CN109154396A - 具有串联阀的调温器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的冷却循环系统的具有串联阀结构的调温器组件，其包括实心串联阀(4)或空心串联阀(5)，以通过打开或关闭输出连接来控制冷却剂流体流，通过允许流在两侧流入阀结构来实现小的压降，并且由于流的这种两侧进入，利用较小的力来启动机构是可能的。由此，可获得在受限的几何形状中具有高的流速且具有小的压降的机构。

Description

具有串联阀的调温器组件

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的冷却循环系统的具有串联(tandem)阀的调温器(thermostat)组件，其用于实现冷却剂在高流速下的非常小的压降数值，且用于实现较低的打开或关闭阀的促动力需求。

背景技术

在具有液体冷却剂的内燃机中，调温器是冷却循环系统的主要控制装置。通过利用调温器内部的促动器来控制阀，使得冷却剂以需要的流速流过需要的输出端。

为了提供恰当的循环，在期望的流速下实现通过阀的小的压降是重要的。在本领域的已知情形中，存在用以实现恰当的调温器机构的三种不同类型的调温器阀结构。这些阀结构即为提升型阀、套筒型阀和滑动型阀。

对于具有提升型阀的调温器，由冷却剂压力对阀板施加力，该力利用冷却剂压力乘以阀的投影面积来计算。如果增大阀的投影面积以实现通过阀的冷却剂流的较小的压降，那么应成比例地增大需要的促动器功率或推动能力以打开调温器。因此，由于蜡促动器或其它类型的促动器的受限的功率，增大提升阀的尺寸是不可行的，此外，一些发动机构造不允许使用套筒型阀结构。

本领域中的另一个已知情形是套筒型阀结构。虽然套筒型阀具有有助于增大阀的尺寸的压力平衡特征，但是它不是经济可靠的解决方案。在滑动型阀结构上也可实现较小压降的目标；它也是不经济的，并且具有一些可靠性顾虑且具有应用限制。

附图说明

通过以下详细附图来解释本发明。附图仅用于示例。关于这些附图：本发明涉及一种用于冷却循环装置的具有串联阀的调温器组件。

图1为具有实心串联阀的调温器组件的3D视图，

图2为具有实心串联阀的调温器组件的分解视图，

图3为冷却剂在具有实心串联阀的调温器组件中的流线，

图4为实心串联阀的3D视图，

图5为实心串联阀和热促动器的3D视图，

图6为具有空心串联阀的调温器组件的3D视图，

图7为具有空心串联阀的调温器组件的分解视图，

图8为冷却剂在具有空心串联阀的调温器组件中的流线，

图9为空心串联阀和热元件的3D视图，

图10为在盖中的具有导向肋的活塞支承件的投影视图，

图11为具有串联阀的调温器的横截面视图。

引用的描述

在以下附图上存在引用，且这里是引用的描述：

1 具有串联阀的调温器组件

2 主体

21 旁路输出端

22 入口

23 阀座

3 盖

31 具有导向肋的活塞支承件延伸部

4 实心串联阀

5 空心串联阀

51 支承面

52 连接器延伸部

6 弹性体密封环

7 旁路阀

8 散热器输出端

9 热促动器

10 弹簧

11 弹簧保持器。

具体实施方式

具有串联阀的调温器组件1为内燃机的冷却剂循环系统的构件，其基本上包括：

至少一个主体2，其具有圆柱形形状，

至少一个旁路输出端21，其实际上为软管连接件，且为旁路回路提供连接，

至少一个入口22，其实际上为在主体2的底侧上的开口，且其传送来自发动机组的冷却剂，

至少一个阀座23，其通过从主体2上突出而形成，

至少一个盖3，其定位在主体2的开口侧之上，

至少一个具有导向肋的活塞支承件延伸部31，其通过从盖3上突出而形成，

至少一个实心串联阀4，其外部具有双曲面的形状且其内部具有截头圆锥的形状，并且其安装在主体2的内部，

至少一个弹性体密封环6，其安装到实心串联阀4和阀座23之间的接合面上的槽，以提供密封，

至少一个旁路阀7，其为滑动型，且附连到实心串联阀4，以通过实心串联阀4的上下移动来控制来自旁路输出端21的冷却剂流，

至少一个散热器输出端8，其具有适合于连接冷却回路且适合于焊接到主体2的连接器，

至少一个热促动器9，其产生与温度相关的、使实心串联阀4和滑动型旁路阀7向下移动所需要的力，

至少一个弹簧10，其沿相反的方向对热促动器9施加力，该力与由热促动器9产生的力所导致的张力成比例，

至少一个弹簧保持器11，其为弹簧10提供容纳，用于将热促动器9和实心串联阀4推压在阀座上。

在本发明的实施例中，具有串联阀的调温器组件1由安装在阀座23内部的实心串联阀4来实现。存在盖3、主体2和散热器输出端8，且存在控制元件(例如滑动型旁路阀7、实心串联阀4、热促动器9和弹簧10)和其它元件(如弹性体密封环6和弹簧保持器11)。所有这些元件配合在主体2内部。

存在盖3，其装配在主体2上且其实际上作为主体2的盖，并且在盖上存在具有导向肋的活塞支承件延伸部31，其通过从盖3上突出而形成。具有导向肋的活塞支承件延伸部31通过与热促动器9的销的接合结构而使实心串联阀4同轴移动。

控制通过旁路输出端21的冷却剂流的滑动型旁路阀7安装在主体2的内部。通过由热促动器9产生的升力，滑动型旁路阀7与实心串联阀4同时上下移动。这样，将控制对旁路输出端21的控制。本发明的另一个实施例是，如果自促动响应不是优选的，那么可使用电加热式促动器或由电动马达驱动的促动器来代替热促动器9，用于通过远程控制装置来促动实心串联阀4。

控制通过散热器输出端8的流的实心串联阀4安装在阀座23内部，阀座23用于为实心串联阀4提供容纳。阀座23具有圆柱形几何形状，其允许流在两侧进入流控制结构。因此，机构实现了小的压降和高的流速。这是本发明的创新的方面中的一个。在阀座23内部的实心串联阀4通过由热促动器9或弹簧10形成的力而上下移动。由于具有串联阀的调温器组件1结构的表面在两侧上的几乎相等的投影面积，控制具有串联阀的调温器组件1所需的力相对于本领域中的已知情形更小。这是本发明的另一个创新的方面。

填充有热敏化合物的热促动器9使实心串联阀4移动。当温度升高时，该热敏化合物开始膨胀，且通过该膨胀开始提升热促动器9的销。在升力变得比弹簧10的力更大的情况下，实心串联阀4开始向下移动。当温度降低时，在热促动器9内部的热敏化合物开始收缩。这次，当弹簧10的力变得比热促动器9的升力更大时，实心串联阀4通过弹簧10的力而开始向上移动。

实心串联阀4在两侧处具有几乎相等的投影面积，因此当关闭实心串联阀4时需要的促动器力显著地小。由于双重的阀开口，具有串联阀的调温器组件1将增加流动流速。

热促动器9通过在盖3上的具有导向肋的活塞支承件延伸部31和弹簧保持器11而配合，并且弹簧10也通过弹簧保持器11而配合。因此，通过阀座23使热促动器9和实心串联阀4同轴移动。

在本发明的另一个实施例中，使用空心串联阀5来代替实心串联阀4。当具有串联阀的调温器组件1的容纳结构没有路径来将冷却剂流引导至实心串联阀4的另一侧时，通过将它制造成空心串联阀5结构，来使流通过阀的内部开口而传送到阀的另一侧。具有空心串联阀5的具有串联阀的调温器组件1为冷却剂循环系统的构件，其基本上包括：

至少一个主体2，

至少一个旁路输出端21，其实际上为软管连接件，且为旁路回路提供连接，

至少一个入口22，其实际上为在主体2的底侧上的孔，且其传送来自发动机组的冷却剂，

至少一个阀座23，其通过从主体2上突出而形成，

至少一个具有导向肋的活塞支承件延伸部31，其通过使主体2的闭合端突出而形成，

至少一个空心串联阀5，其外部具有双曲面的形状且其内部具有截头圆锥的形状，并且其安装在主体2的内部，

至少一个弹性体密封环6，其安装到主体2内部的空心串联阀5和冷却剂出口之间的接合面上的沟，以提供密封，

至少一个支承面51，其延伸越过空心串联阀5且具有空心的形状，

至少一个连接器延伸部52，其连接到空心串联阀5且具有L的形状，

至少一个旁路阀7，其为滑动型，且附连到连接器延伸部52，以控制来自旁路输出端21的冷却剂流，

至少一个散热器输出端8，其具有适合于连接冷却回路且适合于将安装部分焊接在主体2上的连接器，

至少一个热促动器9，其附连在支承面51上，产生与温度相关的、使空心串联阀5和滑动型旁路阀7向下移动所需要的力，

至少一个弹簧10，其沿相反的方向对热促动器9施加力，该力与由热促动器9产生的力所导致的张力成比例，

至少一个弹簧保持器11，其通过圆柱形的孔来为弹簧10和热促动器9提供容纳，且其安装在盖和主体2之间。

在本发明的实施例中，具有串联阀的调温器组件1由空心串联阀4来实现，空心串联阀4安装在主体2的内部，以控制通过散热器输出端8的流体。在主体2的内部存在空心串联阀5，主体2为空心串联阀5的阀提供接合面。通过空心串联阀5和主体2的重叠表面的重叠或分开来控制冷却剂流。

空心串联阀5安装在主体2的内部，在主体2中存在适合于这种安装的几何形状。这样，在主体2的内部存在具有导向肋的活塞支承件延伸部31，其实际上为主体2的突出部，并且其还具有3个具有导向肋的活塞支承件延伸部31，用于使空心串联阀5在打开和关闭动作时保持在它的移动轴线上。热促动器9和弹簧10配合在支承面51的内部，支承面51为空心串联阀5的延伸部。在该部分中，热促动器9为热敏促动器，其根据温度且通过弹簧10的升力而上下移动。由于这种移动，空心串联阀5和滑动型旁路阀7同时上下移动。这样，提供了对流体的控制。

在本发明的另一个实施例中，具有串联阀的调温器组件1由空心串联阀4来实现，空心串联阀4安装在盖3的内部，以控制通过散热器输出端8的流体。在盖3的内部存在空心串联阀5，盖3为空心串联阀5的阀提供接合面。通过空心串联阀5和盖3的重叠表面的重叠或分开来控制冷却剂流。空心串联阀5安装在盖3和主体2的内部，在盖3和主体2中存在适合于这种安装的几何形状。这样，在盖3的内部存在具有导向肋的活塞支承件延伸部31，其实际上是盖3的突出部，并且其还具有3个具有导向肋的活塞支承件延伸部31，用于使空心串联阀5在打开和关闭动作时保持在它的移动轴线上。热促动器9和弹簧10配合在支承面51的内部，支承面51为空心串联阀5的延伸部。在该部分中，热促动器9为热敏促动器，其根据温度且通过弹簧10的升力而上下移动。由于这种移动，空心串联阀5和滑动型旁路阀7同时上下移动。这样，提供了对流体的控制。

支承面51和弹簧10通过弹簧保持器11而配合。在温度增加的情况下，热促动器9内部的热敏化合物膨胀且开始提升销。这样，热促动器9开始向下移动，并且同时，空心串联阀5和滑动型旁路阀7也开始向下移动。同时，空心串联阀5开始对弹簧10加压。在温度降低的情况下，这次热促动器9通过由受压的弹簧10产生的力而向上移动。这样，提供了对具有串联阀的调温器组件1的控制。

通过使流在两侧进入流控制结构，机构像实心串联阀4的阀机构一样实现了小的压降和高的流速。这是本发明的创新的方面中的一个。空心串联阀5通过由热促动器9或弹簧10形成的力而上下移动。由于具有串联阀的调温器组件1的表面在两侧上的几乎相等的投影面积，控制具有串联阀的调温器组件1所需的力相对于本领域中的已知情形更小。这是本发明的另一个创新的方面。

当散热器输出端打开时，通过具有串联阀的调温器组件1来提供均一的流。在阀的内部和周围调控流，使得不发生湍流效应。

正如实心串联阀4一样，空心串联阀5在两侧上的投影面积几乎相等，因此启动机构所需的力显著地小。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的冷却循环系统的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，

至少一个主体(2)，其具有圆柱形形状，

至少一个旁路输出端(21)，其实际上为软管连接件，且为旁路回路提供连接，

至少一个入口(22)，其实际上为在主体(2)的底侧上的开口，且其传送来自发动机组的冷却剂，

至少一个阀座(23)，其通过从所述主体(2)上突出而形成，

至少一个盖(3)，其定位在所述主体(2)的开口侧之上，

至少一个具有导向肋的活塞支承件延伸部(31)，其通过从所述盖(3)上突出而形成，

至少一个实心串联阀(4)，其外部具有双曲面的形状且其内部具有截头圆锥的形状，并且其安装在所述主体(2)的内部，

至少一个弹性体密封环(6)，其安装到所述实心串联阀(4)和阀座(23)之间的接合面上的槽，以提供密封，

至少一个旁路阀(7)，其为滑动型，且附连到所述实心串联阀(4)，以通过实心串联阀(4)的上下移动来控制来自旁路输出端(21)的冷却剂流，

至少一个散热器输出端(8)，其具有适合于连接冷却回路且适合于焊接到主体(2)的连接器，

至少一个热促动器(9)，其产生与温度相关的、使所述实心串联阀(4)和滑动型旁路阀(7)向下移动所需要的力，

至少一个弹簧(10)，其沿相反的方向对所述热促动器(9)施加力，所述力与由所述热促动器(9)产生的力所导致的张力成比例，

至少一个弹簧保持器(11)，其为所述弹簧(10)提供容纳，用于将所述热促动器(9)和实心串联阀(4)推压在阀座上。

2.根据权利要求1所述的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，实心串联阀(4)实际上为具有不同半径的两个阀。

3.根据权利要求1所述的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，实心串联阀(4)允许流在两侧进入流控制结构。

4.根据权利要求1所述的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，实心串联阀(4)在阀的相反侧上设置有处于相同的冷却剂压力下的几乎相等的投影面积，以允许结构利用显著较小的力来控制阀的动作。

5.一种具有串联阀的调温器组件(1)，其为冷却剂循环系统的构件，其特征基本上在于，

至少一个主体(2)，

至少一个旁路输出端(21)，其实际上为软管连接件，且为旁路回路提供连接，

至少一个入口(22)，其实际上为在主体(2)的底侧上的孔，且其传送来自发动机组的冷却剂，

至少一个阀座(23)，其通过从所述主体(2)上突出而形成，

至少一个具有导向肋的活塞支承件延伸部(31)，其通过使所述主体(2)的闭合端突出而形成，

至少一个空心串联阀(5)，其外部具有双曲面的形状且其内部具有截头圆锥的形状，并且其安装在所述主体(2)的内部，

至少一个弹性体密封环(6)，其安装到所述主体(2)内部的所述空心串联阀(5)和冷却剂出口之间的接合面上的沟，以提供密封，

至少一个支承面(51)，其延伸越过所述空心串联阀(5)且具有空心的形状，

至少一个旁路阀(7)，其为滑动型，且附连到连接器延伸部(52)，以控制来自旁路输出端(21)的冷却剂流，

至少一个连接器延伸部(52)，其连接到空心串联阀(5)，用于驱动旁路阀(7)，

至少一个散热器输出端(8)，其具有适合于连接冷却回路且适合于将安装部分焊接在所述主体(2)上的连接器，

至少一个热促动器(9)，其附连在支承面(51)上，产生与温度相关的、使所述空心串联阀(5)和滑动型旁路阀(7)向下移动所需要的力，

至少一个弹簧(10)，其沿相反的方向对所述热促动器(9)施加力，所述力与由所述热促动器(9)产生的力所导致的张力成比例，

至少一个弹簧保持器(11)，其通过圆柱形的孔为所述弹簧(10)和所述热促动器(9)提供容纳，并且其安装在盖和所述主体(2)之间。

6.根据权利要求5所述的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，空心串联阀(5)实际上为与空心圆柱体接合的具有不同半径的两个空心阀。

7.根据权利要求5所述的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，盖(3)定位在所述主体(2)的开口侧之上。

8.根据权利要求7所述的具有串联阀的调温器组件(1)，其特征在于，具有导向肋的活塞支承件延伸部(31)通过从所述盖(3)上突出而形成。