电子控制式节温器设计

谭克诚，宛 东

（柳州铁道职业技术学院，广西 柳州 545007）

目前，众所周知的汽车节温器为水温控制式石蜡节温器和电子加热式石蜡节温器，当温度低于规定值时，节温器感温体内的精致石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。由于这两种节温器必须是对其加热和冷却才能使阀门开启和关闭；滞后于汽车发动机电脑控制系统根据各种传感器所检测得的实际工况，容易造成阀门开启慢和关闭滞后，容易造成发动机水温过高和过低。由于节温器的工作是通过冷却和加热使节温器感温体内的石蜡变化来确定的阀门开启和关闭，节温器在工作时经常开闭，产生振荡现象，容易使发动机电脑控制系统无法检测到节温器在工作时开闭工况，从而增加发动机的磨损和耗油量加大。

正是对汽车节温器为水温控制式石蜡节温器和电子加热式石蜡节温器控制精度不够精准的缺点，容易造成发动机水温过高或过低，增加发动机的磨损和耗油量加大的问题。提出了电子控制式节温器设计的思路，一种由汽车发动机电脑控制系统根据实际工况对节温器进行开启和关闭控制与监控的电子控制式节温器。

1 电子控制式节温器设计方案

电子控制式节温器的技术方案是：一种电子控制式节温器，包括密封壳体、分别位于密封壳体内的微型直流电动机、滑杆机构以及电脑控制系统，所述的微型直流电动机固定在密封壳体内，该微型直流电动机的输入端连接有电机控制线路，输出轴上安装有输出齿轮；所述的滑杆机构包括滑杆、组合齿轮、滑动电阻器，所述的滑杆上设有滑杆齿，滑杆的一端伸出密封壳体外，其端部形成一个椭圆形阀体；所述的组合齿轮包括同轴的大齿轮和小齿轮，大齿轮与微型直流电动机的输出齿轮相啮合，小齿轮与滑杆上的滑杆齿相啮合；所述的滑动电阻器安装在滑杆下方的密封壳体内壁上，该滑动电阻器的滑动端与滑杆平行接触，滑动电阻器的输出端连接有检测线路和接地线；该检测线路和接地线分别引出至密封壳体外与电脑控制系统的输入端连接，当椭圆形阀体工作时（伸缩），滑动电阻器产生相应的电阻值变化，转为电信号由3号检测线路和4号检测线路输入电脑控制系统，电脑控制系统根据此信号对椭圆形阀体工作时（伸缩）的工况进行准确计算，然后对电机控制线路1号电机控制线路和2号进行占空比控制，保证阀门开启和关闭的准确。

所述的电机控制线路引出至密封壳体外与电脑控制系统的输出端连接。所述的电机控制线路有两根，分别是1号电机控制线路和2号电机控制线路，所述的检测线路有两根，分别是3号检测线路和4号检测线路。所述的滑杆上还安装有用于使密封壳体内部与外面气体隔绝的密封件。由于采用上述技术方案，电子控制式节温器与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）可避免发动机水温过高和过低的现象。

由于本发明之电子控制式节温器包括密封壳体、分别位于密封壳体内的微型直流电动机、滑杆机构以及电脑控制系统，当电脑控制系统根据实际工况对节流器进行开启时，电脑控制系统通过控制电机控制线路控制微型直流电动机顺转带动输出齿轮顺转，输出齿轮带动组合齿轮的大齿轮逆转，小齿轮随之逆转从而带动滑杆缩回，滑杆带动椭圆形阀体缩回，电脑控制系统根据实际占空比对电机控制线路进行断开；当电脑控制系统根据实际工况对节流器进行关闭时，电脑控制系统通过控制电机控制线路控制微型直流电动机逆转带动输出齿轮逆转，输出齿轮带动组合齿轮的大齿轮顺转，小齿轮随之顺转从而带动滑杆伸出，滑杆带动椭圆形阀体伸出，电脑控制系统根据实际占空比对电机控制线路进行断开。因此，本发明无需对其进行加热和冷却就能迅速开启和关闭阀门，避免了因阀门开启慢和关闭滞后而容易造成发动机水温过高和过低。

（2）可减少发动机的磨损和耗油量。

由于本发明的工作是通过当电脑控制系统根据实际工况对节流器进行开启和关闭，避免了节温器在工作时的频繁开闭，可减少产生振荡现象，从而可避免发动机电脑控制系统无法检测到节温器在工作时开闭工况，减少了发动机的磨损和耗油量。

图1～图3为电子控制式节温器的结构示意图。其中，图1为主视图；图2为主视剖视图；图3为图2的A-A剖视图。

图1 电子控制式节温器结构主视图

图2 电子控制式节温器结构主视剖视图

图3 主视剖视A-A剖视图

2 电子控制式节温器工作原理

在图1~图3中公开的是电子控制式节温器，包括密封壳体1、分别位于密封壳体1内的微型直流电动机2、滑杆机构3以及电脑控制系统4，所述的微型直流电动机2固定在密封壳体1内，该微型直流电动机2的输入端连接有1号电机控制线路201和2号电机控制线路202，输出轴上安装有输出齿轮203；所述的滑杆机构3包括滑杆301、组合齿轮302、滑动电阻器303，所述的滑杆301上设有滑杆齿3011，滑杆301的一端伸出密封壳体1外，其端部形成一个椭圆形阀体3012，并且滑杆301上还安装有用于使密封壳体内部与外面气体隔绝的密封件3013；所述的组合齿轮302包括同轴的大齿轮3021和小齿轮3022，大齿轮3021与微型直流电动机2的输出齿轮203相啮合，小齿轮3022与滑杆301上的滑杆齿3011相啮合；所述的滑动电阻器303安装在滑杆301下方的密封壳体1内壁上，该滑动电阻器303的滑动端3031与滑杆301平行接触，滑动电阻器303的输出端连接有3号检测线路3032和4号检测线路3033，以及接地线路3034；该3号检测线路3032、4号检测线路3033以及接地线路3034分别引出至密封壳体1外与电脑控制系统4的输入端连接，所述的1号电机控制线路201和2号电机控制线路202引出至密封壳体1外与电脑控制系统4的输出端连接，

当滑杆伸缩时，滑动电阻器的电阻值产生相应的变化，电脑控制系统根据滑动电阻器的电阻值的变化来计算阀体的准确位置。

当电脑控制系统根据实际工况对节流器进行开启时，电脑控制系统向1号电机控制线路201供电，指令2号电机控制线路202接负极，电流从1号电机控制线路201端流过微型直流电动机流向2号电机控制线路202负极，形成回路，微型直流电动机顺转带动输出齿轮顺转，输出齿轮带动组合齿轮的大齿轮逆转，小齿轮随之逆转从而带动滑杆缩回，滑杆带动椭圆形阀体缩回，电脑控制系统根据实际占空比对1号、2号电机控制线路进行断开；当电脑控制系统根据实际工况对节流器进行关闭时，电脑控制系统向2号电机控制线路202供电，指令1号电机控制线路201接负极，电流从2号电机控制线路202端流过微型直流电动机流向1号电机控制线路201负极，形成回路，微型直流电动机逆转带动输出齿轮逆转，输出齿轮带动组合齿轮的大齿轮顺转，小齿轮随之顺转从而带动滑杆伸出，滑杆带动椭圆形阀体伸出，电脑控制系统根据实际占空比对1号、2号电机控制线路进行断开。

3 结束语

设计的电子控制式节温器结构简单，不仅可用在汽车发动机冷却系统和气路上，也可作为其它设备的水路、气路的控制，其适用范围比较广泛。

[1]汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册（基础篇、试验篇、设计篇和制造篇）[M].北京：人民交通出版社出版，2001.

[2]王望予.汽车设计[M].第四版.北京：机械工业出版社出版，2007.

[3]清余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社，2010.

[4]陈家瑞.汽车构造（上册）[M].北京:人民交通出版社，2007.

[5]颜伏伍.汽车发动机原理[M].北京:人民交通出版社，2007.