CZ27324U1 - Sestava termostatu pro spalovací motory - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládané technické řešení se týká sestavy termostatu pro oběhové chladicí systémy spalovacích motorů sloužící ke stabilizaci teploty chladivá v rámci konstrukčních charakteristik motoru.

Dosavadní stav techniky

U spalovacích motorů s kapalným chladivém se přehřátí, k němuž dochází v důsledku spalování paliva, rozvádí pomocí chladivá, které obíhá v kanálech v bloku motoru a hlavě válců. Díky tomu lze motor provozovat ve správném rozsahu teplot. V současnosti je snižování celkových emisí spalovacích motorů do ovzduší jedním z největších problémů při jejich konstrukci v důsledku předpisů, které z roku na rok snižují přípustné hodnoty emisí. Ve fázích, kdy motory běží při jiných teplotách, než je konstrukční rozsah teplot, vypouští motor vyšší úrovně škodlivých plynů. Z tohoto důvodu podporuje udržování chodu motoru ve správném rozsahu teplot, stabilizace teploty chladivá a teploty motoru účinné spalování paliva a snižování emisí škodlivých plynů.

Termostaty spalovacích motorů plní tento úkol zavíráním a otevíráním ventilu na vedení chladivá z bloku motoru do chladiče, a to podle nastavené teploty otevírání nebo zavírání. Tyto teploty jsou nastavené tak, aby motor běžel v efektivním rozsahu teplot. V případě, že je teplota vyšší než efektivní teplota motoru, otevře termostatický ventil průtok do chladiče, aby se chladivo ochladilo. Za podmínek nižší teploty zůstává termostatický ventil v zavřené poloze.

Nejběžnějším současným řešením udržování motoru ve správném teplotním rozsahu jsou termostaty voskového typu. Jejich funkční princip je založen na voskovém materiálu, který se rozpíná se zvyšující se teplotou. Voskový materiál je naplněn do voskové kapsle a při rozpínání se v důsledku zvyšující se teploty pohání pístový nástavec kapsle, přičemž tento mechanismus se nazývá termopohon. Nastavuje se na efektivní teplotní rozsah motoru volbou správného voskového materiálu, jehož expanzní teplota odpovídá efektivní teplotě motoru. Tato roztažnost způsobuje otevírání ventilu chladivá pomocí mechanismu, který se mění podle provedení termostatu. Konstrukce termostatů voskového typu se mohou navzájem lišit.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody současného stavu techniky řeší sestava termostatického ventilu oběhu chladivá spalovacího motoru obsahující termopohon a těsnění, podle předkládaného technického řešení, kde podstata spočívá v tom, že termopohon je nainstalovaný uvnitř ventilu, těsnění je uloženo v drážce na ventilu, upraveném pro zábranu proudění chladivá z bloku motoru do chladiče v uzavřené poloze ventilu, a dále je obsažen rám, vykazující výstupky, upravené pro udržování termostatu ve stabilní poloze uvnitř tělesa termostatu, a pružina, upravená pro uzavření ventilu při poklesu teploty. Výhodné je, jestliže konstrukce ventilu obsahuje na ramenech ventilu vytvořené vnitřní opěrné lišty, vytvořené uvnitř ventilu a upravené tak, že tento ventil je spojen s uvnitř nalisovaným termopohonem, takže se mohou pohybovat společně, a kde nalisovaný termopohon mezi vnitřními opěrnými lištami představuje současně vyztužení ramen ventilu proti jejich ohybu, a tak i proti uvolnění ramen ventilu z rámu, přičemž na ventilu vytvořená ramena jsou opatřena výstupky, uloženými ve vodicích drážkách rámu. Dále je výhodou, je-li ventil opatřen drážkou těsnění, umístěnou na jeho horní straně a současně má na svých ramenech vytvořeny výstupky, upravené pro axiální vedení ventilu ve vodicích drážkách na vnitřní válcové ploše rámu. Ještě dále je výhodou, jestliže rám je opatřen vodícími drážkami, vytvořenými uvnitř válcovité strany a upravenými pro vedení ramen ventilu. Také je výhodné, jestliže konstrukce rámu je opatřena výstupky, upravenými pro fixaci termostatu ve stabilní poloze uvnitř tělesa termostatu, a to tak, že přírubová strana rámuje uložena v plášti termostatu přes tyto výstupky rámu, vloženými do kanálů, vytvořených v tělese termostatu, kde přitom síla pružiny působí pouze mezi rámem a ventilem, a to tak, že se nepřenáší na kryt. S výhodou ještě konstrukce rámu vykazuje

- 1 CZ 27324 U1 vnější okraj, upravený pro utěsněné uložení tohoto rámu v tělese termostatu. Konečně je také výhodné, jestliže v konstrukci rámuje vytvořena bariéra obtoku, ve které je vytvořen půlkruho vitý průchod.

Díky těmto prvkům v otevřené poloze ventilu termostatu ramena ventilu procházejí rámem a jsou obklopena bariérou obtoku rámu, která brání průtoku chladivá do obtoku chladicího systému. Pouze malé množství chladivá proudí půlkruhovitým průchodem na bariéře, aby bylo zajištěno, že teplota chladivá kolem termopohonu bude stejná jako vlastní teplota chladivá v chladicím systému. Tento prvek napomáhá tomu, aby se termopohon pohyboval správně podle skutečné teploty systému.

Objasnění výkresů

Předkládané technické řešení je podrobně popsáno pomocí následujících obrázků. Obrázky jsou uvedeny jako příklad. Jednotlivé obrázky uvádějí:

Obr. 1 - rozložený pohled na sestavu termostatu

Obr. 2 - 3D zobrazení sestavy termostatu

Obr. 3 - řez sestavou termostatu

Obr. 4 - řez sestavou termostatu bez termopohonu

Obr. 5 - příklad použití sestavy termostatu v oběhovém systému motoru

Příklad uskutečnění technického řešení

Voskový materiál je naplněn uvnitř voskové kapsle a pohání pístový nástavec voskové kapsle tím, že se rozpíná se zvyšující se teplotou, přičemž tento mechanismus se nazývá termopohon 1, rozpínání a smršťování voskového materiálu uvnitř kapsle podle změn teploty vyvolává lineární pohyb pístu termopohonu 1, který spočívá na tělese 14 termostatu. Termopohon 1 je umístěn mezi vnitřními opěrnými lištami 13 uvnitř ventilu 3 tak, že se pohybují společně, jak je patrné na obr. 3 a obr. 4. Nalisování termopohonu 1 mezi vnitřními opěrnými lištami 13 zajišťuje vyztužení ramen 5 ventilu 3 a brání v jejich ohybu, aby nedošlo k vypadnutí ventilu 3 z rámu 9, resp. vypadnutí ramen 5 ventilu 3 z vodicích drážek 12 rámu 9, přičemž ventil 3 je pomocí výstupků 6 ramen 5 uložen právě v těchto vodicích drážkách 12 rámu 9. Pohybem termopohonu 1 se otevírá nebo zavírá ventil 3. Na drážce 4 těsnění 2 na ventilu 3 je nainstalováno těsnění 2, které brání proudění chladivá z bloku motoru do chladiče mezi ventilem 3 a tělesem 14 termostatu, když je ventil 3 v uzavřené poloze.

Výstupky 6 ramen 5 ventilu 3 jsou vedeny uvnitř rámu 9 vodícími drážkami 12 na vnitřní válcovité ploše rámu 9. Ventil 3 provádí svůj lineární pohyb vyvolaný termopohonem 1 za pomoci ramen 5 ventilu 3 uvnitř rámu 9. Píst termopohonu 1 je opřen o těleso 14 termostatu a přírubová strana rámu 9 spočívá v tělese 14 termostatu přes výstupky 10 rámu 9, vloženými do kanálů v tělese 14 termostatu, jak je patrné na obr. 5. Tyto výstupky 10 rámu 9 udržují termostat stabilní uvnitř tělesa 14 termostatu a nepřenášejí působení síly pružiny 7 na kryt 15. Vnější okraj rámu 9 spočívá na tělese 14 a zajišťuje utěsnění mezi tělesem 14 termostatu a rámem 9.

Stoupající teplota chladivá působí na voskový materiál uvnitř termopohonu 1, rozpínání voskového materiálu uvnitř termopohonu 1 pohybuje pístem a otevírá ventil 3. Otevřením ventilu 3 začne chladivo velkým průřezem proudit z bloku motoru do chladiče, aby se v chladiči snížila teplota chladivá. V této poloze, nazývané otevřená poloha ventilu, ramena 5 ventilu 3 procházejí rámem 9 a jsou obklopena bariérou 8 obtoku rámu 9, která brání průtoku chladivá do obtoku chladicího systému. Pouze malé množství chladivá proudí půlkruhovitým průchodem 11 na bariéře 8, aby bylo zajištěno, že teplota chladivá kolem termopohonu 1 bude stejná jako vlastní teplota chladivá v chladicím systému. Tento prvek napomáhá tomu, aby se termopohon 1 pohyboval správně podle skutečné teploty systému.

-2CZ 27324 U1

V případě poklesu teploty chladivá ztrácí voskový materiál uvnitř voskové kapsle objem a síla pružiny 7 uzavře ventil 3. Pružina 7 je uspořádaná mezi ventilem 3 a přírubou rámu 9. S ohledem na to, že ventil 3 je veden v rámu 9 ve vodicích drážkách 12, které jsou na svém horním konci, ke kterému se pohybují výstupky 6 ramen 5 působením pružiny 7, uzavřené, resp. zaslepené, opřou se výstupky 6 na konci své dráhy, při působení pružiny 7 mezi rámem 9 a ventilem 3, o toto zaslepení a síla pružiny 7 se tak již nemůže přenášet na kryt 15, ale přenese se přes výstupky 10 rámu 9 jen na těleso 14 termostatu.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (7)

1. Sestava termostatického ventilu oběhu chladivá spalovacího motoru, obsahující termopohon (1) a těsnění (2), vyznačená tím, že termopohon (1) je nainstalovaný uvnitř ventilu (3), těsnění (2) je uloženo v drážce (4) na ventilu (3), upraveném pro zábranu proudění chladivá z bloku motoru do chladiče v uzavřené poloze ventilu (3), a dále je obsažen rám (9), vykazující výstupky (10), upravené pro udržování termostatu ve stabilní poloze uvnitř tělesa (14) termostatu, a pružina (7), upravená pro uzavření ventilu při poklesu teploty.

2. Sestava termostatického ventilu podle nároku 1, vyznačená tím, že konstrukce ventilu (3) obsahuje na ramenech (5) vytvořené vnitřní opěrné lišty (13), vytvořené uvnitř ventilu (3) a upravené tak, že tento ventil (3) je spojen s uvnitř nalisovaným termopohonem (1), takže se mohou pohybovat společně, a kde nalisovaný termopohon (1) mezi vnitřními opěrnými lištami (13) představuje současně vyztužení ramen (5) ventilu (3) proti jejich ohybu, a tak i proti uvolnění ramen (5) ventilu (3) z rámu (9), přičemž na ventilu (3) vytvořená ramena (5) jsou opatřena výstupky (6), uloženými ve vodicích drážkách (12) rámu (9).

3. Sestava termostatického ventilu podle nároku 1, vyznačená tím, že ventil (3) je opatřen drážkou (4) těsnění (2), umístěnou na jeho horní straně a současně má na svých ramenech (5) vytvořeny výstupky (6), upravené pro axiální vedení ventilu (3) ve vodicích drážkách (12) na vnitřní válcové ploše rámu (9).

4. Sestava termostatického ventilu podle nároku 1, vyznačená tím, že rám (9) je opatřen vodícími drážkami (12), vytvořenými uvnitř válcovité strany a upravenými pro vedení ramen (5) ventilu (3).

5. Sestava termostatického ventilu podle nároku 1, vyznačená tím, že konstrukce rámu (9) je opatřena výstupky (10), upravenými pro fixaci termostatu ve stabilní poloze uvnitř tělesa (14) termostatu, a to tak, že přírubová strana rámu (9) je uložena v plášti (14) termostatu přes tyto výstupky (10) rámu (9), vloženými do kanálů, vytvořených v tělese (14) termostatu, kde přitom síla pružiny (7) působí pouze mezi rámem (9) a ventilem (3), a to tak, že se nepřenáší na kryt (15).

6. Sestava termostatického ventilu podle nároku 1, vyznačená tím, že konstrukce rámu (9) vykazuje vnější okraj, upravený pro utěsněné uložení tohoto rámu (9) v tělese (14) termostatu.

7. Sestava termostatického ventilu podle nároku 1, vyznačená tím, že v konstrukci rámu (9) je vytvořena bariéra (8) obtoku, ve které je vytvořen půlkruhovitý průchod (11).