汽车暖风水箱节温节能系统的制作方法

1.本实用新型发明涉及燃油汽车暖风水箱的控制系统。


背景技术：

2.当前汽车驾驶室中的暖风水箱与发动机之间的冷却水路都是直通的，发动机工作后冷却液直接通过暖风水箱开始循环，为发动机降温。在北方，冬天环境温度较低，汽车工作前发动机的机体温度较低。在发动机刚启动时，其循环的冷却液仍要经过暖风水箱降温，这一过程阻碍了机体温度的上升速度，使润滑油的流动性变差、润滑的性能急剧下降，加快了发动机的磨损。另外汽车正常工作时发动机机体温度和冷却液温度都在90℃左右，无论外界气温高低，暖风水箱与发动机冷却液皆为同温。由于春、夏、秋的中午，环境温度会比较高，当驾驶室温度高于25℃时，驾车不仅不需要再给驾驶室升温，而且还要开空调降温。而汽车的冷却水循环系统向暖风水箱中通入的冷却液温度高达到90℃左右，这不仅使空调的负载加重、制冷效果变差，还增加了发动机的油耗。为此我设计了汽车暖风水箱节温节能系统。


技术实现要素：

3.本发明是一种汽车暖风水箱节温节能系统，用于当前汽车暖风水箱的开通与关闭控制。它在汽车的发动机与暖风水箱之间的水路中插入一个阀门。发动机工作中，在机体温度低时，通过控制该阀门关闭暖风水箱的循环水路。随发动机工作时间的延长，发动机机体快速升温，润滑油也紧跟着快速升温，提高了其流动性和润滑性，从而降低发动机的磨损。在驾驶室温度较低且发动机机体温度高时，通过控制该阀门开启暖风水箱的循环水路，加热暖风水箱，为驾驶室升温。在驾驶室温度过高时能通过控制该阀门关闭暖风水箱的循环水路，高温的冷却液不再进入暖风水箱，不再为驾驶室升温，降低了汽车空调的负载，减少了汽车的油耗，让人们能更舒适的驾车。
附图说明
4.附图1是汽车暖风水箱节温节能系统的电控三通阀控制方式图；附图2是汽车暖风水箱节温节能系统的手动三通阀控制方式图；附图3是汽车暖风水箱节温节能系统二通阀水路串联电动控制方式图；附图4是汽车暖风水箱节温节能系统串联水路手动控制方式图；附图5是汽车暖风水箱节温节能系统二通阀水路并联电动控制方式图；附图6是汽车暖风水箱节温节能系统二通阀并联水路手动控制图；附图7是汽车暖风水箱节温节能系统数字测温全自动控制电路方式图；附图8是汽车暖风水箱节温节能系统模拟测温全自动温度控制电路方式图；附图9是汽车暖风水箱节温节能系统半自动控制电路图；附图10是汽车暖风水箱节温节能系统手动双控开关控制电路图；附图中数字及文字说明， 101发动机，102发动机的出水管，103电控三通阀门，113手动三通阀门，123电控二通阀门，133手动二通阀门，104驾驶室内的暖风水箱，105发动机的回水管，106阀门的控制电路，107暖风水箱的旁路水
管；12v接汽车电锁后12v电源接点，sa1汽车电锁开关，sa手动双控开关，sa2、sa3按钮开关，ym电控阀，v1、v2为晶闸管，r电阻，c电容。
具体实施方式
5.下面结合附图对本发明的四种水路控制方式和四种控制电路方式的具体实施方案作进一步说明。
6.本发明的水路控制方式一为电控三通阀控制方式：如图1 所示，在汽车发动机101与暖风水箱104之间的水路中插入一个三通电控阀103，当环境温度低时，我们在驾驶室中驾车需要取暖，在发动机工作中，控制电路106检测到发动机机体温度高于60℃且驾驶室温度低于20℃时，控制电控阀103开通发动机与暖风水箱之间的循环水路，关闭旁路水路。给暖风水箱104提供热的冷却液，加热暖风水箱为驾驶室供暖。当驾驶室温度高于25℃或机体温度低于60℃时，控制电路106控制阀103关闭发动机与暖风水箱之间的循环水路，开通旁路水路。此时发动机的冷却液不再流过暖风水箱，而经旁路水管107、回水管105，直接流回到发动机，暖风水箱无冷却液通过不再给驾驶室升温，降低了汽车空调的负载，也减轻了发动机的负载，提高了发动机的工作效率，节省了发动机的燃油。在发动机启动初期，机体温度低于60℃，无暖风水箱的降温使发动机机体温度快速升高、润滑油温度快速升高，提高了润滑油的流动性、润滑性，减缓了发动机在启动初期的磨损。
7.本发明的水路控制方式二为手动三通阀控制方式：如图2所示，在汽车发动机101与暖风水箱104之间的水路中插入三通阀是手动三通阀，由人工手动方式完成控制。在汽车发动机工作中，车体温度低时，驾驶员可以通过转动阀门113的开关手柄切断汽车暖风水箱与发动机之间冷却液的通路，开通旁路水路。发动机冷却液直接通过阀门113经旁路水管107、回水管105流回发动机，无暖风水箱的降温使发动机机体快速升温。当车体温度达到正常时，乘客在驾驶室内又需要取暖，驾驶员可以再转动阀113开关手柄打开发动机与暖风水箱的水路，关闭旁路水路。汽车的冷却液通过暖风水箱104经发动机的回水管105流回发动机101。暖风水箱升温为驾驶室的乘客取暖。当驾驶室温度高于25℃时，驾驶员可以转动阀门113的开关关闭发动机与暖风水箱的水路，开通旁路水路。发动机冷却液通过阀门113再经过107号旁路水管、回水管105，直接流回发动机。此时暖风水箱被从冷却水系统中切除，不再给驾驶室加热。降低了空调的负载，也减轻了发动机的负载，提高了效率，节省了发动机的燃油。降低了发动机在启动初期的磨损，能让驾驶员和乘客更舒适安全。
8.本发明的水路控制方式三采用二通阀水路串联控制方式：在汽车发动机与暖风水箱之间插入串联的阀门可以是电控二通阀123。如图3，环境气温低时，我们在驾驶室中开车需要取暖，发动机在刚启动时机体工作温度低于60℃，控制电路控制阀门123关闭，暖风水箱从发动机循环水系统中被切除，随工作时间的延长，发动机机体的温度快速上升，同时降低了发动机的磨损。当发动机机体的工作温度高于60℃时，控制电路再控制阀门123开通，向暖风水箱104供应发动机的高温冷却液，加热暖风水箱为驾驶室乘客取暖。当驾驶室温度高于25℃时，驾驶室就不再需要升温了，控制电路控制阀门123关闭暖风水箱的供水回路。使高温冷却液不再通过暖风水箱流回发动机。发动机的水温在超过85℃时发动机上的节温器会自动打开，开启发动机循环水的大循环，由发动机的大水箱和电子风扇对发动机进行降温，发动机不会产生超温的现象。驾驶室高温时没有暖风水箱的升温使空调的降温减轻
了负载，降低空调的损耗，也减轻了发动机的负载，提高了工作效率，节省了发动机的燃油；如图4所示，在本方案中其中插入的阀门还可以是手动二通阀133，当发动机启动后机体温度高于60℃并且驾驶室温度低于20℃时，手动转动阀门133，接通暖风水箱的水循环为驾驶员取暖。当发动机机体温度低于60℃或驾驶室温度高于25℃时，手动转动阀门133，关闭暖风水箱的水循环，无暖风水箱的加热能更好的实现节能、节油。在发动机启动的初期降低了发动机的磨损。
9.本发明的水路控制方式四为二通阀水路并联控制方式：在汽车发动机与暖风水箱之间插入阀门与暖风水箱水路并联控制。如图5所示插入的阀门是电控二通阀123，它并联于暖风水箱。在环境气温低时，我们在驾驶室中开车需要取暖，发动机启动后机体温度低，控制电路控制阀门123开通，由于有阀门这一路路线短，水管粗，水压低，水阻小，冷却液不再经过暖风水箱而直接通过阀门123流回到发动机，使发动机机体快速升温，降低了发动机磨损速度。热车后，控制电路控制阀门123关闭，汽车的高温冷却液经暖风水箱104再流回发动机，加热了暖风水箱，为驾驶室中乘客取暖。当驾驶室温度过高时，驾驶室不再需要取暖，控制电路控制阀门123开通，发动机的冷却液直接通过阀门103流回发动机，不再流经暖风水箱。因暖风水箱进出水口都在水箱上部，此时进、出水口热的冷却液不会发生对流导热，因此不会加热暖风水箱使驾驶室升温，为空调降温减轻了负载，也减轻了发动机的负载，提高了效率，节省了发动机的燃油，让我们驾车更舒服；本方案中插入阀门还可以是手动二通阀133，它与暖风水箱水路并联控制，如图6所示，当发动机启动后机体温度高于60℃并且驾驶室温度较低时，手动转动阀门133使其关闭，让发动机冷却液通过暖风水箱进行循环为驾驶室中的乘客取暖。当发动机启动初期机体温度低于60℃或驾驶室温度较高时，手动转动阀门133使其开通，以关闭暖风水箱的循环水路，无暖风水箱的加热为我们空调实现了节能、减缓了发动机启动初期的磨损。
10.本发明的控制电路方式一是数字测温全自动控制电路方式：它能实现汽车冷却水系统中暖风水箱水路的关闭与接通的全自动温度控制。其测温传感器采用数字型温度传感器，其组成如图7所示，它由两个数字测温传感器、单片机、电控阀、指示电路、调试控制按钮、电源电路组成。两个测温传感器它分别装于发动机机体上和驾驶室中，在发动机工作中，驾驶室的测温传感器、发动机机体的测温传感器分别将驾驶室和发动机机体的温度信号转变为数字电信号传送给单片机，当发动机机体温度高于60℃并且驾驶室温度低于20℃时，由单片机内部的程序处理后输出开通信号，经驱动电路驱动电控阀动作。开通暖风水箱的循环水路为驾驶室取暖。在驾驶室温度高于25℃或发动机机体温度低于60℃时单片机输出关闭信号，由驱动电路驱动电控阀动作。关闭了暖风水箱的循环水路为空调的降温减轻了负载，同时降低了发动机在启动初期的磨损。实现了暖风水箱的智能型温度控制。其调试按钮接单片机输入端，设有自动、手动状态按键，手动状态设有暖风水箱的手动开关按键，可以完成个性化的控制。指示电路接单片机的输出端，指示其输出的工作状态，电源电路为整个电路供电。
11.本发明的控制电路方式二是模拟测温全自动温度控制电路方式：它能实现了汽车冷却水系统中暖风水箱水路的关闭与接通的智能型全自动温度控制。它采用模拟测温全自动温度控制电路其组成如图8所示，它有两个模拟测温传感器、放大器、a/d转换电路、单片机、电控阀、指示电路、调试控制按钮、电源电路组成。两个模拟测温传感器分别安装于发动
机机体上和驾驶室中，在发动机工作中，由模拟测温传感器将测得发动机机体和驾驶室内温度信号转变模拟电信号，并送给放大器进行放大，再经a/d转换电路将模拟信号转换为数字信号，再送给单片机再进行处理。其中a/d转换电路也可采用单片机内部的a/d转换电路。当发动机机体温度高于60℃并且驾驶室温度低于20℃时，由单片机内部的程序处理后输出开通信号，经驱动电路驱动电控阀动作。开通暖风水箱的循环水路为驾驶室取暖。在驾驶室温度高于25℃或发动机的机体温度低于60℃时单片机输出关闭信号，由驱动电路驱动电控阀动作，关闭了暖风水箱的循环水路为空调的降温减轻了负载，同时降低了发动机在启动初期的磨损。实现了暖风水箱的智能型温度控制。调试按钮接单片机输入端，设有自动、手动状态按键，手动状设有暖风水箱的手动开关按键，可以完成个性化的控制。指示电路接单片机的输出端，指示其输出的工作状态。电源电路为整个电路供电。
12.本发明的控制电路方式三是半自动控制电路方式，如图9所示，它能在汽车电锁开关刚打开时自动控制电动阀关闭暖风水箱的循环水路。在行车过程中，驾驶室中乘客需要取暖时，由驾驶员按动按钮sa2控制电动阀开通暖风水箱的循环水路，为驾驶室中乘客取暖。在行车过程中如果不需要取暖了，可以再按动按钮sa3控制电动阀关闭暖风水箱的循环水路。半自动控制电路由一个电解电容c1，两个单向或双向晶闸管v1、v2，两个电阻r1、r2，两个按钮sa2、sa3及电动阀ym组成。当我们开车打开汽车电锁开关sa1时，如果电动阀是打开状态时， 12v电源一路经电动阀电机给v1阳极供电，另一路通过经r1、c1、v1控制极g、v1阴极k到电源负极给c1充电，充电电流使v1触发导通，控制电动阀转动，关闭暖风水箱的循环水路。并且在电动阀转动到位后阀内部电路使v1阳极a自动断电，v2阳极a得电，阀门将保持v1断电前的工作状态，c1经6~7τ充电时间，充至电源电压，并保持电源电压，c1充电过程结束，触发电流降低为零，同时晶闸管v1也因阳极电压消失、维持电流消失而关断。当我们打开汽车电锁开关时，如果电动阀已是关闭状态，v1也因阳极无电压不能形成导通电流，阀门不动作，保持原关断状态不变。此时，发动机的冷却液不再流过暖风水箱，发动机机体快速升温。如果环境温度太低驾驶室内的乘客需要取暖，在车体温度达到正常温度后，驾驶员可按动装于驾驶室中的开通按钮sa2，在sa2按下时，12v电源的经sa2、r2、v2控制极g、v2的阴极k到电源的负极形成触发电流，v2触发导通，阀门的开通端得电，使阀门转动接通暖风水箱的循环水路，阀门在转到位后其内部自动断开v2阳极电源，重新给v1阳极供电，阀门3将保持v2断电前的状态不变。松开sa2后sa2复位，v2触发电路回路断开、阳极无电压，v2关断。此时发动机的高温冷却液流过暖风水箱104，再流回发动机。加热了暖风水箱104，为驾驶室中的乘客取暖。行车中，如驾驶室温度过高时，驾驶员可按下关闭按钮sa3，12v电源通过经sa3、r1、v1的控制极g、v1阴极k到电源的地，形成触发电流使v1触发导通，关闭电动阀，切断暖风水箱供水回路。降低空调的负载，实现节能。
13.本发明的控制电路方式四是手动双控开关控制方式，为图10中的手动控制电路。通过手动方式控制开关sa位置，在驾驶室需要取暖时控制阀接通暖风水箱的水循环回路，在发动机启动初期或驾驶不需要取暖时关闭暖风水箱的水循环回路。

技术特征：
1.一种汽车暖风水箱节温节能系统，其特征在于：在发动机与暖风水箱之间的循环水路中插入一个阀门，其联接方式是从汽车发动机一个暖风水箱的接口接阀门一个的接口，阀门的另一接口再接暖风水箱一个接口，暖风水箱的另一接口接汽车发动机的另一个暖风水箱接口，通过控制该阀门能在机体温度低时，关闭暖风水箱的循环水路，在驾驶室温度较低且发动机机体温度高时，开启暖风水箱的循环水路，在驾驶室温度过高时能关闭暖风水箱的循环水路。2.根据权利要求1所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：在汽车发动机与暖风水箱之间的循环水路中接入的阀门是一个三通阀，用水管将汽车发动机的一个暖风水箱循环水管接口接三通阀一个接口，三通阀的另一接口接暖风水箱一个循环水接口，三通阀余下的一个接口与暖风水箱另一循环水管接口相接后接发动机另一个暖风水箱循环水管接口。3.根据权利要求1所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：在汽车发动机与暖风水箱之间的循环水路中串入的阀门是一个二通阀，二通阀与暖风水箱串联，其联接方式是用循环水管将汽车发动机一个暖风水箱循环水管接口接二通阀一个接口，将二通阀的另一接口接暖风水箱一个循环水管接口，暖风水箱另一个循环水管接口接发动机另一个暖风水箱的循环水管接口。4.根据权利要求1所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：在汽车发动机与暖风水箱之间的循环水路中并入一个二通阀，二通阀与暖风水箱并联，其联接方式是用水管由发动机一个暖风水箱循环水管接口先接二通阀一个接口，同时接暖风水箱一个循环水管接口，将暖风水箱的另一个循环水管接口和二通阀的另一接口相接后接发动机另一暖风水箱循环水管接口。5.根据权利要求2、3、4所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：接入的阀门是电控阀，阀的开关由控制电路控制。6.根据权利要求2、3、4所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：接入的阀门是手动阀，阀的开关由人工手动控制。7.根据权利要求5所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是，阀的控制电路是数字测温全自动温度控制电路：它由驾驶室数字型测温传感器、发动机数字型测温传感器、单片机、驱动电路、电控阀中的电机或线圈、指示电路、按键电路及电源电路组成，两个分别装于驾驶室内和发动机机体上的数字测温传感器接单片机输入端，单片机输出端接驱动电路，驱动电路再接电控阀的控制端，驱动电控阀工作，单片机同时还接有输出指示电路，指示当前的工作状态，按键电路，接单片机的i/o端口，按键设有手动、自动状态按键，手动状态设有开通与关闭暖风水箱的按键，电源电路为全部电路供电。8.根据权利要求5所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是，其控制电路是模拟测温全自动控制电路：它由驾驶室模拟测温传感器、发动机模拟测温传感器、放大电路，a/d转换电路、单片机、驱动电路、电控阀的电机或线圈，指示电路、按键电路及电源电路，其中a/d转换电路也可使用单片机内部的，两个分别装于驾驶室内和发动机机体上的测温传感器分别接放大电路输入端，放大电路的输出端接a/d转换电路的模拟输入端，a/d转换电路的数字信号输出端接单片机，单片机输出端接驱动电路，驱动电路再接电控阀的控制端，驱动电控阀工作，单片机i/o端口同时还接有输出指示电路，按键电路，按键设有手动、自动状态按
键，手动状态设有开通与关闭暖风水箱的按键，电源电路为全部电路供电。9.根据权利要求5所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：其控制电路是半自动控制电路，从汽车电锁后的12v电源接电动阀控制线的公共端，电动阀另外两条控制线分别接两个晶闸管v1、v2的阳极a，两个晶闸管阴极k接12v电源的负极； 一条触发回路由电锁后12v电源正极接电阻r1一端，电阻r1的另一端共同接按钮sa3和电容c1的一端，按钮sa3和电容c1的另一端共同接晶闸管v1控制极g， 另一条触发回路由电锁后12 v正极接按钮sa2一端，sa2的另一端接接晶闸管v2控制极g，在电锁刚打开时，自动控制阀门关闭暖风水箱的循环水路，sa2控制阀门开通暖风水箱的循环水路，sa3控制阀门关闭暖风水箱的循环水路。10.根据权利要求5所述的汽车暖风水箱节温节能系统，其特征是：其的控制电路还可以是手动双控开关控制电路，电路联接方式由12v电源一端通过手动开关sa公共端，sa另外两端分别接电控阀的两个控制端，电控阀公共端接12v电源的另一端，sa控制阀门开通和关闭暖风水箱循环水路的。

技术总结
本发明是一种汽车暖风水箱节温节能系统，用于当前汽车暖风水箱的控制系统。当前汽车的暖风水箱与发动机之间的冷却水路都是直通的，发动机工作后冷却液直接通过暖风水箱开始循环，为发动机降温。无论外部气温有多高，暖风水箱都会通入90℃左右冷却液。而本发明能在发动机机体温度较低时，关闭暖风水箱冷却液的循环。让发动机快速升温，降低发动机磨损。在环境温度较低且发动机机体温度高时，开通暖风水箱冷却液的循环为驾驶室取暖。当驾驶室温度高于25℃时，能关闭暖风水箱冷却液的循环。降低了汽车空调的负载，降低了汽车的油耗，让人们能更舒适的驾车。它在汽车的发动机与暖风水箱之间的水路中插入一个阀门3，由手动或控制电路控制阀门的开关。控制阀门的开关。控制阀门的开关。


技术研发人员：盛立杰
受保护的技术使用者：盛立杰
技术研发日：2021.06.27
技术公布日：2022/5/25