ES2363702T3 - IMPROVEMENTS IN OR RELATED TO RADIATOR DEPOSITS. - Google Patents
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Abstract
Un depósito de radiador para un radiador de flujo en U, donde el depósito del radiador comprende una derivación interna aportada por una abertura, donde la abertura cuenta con una válvula accionable entre una posición abierta y otra cerrada, 5 caracterizándose por el hecho de que la válvula puede moldearse íntegramente en el depósito del radiador.A radiator tank for a U-flow radiator, where the radiator tank comprises an internal bypass provided by an opening, where the opening has a valve operable between an open and a closed position, 5 characterized by the fact that the Valve can be molded entirely in the radiator reservoir.
Description
El presente invento se refiere a un radiador mejorado para un vehículo automóvil y, más concretamente, a un depósito de radiador provisto de una derivación. The present invention relates to an improved radiator for a motor vehicle and, more specifically, to a radiator tank provided with a shunt.
Las configuraciones de los radiadores normalmente utilizados en la industria del automóvil son de tres tipos principales: de flujo cruzado, de flujo descendente y de flujo en U. La selección del tipo de radiador depende de varios factores, uno de los cuales es el de las limitaciones de distribución del vehículo en su conjunto. El radiador de flujo en U tiene la ventaja de que la entrada y la salida se encuentran dentro del mismo depósito de radiador. Esta circunstancia brinda más libertad para diseñar la ubicación exacta de la entrada y la salida. The configurations of the radiators normally used in the automobile industry are of three main types: cross flow, down flow and U flow. The selection of the type of radiator depends on several factors, one of which is that of the Vehicle distribution limitations as a whole. The U-flow radiator has the advantage that the inlet and outlet are within the same radiator tank. This circumstance provides more freedom to design the exact location of the entrance and exit.
Un motor sometido a un gran esfuerzo (circulación por terreno quebrado, remolque de otro vehículo o tránsito por zonas sin asfaltar) tiende a recalentarse, si el flujo de refrigerante recibido a través del radiador es insuficiente. Para hacer frente a estos requisitos de flujo elevado, es posible que la bomba del refrigerante deba rebasar sus parámetros operativos óptimos. Estas condiciones pueden dar lugar a la formación de vacíos parciales en el líquido refrigerante. ‘Cavitación’ es el nombre que suele darse a este fenómeno. Cuando una masa de líquido en contacto con una bomba se somete a una presión suficientemente baja, puede reventarse para producir una cavidad detrás de la pala del rotor de la bomba. La burbuja de cavitación resultante se colapsará por efecto de la presión más alta del medio circundante. Al colapsarse la burbuja, la presión y la temperatura del vapor que contiene aumentarán. La burbuja acabará colapsándose hasta reducirse a una fracción diminuta de su tamaño original, momento en el cual el gas de su interior se disipará en el líquido circundante y liberará una cantidad significativa de energía en forma de onda de choque. Esta energía puede degradar las superficies internas de la bomba y, en especial, las paletas del rotor. An engine subjected to great effort (circulation through broken terrain, towing another vehicle or transit through unpaved areas) tends to overheat, if the coolant flow received through the radiator is insufficient. To meet these high flow requirements, the coolant pump may have to exceed its optimum operating parameters. These conditions can lead to the formation of partial voids in the coolant. ‘Cavitation’ is the name that is usually given to this phenomenon. When a mass of liquid in contact with a pump is subjected to a sufficiently low pressure, it can burst to produce a cavity behind the pump rotor blade. The resulting cavitation bubble will collapse as a result of the higher pressure of the surrounding medium. When the bubble collapses, the pressure and temperature of the vapor it contains will increase. The bubble will eventually collapse until it is reduced to a tiny fraction of its original size, at which time the gas inside will dissipate in the surrounding liquid and release a significant amount of energy in the form of a shock wave. This energy can degrade the internal surfaces of the pump and, especially, the rotor vanes.
En algunas configuraciones de vehículo, la cavitación se está convirtiendo en un efecto secundario cada vez más normal de las condiciones de circulación bajo grandes tensiones. Dada la repercusión negativa de la cavitación en la duración de las piezas del motor afectadas, es conveniente gestionar el flujo de líquido a través del sistema del radiador de un modo que le impida alcanzar el punto inicial de la cavitación. In some vehicle configurations, cavitation is becoming an increasingly normal side effect of traffic conditions under high stress. Given the negative impact of cavitation on the duration of the affected engine parts, it is convenient to manage the flow of liquid through the radiator system in a way that prevents it from reaching the initial point of cavitation.
La patente EP-0-053-003 revela un sistema concebido para abordar este problema. Dicho sistema consta de un depósito para alimentación por gravedad con una división provista de una válvula que permite gestionar el flujo de líquido entre ambos lados de la división. EP-0-053-003 discloses a system designed to address this problem. Said system consists of a tank for gravity feeding with a division provided with a valve that allows to manage the flow of liquid between both sides of the division.
La patente JP-2005-325699 revela otro sistema concebido para abordar este problema. Este sistema consta de un par de mangueras conectadas respectivamente a protuberancias en los lados de entrada y de salida de un depósito de radiador de flujo en U. Las mangueras se unen para evitar el radiador, mediante un conjunto de válvula montado externamente. JP-2005-325699 discloses another system designed to address this problem. This system consists of a pair of hoses connected respectively to protuberances on the inlet and outlet sides of a U-flow radiator reservoir. The hoses are joined to avoid the radiator, by means of an externally mounted valve assembly.
Dicho conjunto de válvula comprende una válvula que sobresale para penetrar en las mangueras, siguiendo una dirección sustancialmente ortogonal al flujo del líquido por las mangueras. Este sistema se ha concebido para aportar una derivación cuya capacidad variable depende del grado de penetración de la válvula en el tubo. Said valve assembly comprises a valve that protrudes to penetrate the hoses, following a direction substantially orthogonal to the flow of liquid through the hoses. This system is designed to provide a shunt whose variable capacity depends on the degree of penetration of the valve into the tube.
Otra solución aplicada en la industria del automóvil consiste en un tubo que conecta directamente entre sí las mangueras de entrada y de salida del radiador. El diámetro del tubo se selecciona para asegurar que la proporción de líquido que evita el radiador no perjudique el funcionamiento del sistema de refrigeración en su conjunto. Another solution applied in the automobile industry consists of a tube that directly connects the inlet and outlet hoses of the radiator. The diameter of the tube is selected to ensure that the proportion of liquid that avoids the radiator does not impair the operation of the cooling system as a whole.
El presente invento se basa en dicho concepto. The present invention is based on said concept.
Según el presente invento, se aporta un depósito de radiador para un radiador de flujo en U, comprendiendo el depósito de radiador una derivación interna aportada por un orificio y dotándose dicho orificio de una válvula que es accionable entre una posición abierta y otra cerrada, caracterizándose por el hecho de que la válvula va moldeada integralmente en el depósito de radiador. According to the present invention, a radiator tank is provided for a U-flow radiator, the radiator tank comprising an internal branch provided by a hole and said hole being provided with a valve that is operable between an open and a closed position, characterizing due to the fact that the valve is integrally molded in the radiator tank.
El depósito de radiador del presente invento también supera los problemas de distribución planteados por los sistemas de derivación externa conocidos. Debido a que un depósito de radiador según el invento tiene el mismo envolvente de empaquetadura que uno de flujo en U normal, el depósito de radiador del presente invento es totalmente retrocompatible y no plantea problema alguno de distribución que no se encontraría cualquier depósito de radiador normal. Asimismo, como el depósito puede fabricarse con los mismos utillajes, se evita la necesidad de dedicar sumas cuantiosas a este capítulo. The radiator reservoir of the present invention also overcomes the distribution problems posed by known external bypass systems. Because a radiator reservoir according to the invention has the same packing envelope as a normal U-flow one, the radiator reservoir of the present invention is fully backward compatible and does not pose any distribution problem that any normal radiator reservoir would not be found. . Also, as the deposit can be manufactured with the same tools, the need to devote large sums to this chapter is avoided.
El presente invento es totalmente a prueba de fallos porque, si la derivación se bloquea, el volumen de refrigerante que puede evitar el radiador disminuye y el radiador funcionaría como si careciera de derivación. En cambio, un fallo en el sistema descrito en JP-2005-325699 podría ocasionar la pérdida de líquido del sistema de refrigeración del motor. Esta circunstancia tiene un potencial sustancialmente superior para los costosos daños del motor que la cavitación en condiciones de mucha carga, porque el recalentamiento afecta a la totalidad del motor, incluido el sistema de refrigeración, en tanto que el daño por cavitación sólo ocurre dentro de la bomba del refrigerante. The present invention is totally fail-safe because, if the bypass is blocked, the volume of coolant that the radiator can avoid decreases and the radiator would function as if it lacked bypass. In contrast, a failure in the system described in JP-2005-325699 could result in the loss of fluid from the engine cooling system. This circumstance has a substantially higher potential for costly engine damage than cavitation under heavy loads, because overheating affects the entire engine, including the cooling system, while cavitation damage only occurs within the coolant pump
El depósito del radiador también puede comprender una placa de separación para dividir una porción de entrada y una de salida. La derivación puede disponerse en la placa de separación. The radiator reservoir can also comprise a separation plate for dividing an inlet and an outlet portion. The branch can be arranged in the separation plate.
La derivación interna dispuesta dentro del depósito del radiador del presente invento reduce considerablemente la complejidad del sistema del radiador en su conjunto. La modificación de una placa de separación existente para aportar la nueva función adicional de una derivación permite prescindir del tubo adicional y del espacio de empaquetadura relacionado que se emplea en JP-2005-325699. La disminución consiguiente de los componentes del conjunto del radiador también entraña una reducción de los posibles puntos de fallo. The internal shunt disposed within the radiator reservoir of the present invention considerably reduces the complexity of the radiator system as a whole. The modification of an existing separation plate to provide the new additional function of a branch allows the additional tube and related packing space used in JP-2005-325699 to be dispensed with. The consequent decrease in the components of the radiator assembly also entails a reduction of the possible points of failure.
La disposición de la derivación como orificio interno de la placa de separación tiene la ventaja de que la longitud de la derivación carece de importancia. Las dos soluciones técnicas comentadas comprenden derivaciones externas con una longitud de trayecto muy superior a la sección transversal del flujo, lo cual introduce una impedancia inherente al flujo, simplemente por causa de la longitud del tubo de derivación. Al disponerse la derivación en la placa de separación, la longitud efectiva de la derivación carece de importancia y la magnitud del flujo depende únicamente del área transversal del orificio. En consecuencia, el diámetro necesario de la abertura de la derivación es menor que el del tubo de derivación externo requerido en las soluciones técnicas anteriores para obtener el mismo efecto en la presión interna del sistema. The arrangement of the branch as an internal hole of the separation plate has the advantage that the length of the branch is unimportant. The two technical solutions discussed include external leads with a path length much greater than the cross section of the flow, which introduces an impedance inherent to the flow, simply because of the length of the bypass tube. When the branch is arranged in the separation plate, the effective length of the branch is unimportant and the magnitude of the flow depends solely on the cross-sectional area of the hole. Consequently, the necessary diameter of the branch opening is smaller than that of the external branch tube required in the previous technical solutions to obtain the same effect on the internal pressure of the system.
La derivación puede ser una abertura, y ésta puede ser circular. The branch can be an opening, and this can be circular.
Un orificio circular tiene la ventaja de realizarse muy fácilmente y con un alto nivel de certidumbre respecto al área transversal de la abertura resultante. Como alternativa, si la forma de la placa de separación impide obtener el área transversal mediante una abertura circular, podría crearse una abertura ovalada o poligonal para aportar el área transversal requerida sin rebasar las limitaciones impuestas por la placa de separación disponible. A circular hole has the advantage of being made very easily and with a high level of certainty with respect to the cross-sectional area of the resulting opening. Alternatively, if the shape of the separation plate prevents obtaining the cross-sectional area through a circular opening, an oval or polygonal opening could be created to provide the required cross-sectional area without exceeding the limitations imposed by the available separation plate.
La abertura de la derivación puede dotarse de una válvula accionable entre una posición abierta y otra cerrada. Es posible desviar la válvula a la posición cerrada. La válvula puede ser multicúspide o de láminas. The bypass opening can be provided with a valve that can be operated between an open and a closed position. It is possible to divert the valve to the closed position. The valve can be multicuspid or reed.
La disposición de una válvula dentro de la abertura contribuye a refinar más la premisa básica de la derivación interna. La válvula hace posible que el área transversal de la abertura cambie por efecto del diferencial de presión entre las porciones de entrada y salida del depósito del radiador. La válvula está normalmente cerrada para asegurar que el flujo a través de la derivación sólo tenga lugar cuando, de otro modo, podría producirse la cavitación. The arrangement of a valve inside the opening contributes to further refining the basic premise of the internal bypass. The valve makes it possible for the transverse area of the opening to change due to the pressure differential between the inlet and outlet portions of the radiator reservoir. The valve is normally closed to ensure that the flow through the bypass only occurs when, otherwise, cavitation could occur.
La válvula puede moldearse íntegramente en el depósito del radiador. The valve can be molded entirely in the radiator reservoir.
La válvula puede accionarse para abrirla cuando la diferencia de presión entre la porción de entrada y la de salida supere un nivel predeterminado. The valve can be operated to open it when the pressure difference between the inlet and the outlet portion exceeds a predetermined level.
El depósito del radiador también puede comprender un sensor que detecte la velocidad del motor, así como medios de control para regular la válvula cuando la diferencia de presión entre la porción de entrada y la de salida supere un nivel predeterminado de la velocidad detectada del motor. The radiator reservoir can also comprise a sensor that detects the engine speed, as well as control means for regulating the valve when the pressure difference between the inlet and the outlet portion exceeds a predetermined level of the detected engine speed.
A continuación se describirá detalladamente el presente invento, aunque sólo a modo de ejemplo y en relación con los dibujos adjuntos, en los cuales: The present invention will be described in detail below, although only by way of example and in relation to the accompanying drawings, in which:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema normal de radiador de flujo en U; Figure 1 is a perspective view of a normal U-flow radiator system;
La Figura 2 es una vista en perspectiva de un depósito de radiador según un primer ejemplo del presente invento; Figure 2 is a perspective view of a radiator reservoir according to a first example of the present invention;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una parte del depósito de radiador del presente invento que se muestra en la Figura 2; Figure 3 is a perspective view of a portion of the radiator reservoir of the present invention shown in Figure 2;
La Figura 4 es una vista en perspectiva de un depósito de radiador según un segundo ejemplo del presente invento; Figure 4 is a perspective view of a radiator reservoir according to a second example of the present invention;
La Figura 5 es una vista de frente de una válvula dispuesta dentro de un depósito de radiador según el segundo ejemplo del presente invento; Figure 5 is a front view of a valve disposed within a radiator reservoir according to the second example of the present invention;
La Figura 6 es una vista transversal de la válvula que se muestra en la Figura 5; Figure 6 is a cross-sectional view of the valve shown in Figure 5;
Las Figuras 7a y 7b son diagramas esquemáticos de los diferenciales de presión en un depósito de radiador según el segundo ejemplo del presente invento; y Figures 7a and 7b are schematic diagrams of the pressure differentials in a radiator tank according to the second example of the present invention; Y
La Figura 8 es una representación gráfica de las características de presión y flujo de un sistema de radiador. Figure 8 is a graphic representation of the pressure and flow characteristics of a radiator system.
La Figura 1 presenta un sistema normal de radiador de flujo en U 10. El sistema de radiador 10 comprende un núcleo 11 y dos cofias o depósitos 12, 13. El depósito 13 se divide en dos porciones: una porción de entrada 16 y una de salida Figure 1 shows a normal U-flow radiator system 10. The radiator system 10 comprises a core 11 and two cores or reservoirs 12, 13. The reservoir 13 is divided into two portions: an inlet portion 16 and one of exit
17. Las porciones de entrada y salida 16, 17 están divididas por una placa de separación 18. Las porciones de entrada y salida 16, 17 disponen de protuberancias de entrada 14 y salida 15 respectivas. Durante la utilización, se acoplan mangueras (no aparecen en la imagen) a las protuberancias de entrada y salida 14, 15. El flujo normal a través del sistema es como sigue: el líquido penetra en la porción de entrada 16 del depósito 13 a través de la protuberancia de entrada 14. A continuación, el líquido penetra en el núcleo 11 y sigue el trayecto en forma de U señalado por las flechas de la Figura 1. Acto seguido, para abandonar el sistema 10, el líquido pasa desde el núcleo 11 al interior de la porción de salida 17 del depósito 13 y sale por la protuberancia de salida 15. 17. The input and output portions 16, 17 are divided by a separation plate 18. The input and output portions 16, 17 have respective input and output protuberances 14. During use, hoses (not shown in the image) are coupled to the inlet and outlet protuberances 14, 15. The normal flow through the system is as follows: the liquid penetrates the inlet portion 16 of the reservoir 13 through of the inlet protuberance 14. Next, the liquid penetrates the core 11 and follows the U-shaped path indicated by the arrows of Figure 1. Then, to leave the system 10, the liquid passes from the core 11 into the outlet portion 17 of the tank 13 and exits through the exit boss 15.
En la Figura 2 se aprecia un depósito 23 según un primer ejemplo del presente invento. El depósito 23 se divide en la porción de entrada 26 y la porción de salida 27 y cuenta con protuberancias de entrada y salida 24, 25 similares a las de la Figura 1. A reservoir 23 according to a first example of the present invention is shown in Figure 2. The reservoir 23 is divided into the inlet portion 26 and the outlet portion 27 and has inlet and outlet protuberances 24, 25 similar to those in Figure 1.
El depósito 23 también cuenta con una placa de separación 28 entre la porción de entrada 26 y la porción de salida 27. La placa de separación 27 tiene una abertura 21 que actúa a modo de derivación y permite que el líquido fluya directamente entre la porción de entrada 26 y la porción de salida 27, evitando así el paso por el núcleo del sistema del radiador. The reservoir 23 also has a separation plate 28 between the inlet portion 26 and the outlet portion 27. The separation plate 27 has an opening 21 that acts as a bypass and allows the liquid to flow directly between the portion of inlet 26 and outlet portion 27, thus preventing passage through the core of the radiator system.
La Figura 3 presenta una vista en perspectiva del depósito de radiador 23, centrada en la placa de separación 28. La abertura de derivación 21 que permite la circulación del líquido entre la porción de entrada 26 y la porción de salida 27 es sustancialmente circular. Figure 3 presents a perspective view of the radiator reservoir 23, centered on the separation plate 28. The bypass opening 21 which allows the circulation of the liquid between the inlet portion 26 and the outlet portion 27 is substantially circular.
El ejemplo del presente invento ilustrado en las Figuras 2 y 3 puede montarse sin alteración alguna del utillaje normal necesario. La abertura de la Figura 3 es sustancialmente circular y tiene la ventaja de que puede maquinarse fácilmente y con un alto nivel de certidumbre respecto al área transversal de la abertura resultante. No obstante, en un ejemplo alternativo del presente invento (que no aparece en las Figuras) la forma de la abertura podría seleccionarse entre una diversidad de óvalos, elipses o polígonos, para utilizar con máxima eficacia el área disponible de la placa de separación The example of the present invention illustrated in Figures 2 and 3 can be mounted without any alteration of the necessary normal tooling. The opening of Figure 3 is substantially circular and has the advantage that it can be easily machined and with a high level of certainty with respect to the cross-sectional area of the resulting opening. However, in an alternative example of the present invention (which does not appear in the Figures) the shape of the opening could be selected from a variety of ovals, ellipses or polygons, to use the available area of the separation plate with maximum efficiency
28. 28.
El tamaño del orificio se selecciona buscando un compromiso entre el rendimiento del radiador y la reducción de la presión interna del sistema, necesaria para evitar el inicio de la cavitación. En la práctica, un orificio circular de 8 mm de diámetro ofrece un equilibrio correcto entre estos dos criterios. Un orificio de este tamaño permite derivar aproximadamente 150 litros de líquido por hora, a un régimen óptimo predeterminado de rotación del motor. El tamaño óptimo del orificio dependerá de la distribución del sistema en su conjunto y del equilibrio entre la reducción de presión necesaria y la aportación efectiva del radiador al conjunto del sistema de refrigeración del motor. The hole size is selected looking for a compromise between the radiator performance and the reduction of the internal pressure of the system, necessary to avoid the start of cavitation. In practice, a circular hole 8 mm in diameter offers a correct balance between these two criteria. An orifice of this size allows approximately 150 liters of liquid to be derived per hour, at a predetermined optimum engine rotation rate. The optimum hole size will depend on the distribution of the system as a whole and the balance between the necessary pressure reduction and the effective contribution of the radiator to the engine cooling system as a whole.
Las figuras anteriores se refieren a un radiador de coche. No obstante, un técnico en la materia apreciará que este invento también podría aplicarse a cualquier motocicleta o vehículo mayor que utilice un radiador de flujo en U, aunque sería preciso adaptar el tamaño de la abertura. En la industria de la automoción hay familias de tamaños de núcleo, todas ellas provistas de un depósito de radiador del mismo tamaño. Los ejemplos de las figuras anteriores se refieren a un núcleo pequeño con un grosor de 16 a 20 mm. Un núcleo de radiador más grande puede tener un grosor entre 27 y 35 mm. Para esta gama se aporta un solo tamaño de depósito con una abertura cuyo diámetro tendría normalmente alrededor de 30 mm. The previous figures refer to a car radiator. However, a person skilled in the art will appreciate that this invention could also be applied to any motorcycle or larger vehicle that uses a U-flow radiator, although the size of the opening would have to be adapted. In the automotive industry there are families of core sizes, all of which have a radiator tank of the same size. The examples in the previous figures refer to a small core with a thickness of 16 to 20 mm. A larger radiator core may have a thickness between 27 and 35 mm. For this range a single tank size is provided with an opening whose diameter would normally be around 30 mm.
En lugar de una sola abertura, podrían utilizarse varias para aprovechar al máximo el espacio de empaquetadura disponible. Instead of a single opening, several could be used to make the most of the available packing space.
Las Figuras 4 a 7 muestran un segundo ejemplo del presente invento. El depósito 43 se divide en una porción de entrada 46 y una de salida 47. El depósito también cuenta con protuberancias de entrada y salida 44, 45 similares a las de la Figura 1. Figures 4 to 7 show a second example of the present invention. The tank 43 is divided into an inlet portion 46 and an outlet portion 47. The tank also has inlet and outlet protuberances 44, 45 similar to those in Figure 1.
Asimismo, el depósito 43 tiene una placa de separación 48. La placa de separación 48 tiene una abertura 41 que, como la abertura 21 de las Figuras 2 y 3, actúa a modo de derivación y permite que el líquido fluya directamente entre la porción de entrada 46 y la porción de salida 47, evitando así el paso por el núcleo del sistema del radiador. La abertura 41 se cierra parcialmente con una válvula de control 42. La válvula 42 se presenta con más detalle en las Figuras 5 y 6. Also, the reservoir 43 has a separation plate 48. The separation plate 48 has an opening 41 which, like the opening 21 of Figures 2 and 3, acts bypass and allows the liquid to flow directly between the portion of inlet 46 and outlet portion 47, thus preventing passage through the core of the radiator system. The opening 41 is partially closed with a control valve 42. The valve 42 is presented in more detail in Figures 5 and 6.
La Figura 5 muestra una vista de frente de la válvula 42 de la Figura 4. La válvula 42 es una válvula multicúspide consistente en un reborde exterior 49 y una porción interior 50, dividida en seis segmentos 51. Figure 5 shows a front view of the valve 42 of Figure 4. The valve 42 is a multicuspid valve consisting of an outer flange 49 and an inner portion 50, divided into six segments 51.
Como puede apreciarse con máxima claridad en la Figura 6, el reborde exterior 49 tiene una sección transversal en U para que pueda unirse a presión con el borde de la abertura 41. El grosor de la porción interior 50 es considerablemente menor que el del reborde exterior 49. Como la válvula 42 es simétrica, las piezas a ambos lados de la placa de separación 48 son idénticas y la porción interior 50 queda normalmente alineada con la placa de separación 48. As can be seen most clearly in Figure 6, the outer flange 49 has a U-shaped cross section so that it can be pressurized with the edge of the opening 41. The thickness of the inner portion 50 is considerably smaller than that of the outer flange 49. Since the valve 42 is symmetrical, the parts on both sides of the separation plate 48 are identical and the inner portion 50 is normally aligned with the separation plate 48.
Cuando el diferencial de presión a través de la placa de separación 48 supera un valor liminar predeterminado, los seis segmentos 51 de la porción interior 50 se flexionan para permitir la comunicación del líquido entre la porción de entrada 46 y la porción de salida 47. El incremento progresivo del diferencial de presión va aumentando la flexión de los segmentos 51 y ampliando el área transversal de la abertura de derivación, para que el líquido circule entre la porción de entrada 46 y la porción de salida 47. When the pressure differential across the separation plate 48 exceeds a predetermined limit value, the six segments 51 of the inner portion 50 flex to allow the liquid to communicate between the inlet portion 46 and the outlet portion 47. The Progressive increase of the pressure differential increases the flexion of the segments 51 and widens the cross-sectional area of the bypass opening, so that the liquid circulates between the inlet portion 46 and the outlet portion 47.
La flexión de los segmentos 51 se muestra esquemáticamente en las Figuras 7a y 7b. La Figura 7a presenta los segmentos 51 en su posición sin detectar. Ésta es la configuración que cabría esperar durante el funcionamiento normal del motor y también cuando está inactivo. Cuando las condiciones de carga elevada hacen que el diferencial de presión entre la porción de entrada 46 y la porción de salida 47 supere el valor liminar predeterminado, los segmentos 51 se flexionan como se aprecia en la Figura 7B para permitir la circulación del líquido directamente entre la porción de entrada 46 y la porción de salida 47, evitando de este modo el paso por el núcleo del radiador. The flexion of segments 51 is shown schematically in Figures 7a and 7b. Figure 7a shows the segments 51 in their undetected position. This is the configuration that would be expected during normal engine operation and also when idle. When the high load conditions cause the pressure differential between the inlet portion 46 and the outlet portion 47 to exceed the predetermined boundary value, the segments 51 are flexed as seen in Figure 7B to allow the circulation of liquid directly between the inlet portion 46 and the outlet portion 47, thereby preventing passage through the radiator core.
El valor liminar predeterminado en que los segmentos 51 se desplazan para abrir la válvula 42 se determina, al menos en parte, por la opción del material para la válvula 42. Normalmente se trata de un material de caucho, aunque puede considerarse apropiado el uso de polímeros o metales. El grosor y el material elegido para los segmentos 51 aportan un parámetro de afinaje adicional para el sistema, porque la rigidez de los segmentos 51 dicta la velocidad de apertura de la válvula 42 cuando se alcanza la presión liminar. The predetermined limit value in which the segments 51 move to open the valve 42 is determined, at least in part, by the choice of the material for the valve 42. Normally it is a rubber material, although the use of polymers or metals. The thickness and the material chosen for the segments 51 provide an additional tuning parameter for the system, because the stiffness of the segments 51 dictates the opening speed of the valve 42 when the limiting pressure is reached.
En la forma de realización ilustrada, el diámetro óptimo de la abertura circular aportada cuando la válvula 42 se halla en su configuración totalmente abierta suele oscilar entre 10 y 20 mm. Sin embargo, como ya se ha explicado en relación con el ejemplo de la abertura simple del presente invento, el diámetro óptimo dependerá de varios criterios, aparentemente contradictorios. In the illustrated embodiment, the optimum diameter of the circular opening provided when the valve 42 is in its fully open configuration usually ranges from 10 to 20 mm. However, as already explained in relation to the example of the simple opening of the present invention, the optimum diameter will depend on several seemingly contradictory criteria.
En el ejemplo del presente invento referido a una válvula, el límite superior del tamaño de la válvula guarda relación con el tamaño de la propia placa de separación. La placa de separación 48 cuenta con una junta de caucho que sujeta el depósito 43 al núcleo 11. Esta junta suele formar una tira de 5 mm alrededor del borde de la placa de separación. En consecuencia, el límite superior establecido para el área de la válvula 42 es el área de la placa de separación 48, menos la banda de aproximadamente 5 mm cubierta por la tira de cierre. In the example of the present invention relating to a valve, the upper limit of the size of the valve is related to the size of the separation plate itself. The separation plate 48 has a rubber seal that holds the tank 43 to the core 11. This joint usually forms a 5 mm strip around the edge of the separation plate. Consequently, the upper limit established for the area of the valve 42 is the area of the separation plate 48, minus the approximately 5 mm band covered by the closure strip.
Aunque el ejemplo del presente invento ilustrado en las Figuras 4 a 7 utiliza una válvula multicúspide, podrían utilizarse otros tipos de válvula. Por ejemplo, una válvula de láminas ofrecería la ventaja de impedir el reflujo del líquido entre la porción de salida 47 y la porción de entrada 46. Otra ventaja de una válvula de láminas es que podría moldearse íntegramente en el depósito 42. Although the example of the present invention illustrated in Figures 4 to 7 uses a multicuspid valve, other types of valves could be used. For example, a reed valve would offer the advantage of preventing the backflow of the liquid between the outlet portion 47 and the inlet portion 46. Another advantage of a reed valve is that it could be molded entirely into the reservoir 42.
En los dos ejemplos expuestos del presente invento, la derivación permite que un pequeño porcentaje del líquido fluya directamente entre la porción de entrada del depósito del radiador y la porción de salida. El resultado de derivar este pequeño porcentaje a través de la abertura de la placa de separación es un aumento del flujo de líquido a la bomba y la ausencia de cavitación. In the two exposed examples of the present invention, the shunt allows a small percentage of the liquid to flow directly between the inlet portion of the radiator reservoir and the outlet portion. The result of deriving this small percentage through the opening of the separation plate is an increase in the flow of liquid to the pump and the absence of cavitation.
El diámetro de la abertura 21 y el valor liminar para la válvula 42 se seleccionan respecto a un gráfico de bomba del tipo que se muestra esquemáticamente en la Figura 8. Cada arco del diagrama es una línea de la presión (ordenadas) contra el flujo (abscisas). Cada arco representa una velocidad de rotación diferente del motor. Los más próximos al origen representan velocidades menores. La caída de presión en todo el sistema de refrigeración del motor se representa gráficamente por medio de la curva T. Cuando la caída de presión a través de la bomba aumenta, también lo hace el riesgo de cavitación. El umbral de presión en que la válvula 42 debe empezar a abrirse se establece en la intersección del arco del flujo de presión a una velocidad preferida del motor (3000 rpm, en este ejemplo) con la caída de presión total. The diameter of the opening 21 and the limit value for the valve 42 are selected with respect to a pump graph of the type shown schematically in Figure 8. Each arc of the diagram is a line of the pressure (ordered) against the flow ( abscissa). Each arc represents a different rotation speed of the motor. Those closest to the origin represent lower speeds. The pressure drop across the engine cooling system is plotted by the T curve. When the pressure drop across the pump increases, so does the risk of cavitation. The pressure threshold at which the valve 42 should begin to open is set at the intersection of the pressure flow arc at a preferred engine speed (3000 rpm, in this example) with the total pressure drop.
En otro ejemplo del presente invento (que no se muestra), el umbral de apertura de la válvula varía en función de la velocidad del motor y de la caída de presión a través del sistema de refrigeración. Esta característica permite establecer el umbral de apertura de la válvula en la intersección de cualquiera de los arcos correspondientes a diferentes velocidades del motor con la curva de caída de presión total de la Figura 8. De este modo, la válvula no puede abrirse prematuramente cuando el motor funciona a gran velocidad. In another example of the present invention (not shown), the opening threshold of the valve varies depending on the engine speed and the pressure drop through the cooling system. This feature allows the valve opening threshold to be established at the intersection of any of the arcs corresponding to different engine speeds with the total pressure drop curve of Figure 8. In this way, the valve cannot open prematurely when the Engine runs at high speed.
Claims (6)
- 2. 2.
- El depósito de radiador según la reivindicación 1, que también comprende una placa de separación para dividir una porción de entrada y una porción de salida, disponiéndose la derivación en la placa de separación. The radiator reservoir according to claim 1, which also comprises a separation plate for dividing an inlet portion and an outlet portion, the branch being arranged in the separation plate.
- 3. 3.
- El depósito de radiador según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la válvula se desvía a la posición cerrada. The radiator reservoir according to claim 1 or claim 2, wherein the valve is diverted to the closed position.
- 5. 5.
- El depósito de radiador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la válvula puede accionarse para abrirla cuando la diferencia de presión entre la porción de entrada y la de salida supere un nivel predeterminado. The radiator tank according to any of the preceding claims, wherein the valve can be operated to open it when the pressure difference between the inlet and the outlet portion exceeds a predetermined level.
- 6. 6.
- El depósito del radiador según la reivindicación 5, que también comprende un sensor para detectar la velocidad The radiator reservoir according to claim 5, which also comprises a sensor for detecting the speed
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