CN102465753A - 以快速响应时段为特征的自动调温组件 - Google Patents

以快速响应时段为特征的自动调温组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的冷却循环系统的自动调温组件，从而使冷却剂温度稳定在内燃机的设计范围内，其特征在于，经由其阀上的孔围绕用于冷却剂的热致动器的通道，以形成从发动机组到散热器的冷却剂流动。这样，热致动器总是保持与实际发动机冷却剂温度相同的温度。

Description

以快速响应时段为特征的自动调温组件
技术领域
本发明涉及用于内燃机的冷却循环系统的自动调温组件，以使冷却剂温度稳定在内燃机设计范围内。
背景技术
在具有液体冷却剂的内燃机中，通过燃料燃烧产生的过热通过冷却剂传递，冷却剂循环通过发动机组和气缸盖内的通道。这样，发动机可在适当的温度范围内运行。现今，由于各种规定逐年降低所允许的排放率，减少从内燃机对环境的总有害气体排放是最大的设计考量之一。在发动机在设计温度范围之.外的不同温度下运行的状态中，发动机以高水平排放值释放有害气体。由于该原因，为了确保发动机在正确温度范围内运行，冷却剂温度和发动机温度的稳定有助于高效的燃料燃烧并减少有害气体排放。所以使发动机温度稳定对降低有害气体排放率的设计研究有重要影响。
蜡型自动调温器是现今发动机中将发动机保持在正确温度范围内的最通用的技术方案。其工作方法基于蜡复合物由于温升的膨胀。蜡复合物充填在蜡囊内，且其通过温升膨胀而驱动蜡囊的活塞顶部，该机构称为热致动器(或蜡致动器)。该膨胀使阀打开，这根据自动调温设计而变化。
发动机内的燃烧引起发动机内的过热且因此引起自动调温器上冷却剂的过热。压缩在热致动器中限定容积内的蜡复合物膨胀。蜡的膨胀引起活塞的线性运动。活塞的线性运动将阀打开，这使冷却剂流动方向朝向散热器，从而降低系统内的冷却剂温度以冷却发动机。
从发动机通过冷却剂到蜡复合物的热传递和蜡复合物的膨胀花费的时间称为自动调温的响应时段。在该时段，发动机温度保持其上升趋势，因为自动调温阀尚未打开且尚未使冷却剂流到散热器进行冷却。在该响应时段期间，发动机温度高于适当的发动机运行温度，燃料燃烧效率较低，且强制发动机在远高于其设计的较高温度工况下运行。
响应时间结束时，自动调温阀使冷却剂朝向散热器流动，且冷却剂温度下降到指定的设计温度范围，因此发动机温度下降到指定的设计温度范围。当冷却剂温度下降到指定的设计温度以下时，自动调温阀由于响应时间期间之后蜡复合物的收缩而开始向后移动到关闭位置。自动调温阀到达关闭位置，并停止冷却剂朝向散热器的循环，且冷却剂开始升温。但是，在该响应时段期间，发动机温度低于正确的发动机运行温度，燃料燃烧效率较低，且强制发动机在低于其所设计的温度下运行。
在冷却剂流不与自动调温阀的蜡容器接触的情况下，由于热传递的延迟，自动调温阀的响应时段花费更长时间。升高的温度间接地且延迟地加热蜡，因此自动调温阀延迟打开。在相反情况下，当阀打开时，在冷却剂温度低于高效发动机温度范围的情况下：蜡的温度由于间接热传递以相同方式延迟下降。阀延迟关闭，且这造成较低的发动机温度。在该类结构上，由于到自动调温阀的蜡的间接热传递，不是总能实现将发动机冷却剂温度保持和稳定在高效温度范围内。
在本发明中，为了在蜡与冷却剂之间进行快速热传递，有围绕蜡囊的冷却剂通道，且为了使冷却剂流过该通道，有小孔(约2mm)。这样，来自发动机组的冷却剂流总是与蜡囊接触，且蜡会经受与发动机组温度相同的温度。这确保自动调温阀根据实际发动机组温度进行打开和关闭运动。
附图说明
通过以下附图详细地对本发明进行解释。附图仅是示例性的。这些附图中：
图1是组件模型的立体图。
图2是模型的剖视图(横截面A-A)。
图3是模型的俯视图。
图4是模型的剖视图(横截面B-B)。
图5是本发明的应用实例：自动调温阀的关闭位置。
图6是本发明的应用实例：自动调温阀的打开位置。
图7是示出冷却剂流的应用的剖视图(C-C)。
图8是示出冷却剂通道的俯视图的应用的剖视图(D-D)。
附图标记说明
1热致动器(包括蜡、蜡囊、活塞)
2密封件
3阀
4框架
5弹簧
6盖
7壳体
8冷却剂通道
9孔
具体实施方式
蜡复合物充填在蜡囊内，且其由于温度而驱动蜡囊的活塞顶部膨胀，该机构称为热致动器1，由于温度变化引起的囊内蜡复合物的膨胀和收缩引起热致动器1活塞的线性运动，活塞顶部在上下垂向轴线处放置在壳体7上。热致动器1配装在阀3的槽道内各桩钉之间，从而它们可一起移动。热致动器的移动使阀3打开或关闭。在阀3上有密封件2，从而在阀处于关闭位置时(图5)，阻碍冷却剂从发动机组流到阀3与壳体7之间的散热器。
通过框架4上的滑槽在框架4内引导阀3。阀3与热致动器1一起在框架4内进行轴向运动。热致动器1的活塞放置在壳体7上，且框架放置在盖6上(图5-6-7)。
在本发明中，在热致动器1与阀3之间有用于冷却剂的通道8。孔9形成从发动机组到发动机上的散热器连续地围绕热致动器1的流动。因为冷却剂围绕热致动器1流动，所以实现直接到热致动器1的热传递(图7)。升高的冷却剂温度加热热致动器1内的蜡复合物，蜡复合物在热致动器内的膨胀使活塞移动，且其将阀3打开而没有延迟响应时段(图6)。阀3的打开形成阀3与壳体7之间从发动机组到散热器的冷却剂用通道，用于在散热器处使冷却剂冷却。
在冷却剂温度下降的情况下，蜡复合物在蜡囊内的体积减小，且弹簧5迫使阀3关闭。

Claims (2)

1.用于内燃机的冷却循环的自动调温阀组件，其中，配装在所述自动调温阀(3)内的热致动器(1)、放置在所述自动调温阀(3)上的密封件(2)、以及放置在盖(6)和弹簧(5)上的框架(4)，在所述自动调温阀(3)处于关闭位置时，所述密封件(2)阻碍冷却剂从发动机组到散热器的流动，当所述冷却剂温度下降时，所述弹簧(5)强制阀关闭。
2.如权利要求1所述的自动调温阀组件，其特征在于，所述自动调温阀(4)上的孔(8)将冷却剂流从发动机组通到散热器，且所述自动调温阀(4)具有与所述热致动器(1)之间的通道(8)，使得冷却剂围绕所述热致动器(1)进行快速响应时段内的直接热传递。
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