CN103291436A

CN103291436A - 用于发动机的冷却装置

Info

Publication number: CN103291436A
Application number: CN2013100650749A
Authority: CN
Inventors: 濑古直史; 山本吉章
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2013-09-11
Also published as: US20130228141A1; JP2013181480A

Abstract

本发明涉及一种用于内燃式发动机的冷却装置，包括护套（8）和流量控制阀（10，30，40，50），该护套（8）配置在发动机中以使得冷却剂能够流过护套，该流量控制阀（10，30，40，50）连接到护套的入口侧和护套的出口侧中的至少一个以调节冷却剂的流量。流量控制阀包括具有流道（14）的外壳（11）、阀体（112，212，312，412）、和热传递构件（22），该流道（14）与护套连通以使得冷却剂能够流过流道，该阀体（112，212，312，412）安装在外壳中以打开或关闭流道，该热传递构件（22）接触发动机和外壳的容纳阀体的一部分以将热量从发动机传递到外壳。

Description

用于发动机的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种用于发动机的冷却装置，冷却剂通过该冷却装置以冷却发动机。

背景技术

传统地，冷却装置通过使用冷却剂以冷却发动机，并且冷却装置包括流量控制阀以调节冷却剂的流量。这种流量控制阀在专利文献1（JP2005-249021A）中被披露。专利文献1中的一种流量控制阀包括外壳和安装在外壳中的阀体，该外壳具有流道，水通过该流道。流道的横截面积通过移动阀体而调节。

当水在专利文献1的流量控制阀中在外壳的流道中冻结时，阀体可能固定而无法移动，并且水的流量可能变得不能调节。在用于发动机的冷却装置中，当外部温度较低时冷却剂可能冻结。因此，即使当冷却剂冻结时，也可能需要流量控制阀能够迅速操作。

发明内容

本发明的目的是使得即使当在阀体周围的冷却剂在用于发动机的冷却装置中冻结时，流量控制阀的阀体也能够迅速移动。

根据本发明的一方面，用于内燃式发动机（内燃机）的冷却装置包括护套和流量控制阀。护套配置在发动机中以使得冷却剂能够流过护套。流量控制阀连接到护套的入口侧和护套的出口侧中的至少一个以调节冷却剂的流量。流量控制阀包括外壳、阀体和热传递构件。外壳具有流道，该流道与护套连通以使得冷却剂能够流过流道。阀体安装在外壳中以打开或关闭流道。热传递构件接触发动机和外壳的容纳阀体的一部分以将热量从发动机传递到外壳。

因此，发动机的燃烧热通过热传递构件传递到外壳的容纳阀体的一部分。因此，即使当在阀体周围的冷却剂冻结时，冻结的冷却剂也能够被从发动机传递来的热量融化，并且阀体能够迅速移动。

外壳可以连接到发动机以使得流道与护套的入口或护套的出口连通。热传递构件可以接触发动机的限定护套的一部分的内壁表面，并且可以接触外壳的限定流道的内壁表面。

外壳可以由比热传递构件的热传导率低的材料制成。

流量控制阀可以定位在发动机的外部。

外壳可以包括阀存储部分，该阀存储部分中容纳阀体。热传递构件可以接触外壳的内壁表面以限定阀存储部分的内部空间，阀体容纳在该内部空间中。

热传递构件可以配置在在护套与流道之间的连接部分中。热传递构件可以沿冷却剂的流动方向延伸以限定流道和护套的一部分。

附图说明

从以下描述、附带的权利要求以及附图中将会最佳地理解本发明与其附加的目的、特征和优点，其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的用于发动机的冷却装置的示意图；

图2是示出根据第一实施例的在汽缸盖与用于冷却装置的回转阀之间的连接部分的局部示意图；

图3是示出根据本发明的第二实施例的在汽缸盖与用于冷却装置的球阀之间的连接部分的局部示意图；

图4是示出根据本发明的第三实施例的在汽缸盖与用于冷却装置的蝶形阀之间的连接部分的局部示意图；

图5是示出根据本发明的第四实施例的在汽缸盖与用于冷却装置的提升阀之间的连接部分的局部示意图；

图6是示出根据本发明的第五实施例的用于发动机的冷却装置的示意图；

图7是示出根据修改的用于发动机的冷却装置的示意图；以及

图8是示出根据修改的用于发动机的冷却装置的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本公开内容的实施例。在实施例中，与在前述实施例中描述的物体对应的部分可以赋予相同的附图标记，并且可以省略对此部分的多余的解释。当配置的仅一部分在实施例中被描述时，另一前述实施例可以被应用到该配置的其它部分。即使没有明确地描述部分能够被组合，该部分也可以被组合。即使没有明确地描述实施例可以被结合，实施例也可以被部分地结合，只要结合不产生损害。

（第一实施例）

将会参考图1和2描述第一实施例的冷却装置1。冷却装置1包括冷却剂回路、泵3（水泵）、和散热器4，冷却剂在该冷却剂回路中循环以冷却内燃式发动机2，该泵3排出冷却剂，散热器4通过与空气热交换以冷却冷却剂。从泵3排出到冷却剂回路中的冷却剂通过发动机2和散热器4流到泵3。例如，含有乙二醇的冷却剂（例如，长寿命冷却剂）可以用作冷却剂回路的冷却剂。

发动机2包括汽缸盖6和汽缸体7，并且汽缸盖6和汽缸体7具有护套8（水护套），冷却剂通过该护套8。在当前实施例中，护套8具有入口8A和出口8B，冷却剂通过该入口8A流入，并且冷却剂从该出口8B排出。入口8A定位在汽缸体7中并且出口8B定位在汽缸盖6中。因此，护套8是从汽缸体7通过发动机2的气缸之间延伸到汽缸盖6的冷却剂通道。

泵3放置在邻近于护套8的入口8A以使得冷却剂在发动机2中循环。

散热器4是热交换器，其通过与空气热交换以冷却从发动机2排出的冷却剂。流经散热器4并且被散热器4冷却的冷却剂通过泵3供应到护套8。

在冷却剂回路中，安装回转阀10以控制冷却剂的流量。在当前实施例中，回转阀10连接到护套8的出口侧以使得回转阀10的内部与护套8的出口8B连通。回转阀10可以用作流量控制阀的示例，该流量控制阀控制流经其的冷却剂的流量。回转阀10包括外壳11和安装在外壳11中的阀体112。由树脂制成的外壳11包括通道形成部115和凸缘部16，该通道形成部115具有大致圆筒形形状以在其中具有流道14，该凸缘部16从通道形成部115的末端部分的外表面径向地向外延伸。通道形成部115的末端部分定位在通道形成部115沿其轴向方向的一侧上。布置通道形成部115以使得流道14与护套8的出口8B连通。凸缘部16通过例如使用螺钉而固定到汽缸盖6的表面。

通道形成部115包括圆筒形部分18和阀存储部分19，该圆筒形部分18在其中具有第一圆筒形空间，该第一圆筒形空间的轴线沿冷却剂在流道14中的流动方向延伸，该阀存储部分19在其中具有第二圆筒形空间，该第二圆筒形空间的轴线垂直于冷却剂在流道14中的流动方向延伸。阀体112安装在阀存储部分19内部。阀体112具有有底杯形形状，并且绕垂直于通道形成部115的轴向方向的轴线旋转。阀体112的壁具有通孔20，冷却剂能够流经该通孔20。因此，通过将阀体112绕其旋转轴线旋转，流道14能够打开或关闭。

在当前实施例中，回转阀10包括热传递构件22，该热传递构件22接触发动机2并且接触外壳11的阀存储部分19以将热量从发动机2传递到外壳11。阀存储部分19是外壳11的一部分，该部分中容纳有阀体112。阀存储部分19的尺寸覆盖阀体112的移动范围，换言之，即使当阀体112移动时，阀存储部分19也容纳阀体112。

热传递构件22由例如热传导率优异的诸如贵金属或钢材料制成。安装热传递构件22以接触汽缸盖6的内壁表面23和外壳11的通道形成部115的内壁表面24。特别地，热传递构件22沿通道形成部115的轴向方向具有圆筒形形状，并且热传递构件22的外周既接触汽缸盖6的内壁表面23又接触通道形成部115的内壁表面24。传递构件22从内壁表面23的限定护套8的出口8B的部分延伸到内壁表面24的沿冷却剂的流动方向定位在阀体112的下游的部分。因此，外壳11的容纳阀体112的阀存储部分19通过热传递构件22连接到汽缸盖6。

如图2中所示，热传递构件22的内周面与汽缸盖6的内壁表面23沿冷却剂的流动方向定位在热传递构件22的上游的一部分齐平。因此，能够防止热传递构件22成为冷却剂的流动阻力。

现将描述实施例的效果。在当前实施例中，发动机2的燃烧热能够通过热传递构件22迅速传递到阀存储部分19。即使在冷却剂在阀存储部分19内部在阀体112周围冻结的情况下，冻结的冷却剂也能够通过被从发动机2经由热传递构件22传递的热量融化。其结果是，阀体12能够块速地操作（移动）。在此，冻结的冷却剂包括液态和固态的冷却剂混合（固液混合态）的状态。

外壳11由比热传递构件22的热传导率低的树脂制成，并且热传递构件22定位在通道形成部115的内侧上。从而，从发动机2传递的热量难以辐射到外壳11的外部。因此，从发动机2传递的热量能够用于有效地融化冻结的冷却剂。

（第二实施例）

将会参考图3描述第二实施例的冷却装置。将会在第二实施例中主要描述与第一实施例不同的部分。与在第一实施例中所描述的相同的附图标记在第二实施例中表示与该附图标记在第一实施例中所表示的相同的结构。因此，对于赋予该附图标记的部分的解释参考第一实施例。在第二实施例中，冷却装置包括球阀30而非第一实施例的回转阀10，并且球阀30可以用作如上所述的流量控制阀的示例。球阀30包括具有通道形成部215的外壳11。通道形成部215具有圆筒形形状，并且在其中限定流道14。通道形成部215沿其轴向方向延伸预定长度的部分是阀存储部分19，阀体212容纳在该阀存储部分19中。阀体212具有球形形状并且安装在阀存储部分19中。阀体212具有通孔26，该通孔26沿垂直于阀体212的旋转轴线的方向穿过阀体212延伸。阀体212绕其垂直于通道形成部215的轴向方向的旋转轴线旋转。通过旋转阀体212，流道14能够打开或关闭。与第一实施例中相似的效果也能够在第二实施例中获得。

（第三实施例）

将会参考图4描述第三实施例的冷却装置。将会在第三实施例中主要描述与第一实施例不同的部分。与在第一实施例中所描述的相同的附图标记在第三实施例中表示与该附图标记在第一实施例中所表示的相同的结构。因此，对于赋予该附图标记的部分的解释参考第一实施例。在第三实施例中，冷却装置包括蝶形阀40而非第一实施例的回转阀10，并且蝶形阀40可以用作如上所述的流量控制阀的示例。蝶形阀40包括具有通道形成部315的外壳11。通道形成部315具有圆筒形形状，并且在其中限定流道14。通道形成部315沿其轴向方向延伸预定长度的部分是阀存储部分19，阀体312容纳在该阀存储部分19中。阀体312具有板状形状并且安装在阀存储部分19中。阀体312绕垂直于通道形成部315的轴向方向的旋转轴线旋转。通过旋转阀体312，流道14能够打开或关闭。与第一实施例中相似的效果也能够在第三实施例中获得。

（第四实施例）

将会参考图5描述第四实施例的冷却装置。将会在第四实施例中主要描述与第一实施例不同的部分。与在第一实施例中所描述的相同的附图标记在第四实施例中表示与该附图标记在第一实施例中所表示的相同的结构。因此，对于赋予该附图标记的部分的解释参考第一实施例。在第四实施例中，冷却装置包括提升阀50而非第一实施例的回转阀10，并且提升阀50可以用作如上所述的流量控制阀的示例。提升阀50包括具有通道形成部415的外壳11。通道形成部415在其中限定流道14。通道形成部415包括小直径部分15a、沿冷却剂的流动方向定位在小直径部分15a的下游的大直径部分15b、和定位在小直径部分15a与大直径部分15b之间的台阶部分15c。小直径部分15a在直径方面小于大直径部分15b。台阶部分15c具有面向沿冷却剂的流动方向的下游的表面。大直径部分15b在其中容纳阀体412，该阀体412是提升阀50的提升阀芯。在第四实施例中，阀体412能够操作以沿大直径部分15b的轴向方向移动预定长度。大直径部分15b沿其轴向方向延伸预定长度的部分是阀存储部分19。因此，即使当阀体412移动时，该阀体412也容纳在阀存储部分19中。冷却装置50包括沿汽缸盖6的内壁表面23并且沿通道形成部415的内壁表面24配置的热传递构件22。热传递构件22在与通道形成部415的台阶部分15c对应的位置处具有阀座28，并且阀体412能够沿大直径部分15b的轴向方向移动以接触阀座28或与阀座28分离。当阀体412接触阀座28或与阀座28分离时，流道14关闭或打开。与第一实施例中相似的效果也能够在第四实施例中获得。

（第五实施例）

将会参考图6描述第五实施例的冷却装置1a。将会在第五实施例中主要描述与第一实施例不同的部分。与在第一实施例中所描述的相同的附图标记在第五实施例中表示与该附图标记在第一实施例中所表示的相同的结构。因此，对于赋予该附图标记的部分的解释参考第一实施例。在第五实施例的冷却装置1a中，护套8的入口8A配置在汽缸体7中，并且护套8的出口8B分别配置在汽缸体7和汽缸盖6中。因此，通过入口8A流入护套8的冷却剂如图6中所示在汽缸体7中分裂成两股流。随后，该两股流中的一股穿过汽缸体7以通过配置在汽缸体7中的出口8B从护套8流出，并且该两股流中的另一股进入到汽缸盖6中以穿过汽缸盖6并且通过配置在汽缸盖6中的出口8B流出护套8。护套8的出口8B分别连接到回转阀10，并且每个回转阀10与在第一实施例中描述的回转阀在结构方面相同。与第一实施例中相似的效果也能够在第五实施例中获得。

尽管本发明已经结合其优选的实施例并参考附图而被完全描述，需要注意的是，下述的各种改变和修改对于本领域中的技术人员而言将会是显而易见的。在上述实施例中，流量控制阀配置在护套8的出口侧上。然而，流量控制阀可以如图7所示地配置在护套8的入口侧上，或者流量控制阀可以如图8中所示地分别配置在护套8的出口侧和入口侧。在上述实施例中，热传递构件22配置在外壳11内部，但是也可以配置在外壳11外部。换言之，可以安装热传递构件22以连接外壳11的外周和汽缸体7的外壁表面或汽缸盖6的外壁表面。在上述第一实施例中，热传递构件22与外壳11的阀存储部分19和外壳11的除阀存储部分19之外的部分均接触。例如，热传递构件22也接触圆筒形部分18。然而，热传递构件22可以只接触阀存储部分19。因此，可以需要热传递构件22至少接触阀存储部分19。

附加的优点和修改对于本领域中的技术人员而言将会容易地想到。因此本发明在其更广阔范围内不被限定到所示和所描述的特定的细节、具有代表性的设备、和展示性的实施例中。

Claims

1.一种用于内燃式发动机的冷却装置，包括：

护套（8），所述护套（8）配置在发动机中以使得冷却剂能够流过所述护套（8）；以及

流量控制阀（10，30，40，50），所述流量控制阀（10，30，40，50）连接到所述护套（8）的入口侧和所述护套（8）的出口侧中的至少一个以调节所述冷却剂的流量，其中

所述流量控制阀（10，30，40，50）包括：

外壳（11），所述外壳（11）具有流道（14），所述流道（14）与所述护套（8）连通以使得所述冷却剂能够流过所述流道（14）；

阀体（112，212，312，412），所述阀体（112，212，312，412）安装在所述外壳（11）中以打开或关闭所述流道（14）；以及

热传递构件（22），所述热传递构件（22）接触所述发动机和所述外壳（11）的容纳所述阀体（112，212，312，412）的部分以将热量从所述发动机传递到所述外壳（11）。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中

所述外壳（11）连接到所述发动机以使得所述流道（14）与所述护套（8）的入口（8A）或所述护套（8）的出口（8B）连通，以及

所述热传递构件（22）接触所述发动机的限定所述护套（8）的一部分的内壁表面（23），并且接触所述外壳（11）的限定所述流道（14）的内壁表面（24）。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其中所述外壳（11）由比所述热传递构件（22）的材料的热传导率低的材料制成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的冷却装置，其中所述流量控制阀定位在所述发动机的外部。

5.根据权利要求1-3任一项所述的冷却装置，其中

所述外壳（11）包括阀存储部分（19），所述阀存储部分（19）在其中容纳所述阀体（112，212，312，412），以及

所述热传递构件（22）接触所述外壳（11）的内壁表面（24）以限定所述阀存储部分（19）的内部空间，所述阀体容纳在所述内部空间中。

6.根据权利要求1-3任一项所述的冷却装置，其中

所述热传递构件（22）配置于在所述护套（8）与所述流道（14）之间的连接部分中，以及

所述热传递构件（22）沿所述冷却剂的流动方向延伸以限定所述流道（14）和所述护套（8）的一部分。