SU1744283A1

SU1744283A1 - Internal combustion engine cooling system thermostat

Info

Publication number: SU1744283A1
Application number: SU904881120A
Authority: SU
Inventors: Адик Михайлович Божок; Николай Николаевич Клевцов; Анна Дмитриевна Божок
Original assignee: Bozhok Adik M; Klevtsov Nikolaj N; Bozhok Anna D
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1992-06-30

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к двигателестроению, а именно к устройствам, ускор ющим прогрев рабочей жидкости в системе охлаждени двигател внутреннего сгорани и автоматически поддерживающим ее температуру в заданных пределах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, namely to devices that accelerate the heating of the working fluid in the cooling system of an internal combustion engine and automatically maintain its temperature within the specified limits.

Известен термостат системы жидкостного охлаждени дл двигател внутреннего сгорани , содержащий основной клапан, в седле которого выполнен перепускной канал , и дополнительный клапан, размещенный в канале и выполненный в виде термобаллона.A thermostat of a liquid cooling system for an internal combustion engine is known, which contains a main valve, in the saddle of which a bypass channel is made, and an additional valve placed in the channel and made in the form of a thermal bulb.

Недостатком известного термостата вл ютс низкие динамические показатели автоматического регулировани температуры жидкости в системе охлаждени двигател внутреннего сгорани .A disadvantage of the known thermostat is the low dynamic performance of the automatic control of the temperature of the liquid in the cooling system of the internal combustion engine.

Цель изобретени - улучшение динамических показателей.The purpose of the invention is to improve the dynamic performance.

Указанна цель достигаетс тем, что термостат обеспечивает автоматическое регулирование температуры рабочей жидкости по сигналам, пропорциональным как изменению температуры, так и скорости ее изменени , Дл этого термостат, содержащий корпус, основной сильфов, жестко св занный одним торцом с корпусом, а другим - с подвижным фланцем, имеющим дросселирующее отверстие, вспомогательный клала н со штоком и основной клапан, дополнительно снабжаетс наружным силь- фоном, охватывающим основной сильфон и установленным с возможностью образовани между ними полости, заполненной текучей средой, вспомогательным и внутренним , размещенным в последнем, силь- фонами с первым и вторым контактными торцами и средним подвижным фланцем с осевой т гой, причем первые контактные торцы соответственно вспомогательного и внутреннего сильфонов подсоединены к вспомогательному клапану, второй контактный торец вспомогательного сильфона св зан с подвижным фланцем, средний подвижный фланец подключен с одной стороны к второму контактному торцу внутреннего сильфона, а с другой - к подвижному фланцу посредством осевой т ги.This goal is achieved by the fact that the thermostat provides automatic regulation of the temperature of the working fluid according to signals proportional to both the temperature change and the rate of its change. For this, the thermostat comprising the body, the main bellows is rigidly connected with one end of the body with a flange having a throttling hole, an auxiliary valve with a stem and a main valve, is additionally supplied with an outer bellows covering the main bellows and with between them there are cavities filled with a fluid medium, auxiliary and internal, located in the latter, bellows with the first and second contact ends and a middle movable flange with axial thrust, with the first contact ends of the auxiliary and internal bellows respectively connected to the auxiliary valve, the second the contact end of the auxiliary bellows is connected to the movable flange, the middle movable flange is connected on one side to the second contact end of the inner bellows, and on the other to the movable Lanz by an axial thrust.

Така конструкци термостата приводит к тому, что при резком изменении температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател температура легкокип щей жидкости в основном сильфоне, из-за наличи между ним и наружным силь- фоном текущей среды с меньшим коэффициентом теплопроводности, будет измен тьс медленнее, чем во вспомогательном сильфоне, обуславлива в последнем более интенсивное изменение давлени . В результате вспомогательный клапан будет перемещатьс на величину, пропорциональную изменению температуры рабочей жидкости в системе охлаждени . Кроме того, из-за отличающегос давлени легкокип щей жид кости в основном сильфоне его подвижный фланец будет перемещатьс со сравнительно меньшей скоростью, чемSuch a thermostat design leads to the fact that with an abrupt change in the temperature of the working fluid in the engine cooling system, the temperature of the easy boiling fluid, mainly the bellows, will change more slowly than the current medium with a lower heat conduction coefficient in the auxiliary bellows, the latter causes a more intense pressure change. As a result, the auxiliary valve will move by an amount proportional to the change in the temperature of the working fluid in the cooling system. In addition, due to the varying pressure of the light boiling liquid in the main bellows, its movable flange will move at a relatively slower speed than

0 вспомогательный клапан, задержива при этом через осевую т гу средний подвижный фланец, повыша во вспомогательном сильфоне давление легкокип щей жидкости еще на дополнительную величину, обеспечива 0 auxiliary valve, delaying the middle movable flange through the axial thrust, increasing the pressure of the light boiling liquid in the auxiliary bellows by an additional amount, providing

5 вспомогательному клапану дополнительное перемещение, пропорциональное скорости изменени температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател .5 to the auxiliary valve an additional displacement proportional to the rate of change of the working fluid temperature in the engine cooling system.

Таким образом, в переходном процессеSo in the transition process

0 изменени температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател перемещение как вспомогательного, так и основного клапанов будет состо ть из двух перемещений: первого перемещени , пропорцио5 нального изменению температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател , и второго перемещени , пропорционального скорости ее изменени .0 changes in the temperature of the working fluid in the engine cooling system, the movement of both the auxiliary and main valves will consist of two movements: the first movement proportional to the change in the temperature of the working liquid in the engine cooling system, and the second movement proportional to the speed of its change.

8 случае стабилизации температуры ра0 бочей жидкости в системе охлаждени выравниваютс температура и давление легкокип щей жидкости в основном и вспомогательном сильфонах. В результате по- движный-фланец и вспомогательный клапанIn case of stabilizing the temperature of the working fluid in the cooling system, the temperature and pressure of the light boiling fluid in the main and auxiliary bellows are equalized. The result is a movable flange and auxiliary valve

5 займут исходное положение, измен при этом объем полости вспомогательного сильфона и давление в нем легкокип щей жидкости на величину, пропорциональную составл ющей скорости изменени темпе0 ратуры охлаждающей жидкости. Это обуславливает исчезновение скоростной составл ющей перемещени вспомогательного клапана и он будет находитьс в положении , соответствующем перемещению,5 will take the initial position, changing the volume of the cavity of the auxiliary bellow and the pressure of the light boiling liquid in it by an amount proportional to the component of the rate of change of the coolant temperature. This causes the velocity component of the movement of the auxiliary valve to disappear and it will be in the position corresponding to the movement

5 пропорциональному только изменению температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател .5 is proportional only to the change in the temperature of the working fluid in the engine cooling system.

При медленном изменении теплового состо ни охлаждающей жидкости в двига0 теле исполнительные клапаны термостата будут перемещатьс под действием сигналов , пропорциональных только изменению ее температуры.With a slow change in the thermal state of the coolant in the engine, the thermostat actuating valves will move under the action of signals proportional only to the change in its temperature.

На чертеже показан термостат, разрез.The drawing shows a thermostat, a cut.

5 Термостат содержит корпус 1, с которым жестко св заны одними торцами OCHOD- ной 2 и наружный 3 сильфоны, а другие торцы их - с подвижным фланцем 4. Фланец 4 св зан с вторым контактным торцом вспомогательного сильфона 5, первый контактный торец которого подсоединен к вспомогательному клапану 6 и к полому штоку 7 с основным клапаном 8. С клапаном б первым контактным торцом также св зан расположенный внутри вспомогательного сильфона 5 внутренний сильфон 9, другой торец которого подключен с одной стороны к среднему подвижному фланцу 10, а с другой - к подвижному фланцу 10 посредством осевой т ги И подвижный фланец 4.5 The thermostat includes a housing 1, which are rigidly connected with one end of the OCHOD 2 and the outer 3 bellows, and the other end of them with a movable flange 4. Flange 4 is connected with the second contact end of the auxiliary bellows 5, the first contact end of which is connected to the auxiliary valve 6 and the hollow rod 7 with the main valve 8. The first end face inside the auxiliary bellows 5 is also connected to the valve b, the inner bellows 9, the other end of which is connected on one side to the middle movable flange 10, and on the other to the movable flange 10 by means of axial ti gi And the movable flange 4.

Полость а, образованна основным 2 и наружным 3 сильфонами, корпусом 1 и подвижным фланцем 4, заполнена текучей средой (например, воздухом или другим веществом ), коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок сильфонов.The cavity a, formed by the main 2 and outer 3 bellows, the housing 1 and the movable flange 4, is filled with a fluid medium (for example, air or another substance) whose thermal conductivity is less than the thermal conductivity of the material of the bellows walls.

Полость Ь, образованна основным сильфоном 2 корпусом 1 и подвижным фланцем 4, а также полость с, образованна подвижным фланцем 4, средним подвижным фланцем 10, вспомогательным 5, внутренним сильфоном 9 и вспомогательным бклапаном 6, заполнены легкокип щей жидкостью.The cavity b formed by the main bellows 2 by the case 1 and the movable flange 4, and also the cavity c formed by the movable flange 4, the middle movable flange 10, the auxiliary 5, the inner bellows 9 and the auxiliary bclan 6, are filled with light boiling liquid.

Дн пр мого и обратного перепуска легкокип щей жидкости из полости b в полость с, обеспечивающего при стабилизации теплового состо ни рабочей жидкости в системе охлаждени двигател исчезновение с определенной быстротой составл ющей перемещени клапанов, пропорциональной скорости изменени температуры, в подвижном ф/анце 4 выполнено дросселирующее отверстие 12The direct and reverse bypass of the easy boiling fluid from cavity b to cavity c, which ensures that when the thermal state of the working fluid in the engine cooling system stabilizes, the disappearance with a certain speed of the valve movement component proportional to the rate of temperature change in the moving f / ance 4 is throttled hole 12

Термостат работает следующим образом .The thermostat works as follows.

При резком повышении температуры рабочей жидкости Б системе охлаждени двигател , обусловленном, например, рез- ким увеличением прикладываемой к нему внешней нагрузки, из-за наличи термического сопротивлени среды в полости а нагрев легкокипчщей жидкости а следовательно , ее давление в основном сильфоне 2 будут нарастать медленнее, чем в полости с вспомогательного сильфона 5.With a sharp increase in the temperature of the working fluid B to the engine cooling system, due, for example, to a sharp increase in the external load applied to it, due to the presence of thermal resistance of the medium in the cavity and the heating of boiling liquid and, therefore, its pressure in the main bellows 2 will increase more slowly than in the cavity with the auxiliary bellows 5.

В результате повышени давлени в сильфоне 5 вспомогательный клапан 6 будет перемещатьс вверх с определенной скоростью и на величину, пропорциональную изменению (емпературы рабочей жидкости в системе охлаждени двигател . При этом из-за низшего давлени легкокип щей жидкости в сильфоне 2 подвижный фланец 4 будет перемещатьс также вверх, но со сравнительно меньшей скоростью, чем вспомогательный клапан 6, придержива через осевую т гу 11 средний подвижный фланец 10 и одновременно повыша в сильфоне 3 давление легкокип щей жидкости еще на дополнительную величину, тем самым обеспечива вспомогательному клапану 6 дополнительное перемещение, которое пропорционально скорости изменени температуры рабочей жидкости в системе ох- лажденич двигател .As a result of the increase in pressure in the bellows 5, the auxiliary valve 6 will move upwards with a certain speed and by an amount proportional to the change (temperature of the working fluid in the engine cooling system. At the same time, due to the lower pressure of boiling liquid in the bellows 2, the movable flange 4 will also move upward, but at a comparatively slower speed than the auxiliary valve 6, holding the middle movable flange 10 through the axial pull 11 and at the same time increasing the pressure of the light boiling fluid in the bellows 3 by another an additional value, thereby providing the auxiliary valve 6 with an additional displacement, which is proportional to the rate of change of the working fluid temperature in the engine cooling system.

Таким образом, в переходном процессе повышени температуры охлаждающей рабочей жидкости перемещение как вспомогательного 6, так и основного 7 клапанов будет состо ть из двух перемещений - первого перемещени , вызванного повышением температуры, и второго перемещени , вызванного скоростью повышени температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател .Thus, in a transition process of raising the temperature of the cooling working fluid, the movement of both the auxiliary 6 and the main 7 valves will consist of two movements — the first movement caused by the temperature rise and the second movement caused by the rate of increase of the working fluid temperature in the engine cooling system.

По мере выравнивани температуры легкокип щей жидкости, обусловленного стабилизацией теплового режима двигател , а следовательно, ее давлени в основном 2 и вспомогательном 5 сильфонах рассто ние между подвижным фланцем 4 и вспомогательным клапаном 6 уменьшитс В результате подвижный 4 и средний подвижный 10 фланцы подымутс , увеличива при этом объем полости с и одновременно уменьша давление наход щейс в ней легкокип щей жидкости на величину, обеспечивающую исчезновение составл ющей перемещени вспомогательного 6 и основ ного 3 клапанов, пропорциональной сгоро- сти повышени температуры, и которые t установившемс тепловом режиме займут положение, соответствующее перемещению , пропорциональному только повышению температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател .As the temperature of the light-boiling liquid is equalized, due to stabilization of the thermal mode of the engine and, consequently, its pressure is mainly 2 and the auxiliary 5 bellows, the distance between the movable flange 4 and the auxiliary valve 6 will decrease. As a result, the movable 4 and the average movable 10 flanges will rise, This is the volume of the cavity with and at the same time reducing the pressure of the light boiling liquid in it by an amount which ensures the disappearance of the displacement component of the auxiliary 6 and the main 3 cells. Pans proportional sgoro- STI temperature increase, and t are steady thermal conditions will occupy the position corresponding to the movement, only a proportional increase in the fluid temperature of the engine cooling system.

В случае резкого понижени температуры рабочей жидкости в системе охлажде ни , обусловленного, напри-мер, резким уменьшением прикладываемой к двигателю внешней нагрузки, термостат будет работать аналогично, с той лишь разницей, что выходные перемещени его подвижных деталей будут направлены в противоположную сторону. По мере выравнивани температуры и давлени кип щей жидкости в основном 2 и вспомогательном 5 сильфонах , происходи исчезновение составл ющей перемещени как вспомогательного 6, так и основного 8 клапанов, пропорциональной скорости снижени температуры, и тогда клапаны 6 и 8 будут находитьс в положении, соответствующем перемещению , пропорциональному только снижению температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател .In case of a sharp decrease in the temperature of the working fluid in the cooling system, caused, for example, by a sharp decrease in the external load applied to the engine, the thermostat will work similarly, with the only difference that the output movements of its moving parts will be directed in the opposite direction. As the temperature and pressure of the boiling fluid mainly 2 and auxiliary 5 bellows equalize, the movement component of both auxiliary 6 and main 8 valves disappears, which is proportional to the rate of decrease in temperature, and then valves 6 and 8 will be in the position corresponding to movement proportional only to lowering the temperature of the working fluid in the engine cooling system.

В случае медленного повышени температуры рабочей жидкости в системе охлаждени , также будут медленно увеличиватьс нагрев и давление легкокип щей жидкости в сильфонах 2 и 5, что обуславливает перемещение подвижного фланца 4 и вспомогательного клапана 6 с одинаковой скоростью и на одинаковую величину. В этом случае термостат будет работать по сигналам, пропорциональным только повышению температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждени двигател .In the case of a slow increase in the temperature of the working fluid in the cooling system, the heating and pressure of the light boiling fluid in the bellows 2 and 5 will also increase slowly, which causes movement of the movable flange 4 and the auxiliary valve 6 at the same speed and the same amount. In this case, the thermostat will operate according to signals proportional only to the increase in the temperature of the coolant in the engine cooling system.

В случае медленного снижени температуры , перемещени вспомогательного 6 и основного 8 клапанов будут осуществл тьс в обратном направлении по сигналам, пропорциональным только уменьшению температуры рабочей жидкости в системе охлаждени двигател .In the case of a slow decrease in temperature, the movement of the auxiliary 6 and the main 8 valves will be carried out in the opposite direction according to signals proportional only to a decrease in the temperature of the working fluid in the engine cooling system.

Использование термостата позвол ет повысить точность автоматического поддержани оптимального теплового состо ни двигател внутреннего сгорани особенно при работе в услови х резко переменных нагрузок , что, s свою очередь, повышает надежность , а также эксплуатационные показатели,The use of a thermostat makes it possible to increase the accuracy of automatically maintaining the optimum thermal state of an internal combustion engine, especially when operating under conditions of sharply variable loads, which, in turn, increases reliability as well as operating performance,

Claims

Invention Formula

Thermostat of the cooling system of an internal combustion engine, containing

a body, a main sylph, rigidly connected with one end to the body and the other with a movable flange having a throttling hole, an auxiliary valve with a stem and a main valve connected through a stem with an auxiliary one, characterized in that provided with an outer bellows covering the main bellows and installed with the possibility of formation between them a cavity filled with a fluid medium, auxiliary and internal, located in the latter, bellows with the first and second contacts tanging ends and middle movable flange with axial thrust, with the first contact ends of the auxiliary and internal bellows respectively connected to the auxiliary valve, the second contact end of the auxiliary bellows connected to the movable flange, the middle movable flange connected to the second contact end of the inner bellows on one side and with

the other to the movable flange by means of axial cable gi.