠近所述阀体基座的金属在所述环境温度超过所述预设温度时其中间部分向所述阀体基座凸起，两端向远离所述阀体基座的方向靠近；

第二限位凸起，位于所述第二限位组件的一端，在所述第二限位组件的两端向远离所述阀体基座的方向靠近时向远离所述阀体基座的方向移动，以限制所述阀片的旋转。

可选地，所述阀片包括：

主体，为圆片结构；

限位结构，设置于所述主体的圆周上，所述限位结构与所述第一限位凸起和所述第二限位凸起配合以控制所述阀片的旋转。

可选地，所述外壳包括：

伸出部，设置在所述外壳的内部，用于搭接所述阀体组件；

所述自动温控阀还包括：

压紧弹簧，设置在所述阀上腔内，用于将所述阀体组件固定在所述外壳的内部。

可选地，所述外壳还包括上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖通过螺栓连接。

可选地，所述外壳还包括密封圈，设置在所述上端盖和所述下端盖之间，用于密封所述外壳。

特别地，本发明还提供一种用于转向系统的散热器，包括上述自动温控阀；及

第一油腔，其一端开设有第一进油口，另一端开设有第一出油口，液压油通过所述第一进油口流入所述第一油腔；

第二油腔，其一端开设有第二出油口，所述液压油通过所述第二出油口流出；

多个散热片，每一个所述散热片均与所述第一油腔和所述第二油腔连通；

其中，所述自动温控阀的进液口通过所述第一出油口与所述第一油腔连通，所述进液口与所述第一出油口连通；

所述散热器配置成在环境温度小于第一预设温度时，所述自动温控阀打开，所述液压油通过所述自动温控阀流出至出油口；在环境温度超过所述第一预设温度时，所述自动温控阀关闭，所述液压油通过散热片流向所述第二油腔。

特别地，本发明还提供一种车辆，包括上述用于转向系统的散热器。

根据本发明提供的方案，通过在自动温控阀上设置可以根据环境温度反向变形的第一限位组件和第二限位组件，实现在环境温度小于预设温度时通液孔打开，环境温度超过预设温度时通液孔封闭。如此，在实际应用中，可以仅根据温度变化就实现控制自动温控阀的开启和关闭。类如，将该自动温控阀应用在转向系统的散热器中，可以达到在液压油温度低于预设值也即不需要对其进行散热时开启自动温控阀，使得液压油不经散热片直接从自动温控阀流过，如此可以解决转向系统的散热器在低温下的吸油阻力大、吸油不畅的问题。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的俯视图；

图2是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的正视图；

图3是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的截面示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的阀体组件的俯视图；

图5是根据本发明的再一个实施例的自动温控阀的阀体组件的结构示意图；

图6是根据本发明的另一个实施例的自动温控阀的阀芯组件的结构示意图；

图7是根据本发明的又一个实施例的自动温控阀的第一金属组件的结构示意图；

图8是根据本发明的又一个实施例的自动温控阀的结构示意图；

图9是根据本发明的又一个实施例的用于转向系统的散热器的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的俯视图。图2是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的正视图。图3是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的截面示意图。如图1-3所示，本发明提供一种自动温控阀，包括外壳1和阀体组件。外壳1内部设有容腔，且设有与容腔连通的进液口2和出液口3。阀体组件安装于容腔内，用于将容腔分隔为阀上腔6和阀下腔7，阀上腔6与进液口2连通，阀下腔7与出液口3连通。图4是根据本发明的一个实施例的自动温控阀的阀体组件的俯视图。图5是根据本发明的又一个实施例的自动温控阀的阀体组件的结构示意图。如图4和图5所示，其中，阀体组件包括阀体基座4、阀芯组件17(如图6所示)、第一限位组件19和第二限位组件20。阀体基座4设有连通阀上腔6和阀下腔7的贯通孔10和通液孔5。阀芯组件17穿设于贯通孔10内，其一端设有露出于阀上腔6的阀片9，阀芯组件17配置成沿贯通孔10的轴线旋转，使得阀片9在旋转至通液孔5处时封闭通液孔5。第一限位组件19和第二限位组件20均设置于阀体基座4靠近阀片9的一侧且位于阀片9的两侧，第一限位组件19和第二限位组件20配置成当环境温度超过预设温度时发生方向相反的形变，以使得在环境温度小于预设温度时，第一限位组件19不发生形变并限制阀片9以使通液孔5打开。环境温度超过预设温度时，第一限位组件19向靠近阀体基座4的方向变形以解除对阀片9的限制，同时第二限位组件20向远离阀体基座4的方向变形以限制阀片9的旋转，使得通液孔5封闭。在一个实施例中，阀体基座4的材质为钢。

根据本实施例的方案，通过在自动温控阀上设置可以根据环境温度反向变形的第一限位组件和第二限位组件，实现在环境温度小于预设温度时通液孔打开，环境温度超过预设温度时通液孔封闭。如此，在实际应用中，可以仅根据温度变化就实现控制自动温控阀的开启和关闭。

图6是根据本发明的另一个实施例的自动温控阀的阀芯组件的结构示意图。如图6所示，阀芯组件17还包括安装柱8和螺旋扇叶11。如图3所示，安装柱8两端均伸出贯通孔10，靠近阀上腔6的一端设置成第一螺纹结构，靠近阀下腔7的一端设置成第二螺纹结构，通过第一螺纹结构和第二螺纹结构与螺母的配合限制阀芯组件17在其轴向上的位移。螺旋扇叶11设置于安装柱8的外壁中间部位上，且按照一预设角度布置，螺旋扇叶11在受到流经贯通孔10的液体的推动力时旋转，使得阀芯组件17随着螺旋扇叶11的旋转而旋转。在一个实施例中，还可以在阀芯组件17伸出至阀下腔7的一端上设置凸台来限制阀芯组件17在其轴向上的位移。

根据本实施例的方案，通过在阀芯组件17上设置螺旋扇叶11，且因螺旋扇叶11按照一预设角度布置使其能够在受到流体的推动力时旋转，以此来带动阀片9的旋转。可以发现，本实施例中的自动温控阀为纯机械结构，螺旋扇叶11的旋转的驱动力来自于流体的推动。当然在其他实施例中，也可以使用电机带动阀片9旋转以实现通液孔的开启和关闭。

图7是根据本发明的再一个实施例的自动温控阀的第一金属组件的结构示意图。如图7所示，第一限位组件19包括第一限位凸起21和两片不同材质的金属片25和26。两片不同材质的金属片，靠近阀上腔6的金属26热变形量大于靠近阀体基座4的金属25的热变形量，使得第一限位组件19靠近阀上腔的金属26在环境温度超过预设温度时其中间部分向远离阀体基座4的方向凸起，两端向阀体基座4靠近。第一限位凸起21位于第一限位组件19的一端，在的第一限位组件19的两端向阀体基座4靠近时向阀体基座4移动，以解除对阀片9的限制。在一个实施例中，第一限位组件19中靠近阀上腔6的金属为铜，靠近阀体基座4的金属为铁。

可选地，第二限位组件20包括两片不同材质的金属片和第二限位凸起22。需要特别说明的是，图6也可以表示为第二限位组件。两片不同材质的金属片的靠近阀上腔6的金属热变形量小于靠近阀体基座4的金属热变形量，使得第二限位组件20靠近阀体基座4的金属在环境温度超过预设温度时其中间部分向阀体基座4凸起，两端向远离阀体基座4的方向靠近。第二限位凸起22位于第二限位组件20的一端，在第二限位组件20的两端向远离阀体基座4的方向靠近时向远离阀体基座4的方向移动，以限制阀片9的旋转。优选地，第一限位组件19和第二限位组件20上的两片不同材质的金属片均通过强力胶粘结在一起。在一个实施例中，第一限位组件19中靠近阀上腔6的金属为铁，靠近阀体基座4的金属为铜。

在一个优选地实施例中，在环境温度低于预设温度时，第一限位组件和第二限位组件均不发生形变，且第一限位组件构造成在环境温度低于预设温度时可以与阀片配合以限制阀片的旋转，第二限位组件构造成在环境温度低于预设温度时不限制阀片的旋转。可以通过设置第一限位组件与阀体基座的距离大于第二限位组件与阀体基座的距离来实现上述功能。在本实施例中，阀片随着环境温度由低至高再至低的变化按下列顺序旋转：1.当环境温度低于预设温度时，阀片逆时针旋转直至接触到第一限位组件而被限制，停止旋转；2.当环境温度超过预设温度时，第一限位组件向阀体基座方向形变并解除对阀片的限制，此时，阀片继续逆时针旋转，直到接触到因环境温度升高而向远离阀体基座方向形变的第二限位组件而被限制，停止旋转；3.当环境温度再低于预设温度时，第一限位组件和第二限位组件均复原，第二限位组件对阀片的限制解除，阀片继续逆时针旋转直至接触到第一限位组件而被限制，停止旋转。如此循环往复。

在一个实施例中，上述预设温度可以为20℃-50℃中的任意一值。

在一个实施例中，第一限位组件19和第二限位组件20分别通过一个安装螺母24固定在阀体基座4上。

可选地，如图4所示，阀片包括主体和限位结构23。主体为圆片结构。限位结构23设置于主体的圆周上，限位结构23与第一限位凸起21和第二限位凸起22配合以控制阀片9的旋转。在一个实施例中，阀片9通过螺母16安装在阀芯组件17上。需要特别注意的是，阀片9安装后可以以其安装部为圆心进行旋转，以此来实现通液孔的开启和关闭。在一个实施例中，可以设置两个放置在阀片两侧的螺母来将阀片固定在阀芯组件17上，通过两个螺母来调节和并紧阀片。且通过设置两个螺母可以根据需要调节阀片在轴向上的位置。

需要特别说明的是，也可以通过设置第一限位凸起21的高度大于第二限位凸起22的高度以实现在环境温度低于预设温度时，第一限位组件19限制阀片的旋转，第二限位组件20不限制阀片的旋转。

可选地，如图3所示，外壳1包括伸出部14，设置在外壳1的内部，用于搭接阀体组件。相应地，阀体组件的外围上设置有一圈与伸出部14配合的搭接部。图8是根据本发明的又一个实施例的自动温控阀的结构示意图。如图8所示，自动温控阀还包括压紧弹簧15，设置在阀上腔6内，用于将阀体组件固定在外壳1的内部。

可选地，如图2所示，外壳1还包括上端盖和下端盖，上端盖和下端盖通过螺栓12连接。优选地，如图3所示，外壳1还包括密封圈13，设置在上端盖和下端盖之间，用于密封外壳1，以避免外壳1内的液体外流。

需要注意的是，可以通过改变以上实施例中的第一限位组件19、第二限位组件20、第一限位凸起21、第二限位凸起22、限位结构23及螺旋扇叶11的安装位置或结构来使得阀片顺时针旋转，例如：对于第一限位组件19和第二限位组件20可以设置为第一限位组件19与阀体基座的距离小于第二限位组件20与阀体基座的距离或第一限位凸起21的高度小于第二限位凸起22的高度，而相应地，可以将限位结构23设置在其如图4中位置中的相对位置，相应地，也需要改变螺旋扇叶11的预设角度以使其在受到流体推动时反向旋转最终带动阀片顺时针旋转。

图9是根据本发明的又一个实施例的用于转向系统的散热器的结构示意图。如图9所示，本发明还提供一种用于转向系统的散热器，包括上述自动温控阀40、第一油腔31、第二油腔32和多个散热片33。第一油腔31的一端开设有第一进油口，另一端开设有第一出油口，液压油通过第一进油口流入第一油腔31。第二油腔32的一端开设有第二出油口，液压油通过第二出油口流出。多个散热片33中的每一个散热片均与第一油腔31和第二油腔32连通。在一个实施例中，散热片33的数量为5个。

优选地，通过两个横梁34固定第一油腔31、多个散热片33和第二油腔32，横梁34为实心板梁，起到稳定的作用。

自动温控阀40的进液口通过第一出油口与第一油腔连通，进液口与第一出油口连通。

在本实施例中，散热器配置成在环境温度小于第一预设温度时，自动温控阀打开，液压油通过自动温控阀流出至出油口；在环境温度超过第一预设温度时，自动温控阀关闭，液压油通过散热片流向第二油腔。通过本实施例的设置，为液压油提供双通道，一个是主经散热片的通道，一个是主经自动温控阀的通道，能够实现液压油低温直通而避免散热片流通阻力大、吸油不畅的问题，且高温有效散热。如此设置，使得转向系统的散热器处于良好的运行环境中，提高其性能和可靠性。

在环境温度低于第一预设温度时，液压油主经自动温控阀的通道，依次流过：第一油腔31的第一进油口、第一油腔31、第一油腔31的第一出油口、自动温控阀进油口、阀上腔、通液孔、阀下腔和自动温控阀出油口。

在环境温度超过第一预设温度时，液压油主经散热片的通道，依次流过：第一油腔31的第一进油口、第一油腔31、第一油腔31的第一出油口、散热片、第二油腔32、第二油腔32的第二出油口。

当散热器工作的时，在吸油压力下就会有一定量的液压油从自动温控阀的贯通孔流过，推动螺旋扇叶片使得安装杆及阀片逆时针旋转。当温度低于第一预设温度时，第一限位组件的第一限位凸起会阻挡阀片的旋转，此时通液孔打开，因为散热片通道的流动阻力大，大量的液压油会从自动温控阀的通道流入到出油口，降低吸油阻力。当液压油温度超过第一预设温度时，第一限位组件向阀体基座方向发生形变解除对阀片的限制，然后阀片继续逆时针旋转，当旋转到第二限位组件时被第二限位凸起限制，此时阀片刚好将通液孔挡住，只有少量液压油从贯通孔流过，大量的液压油在吸油压力作用下从散热片通道流过到达第二出油口，起到有效散热的作用。当液压油温度再次低于第一预设温度时，第二限位组件向阀体基座的方向发现形变以解除对阀片的限制，然后阀片继续逆时针旋转直至接触到第一限位组件时再被限制。随着温度的变化上述的过程往复循环。

在一个实施例中，第一预设温度可以为20℃-50℃中的任意一值。

优选地，在一个实施例中，散热器的主体部分的材质为铝，可以增加散热效果。

特别地，本发明还提供一种车辆，包括上述用于转向系统的散热器。同样可以达到既可以高温时有效散热，也可以解决低温时散热片流通阻力大、吸油不畅的问题。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种自动温控阀，其特征在于，包括：

外壳，其内部设有容腔，且设有与所述容腔连通的进液口和出液口；

阀体组件，安装于所述容腔内，用于将所述容腔分隔为阀上腔和阀下腔，所述阀上腔与所述进液口连通，所述阀下腔与所述出液口连通；其中，

所述阀体组件包括：

阀体基座，设有连通所述阀上腔和所述阀下腔的贯通孔和通液孔；

阀芯组件，穿设于所述贯通孔内，其一端设有露出于所述阀上腔的阀片，所述阀芯组件配置成沿所述贯通孔的轴线旋转，使得所述阀片在旋转至所述通液孔处时封闭所述通液孔；

第一限位组件和第二限位组件，均设置于所述阀体基座靠近所述阀片的一侧且位于所述阀片的两侧，所述第一限位组件和所述第二限位组件配置成当环境温度超过预设温度时发生方向相反的形变，以使得在环境温度小于预设温度时，所述第一限位组件不发生形变并限制所述阀片以使所述通液孔打开；所述环境温度超过所述预设温度时，所述第一限位组件向靠近所述阀体基座的方向变形以解除对所述阀片的限制，同时所述第二限位组件向远离所述阀体基座的方向变形以限制所述阀片的旋转，使得所述通液孔封闭；

所述第一限位组件包括：

两片不同材质的金属片，靠近所述阀上腔的金属热变形量大于靠近所述阀体基座的金属的热变形量，使得所述第一限位组件靠近阀上腔的金属在所述环境温度超过所述预设温度时其中间部分向远离所述阀体基座的方向凸起，两端向所述阀体基座靠近；和

第一限位凸起，位于所述第一限位组件的一端，在所述的第一限位组件的两端向所述阀体基座靠近时向所述阀体基座移动，以解除对所述阀片的限制。

2.根据权利要求1所述的自动温控阀，其特征在于，所述阀芯组件包括：

安装柱，其两端均伸出所述贯通孔，靠近所述阀上腔的一端设置成第一螺纹结构，靠近所述阀下腔的一端设置成第二螺纹结构，通过所述第一螺纹结构和所述第二螺纹结构与螺母的配合限制所述阀芯组件在其轴向上的位移；

螺旋扇叶，设置于所述安装柱的外壁中间部位上，且按照一预设角度布置，所述螺旋扇叶在受到流经所述贯通孔的液体的推动力时旋转，使得所述阀芯组件随着所述螺旋扇叶的旋转而旋转。

3.根据权利要求1所述的自动温控阀，其特征在于，所述第二限位组件包括：

两片不同材质的金属片，靠近所述阀上腔的金属热变形量小于靠近所述阀体基座的金属热变形量，使得所述第二限位组件靠近所述阀体基座的金属在所述环境温度超过所述预设温度时其中间部分向所述阀体基座凸起，两端向远离所述阀体基座的方向靠近；

第二限位凸起，位于所述第二限位组件的一端，在所述第二限位组件的两端向远离所述阀体基座的方向靠近时向远离所述阀体基座的方向移动，以限制所述阀片的旋转。

4.根据权利要求3所述的自动温控阀，其特征在于，所述阀片包括：

主体，为圆片结构；

限位结构，设置于所述主体的圆周上，所述限位结构与所述第一限位凸起和所述第二限位凸起配合以控制所述阀片的旋转。

5.根据权利要求4所述的自动温控阀，其特征在于，所述外壳包括：

伸出部，设置在所述外壳的内部，用于搭接所述阀体组件；

所述自动温控阀还包括：

压紧弹簧，设置在所述阀上腔内，用于将所述阀体组件固定在所述外壳的内部。

6.根据权利要求5所述的自动温控阀，其特征在于，所述外壳还包括上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖通过螺栓连接。

7.根据权利要求6所述的自动温控阀，其特征在于，所述外壳还包括密封圈，设置在所述上端盖和所述下端盖之间，用于密封所述外壳。

8.一种用于转向系统的散热器，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的自动温控阀；及

第一油腔，其一端开设有第一进油口，另一端开设有第一出油口，液压油通过所述第一进油口流入所述第一油腔；

第二油腔，其一端开设有第二出油口，所述液压油通过所述第二出油口流出；

多个散热片，每一个所述散热片均与所述第一油腔和所述第二油腔连通；

其中，所述自动温控阀的进液口通过所述第一出油口与所述第一油腔连通，所述进液口与所述第一出油口连通；

所述散热器配置成在环境温度小于第一预设温度时，所述自动温控阀打开，所述液压油通过所述自动温控阀流出至出油口；在环境温度超过所述第一预设温度时，所述自动温控阀关闭，所述液压油通过散热片流向所述第二油腔。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的用于转向系统的散热器。

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