專利名稱：溫度調(diào)節(jié)閥組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于在設(shè)置有散熱器的內(nèi)燃機(ICE)中的冷卻系統(tǒng)中使用的溫度調(diào)節(jié)閥組件。
背景技術(shù)：
已知內(nèi)燃機的燃燒和污染物排放在冷的環(huán)境中變得更糟。由于長的時間，為了降低熱車時間，ICE的冷卻系統(tǒng)裝備有溫度調(diào)節(jié)閥，以將散熱器排除在外，從而發(fā)動機直到存儲在其中的水達到諸如約90° C的目標溫度時才被冷卻。在汽車領(lǐng)域中一般使用的已知的溫度調(diào)節(jié)閥的功能核心是溫度調(diào)節(jié)膨脹元件，諸如經(jīng)由活塞連接至主閥板且被彈簧縮短的蠟元件。蠟元件必須一直被來自發(fā)動機的溫水濕潤。在目標溫度附近時，蠟將其狀態(tài)從固態(tài)變動至液態(tài)，并同時擴展其體積，推動活塞并打 開閥。彈簧保持閥閉合，直至達到目標溫度。為了改進閥的表現(xiàn)，已知使用電加熱器直接作用在蠟上。在溫度調(diào)節(jié)裝置的第一開口處，存儲在散熱器中的水比在發(fā)動機中循環(huán)的水要冷得多(高達At>110°C)。因此，當來自散熱器的冷水遇見蠟元件時，溫度調(diào)節(jié)裝置開始非常迅速地關(guān)閉。由于來自發(fā)動機的熱水造成的溫度的連續(xù)增加使得溫度調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生新的開口，從而冷水開始再次流入發(fā)動機。溫度調(diào)節(jié)裝置的該不穩(wěn)定的表現(xiàn)造成了溫度的不穩(wěn)定，直至達到了熱力學穩(wěn)態(tài)。本發(fā)明的實施例的目標是提供一種溫度調(diào)節(jié)閥組件，其允許當溫度調(diào)節(jié)閥組件開始打開時降低或甚至阻止內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)中的冷卻流體的溫度不穩(wěn)定。本發(fā)明的實施例的另一目標是提供一種溫度調(diào)節(jié)閥組件，其允許自動控制內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)中的冷卻流體的壓力和溫度的突然變化。這些目標由具有本發(fā)明主要方面中所述的特征的內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)閥組件實現(xiàn)。溫度調(diào)節(jié)閥組件的其他特殊的方面在本發(fā)明其它方面中設(shè)定。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施例，溫度調(diào)節(jié)閥組件包括-閥體，具有來自散熱器的入口、來自發(fā)動機的入口和至發(fā)動機的出口；-主閥板，打開以及閉合來自散熱器的冷卻流體的路徑；-臘元件(waxelement),布置在和入口以及出口成流體連通的閥體的腔室中，臘元件具有在其遠端處機械地連接至主閥板的活塞；-主彈簧，保持主閥板閉合，直至達到來自發(fā)動機的冷卻流體的目標溫度，其中設(shè)置有輔助閥板，以打開或閉合冷卻流體從散熱器至其中布置有蠟元件的腔室的直接路徑。這允許改善溫度調(diào)節(jié)表現(xiàn)，因為在主閥板的第一開口處，來自散熱器的冷水被阻止直接和蠟元件接觸。
預混通道優(yōu)勢地設(shè)置在位于來自發(fā)動機的入口和來自散熱器的入口之間的閥體內(nèi)。以這樣的方式，來自散熱器的冷水可在和蠟元件接觸之前和來自發(fā)動機的溫水混合，因此避免造成蠟的熱膨脹/收縮的冷卻流體的溫度的突變。輔助閥板以軸向滑動狀態(tài)安裝在蠟元件的活塞上；在活塞上設(shè)置有鉤，以在活塞的預設(shè)行程之后移動輔助閥板。當來自發(fā)動機的溫的冷卻流體加熱蠟元件時，主閥板開始打開，且少量來自散熱器的冷的冷卻流體流過預混通道。隨著散熱器中的冷卻流體的溫度開始增加，活塞上的鉤鄰接輔助閥板，以將同一閥板移動至打開狀態(tài)，以允許更高流速的冷卻流體流動穿過溫度控制閥組件，且繼而和蠟元件直接接觸，以冷卻發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明的實施例，主閥板包括至少兩個部分，該兩個部分可相對于彼此軸向移動，以當散熱器中的壓力超過預設(shè)值時部分地打開來自散熱器的冷卻流體的路徑。這允許在受限的空間中在同一溫度控制組件中提供內(nèi)建安全閥。輔助彈簧安裝在位于輔助閥板和主閥板的至少兩個部分中的一個之間的蠟元件 的活塞上。該輔助彈簧具有雙重功能，即，當主閥板已經(jīng)打開、但在鉤到達輔助閥板之前將輔助閥板保持在閉合位置中，以及對抗作用在主閥板的可移動部分上的冷卻流體的壓力。此處公開的溫度控制閥組件的實施例可設(shè)置有直接作用在蠟元件上的電加熱器，以具有控制溫度控制閥組件的恰當操作的又一裝置。


本發(fā)明的實施例的其他優(yōu)點和特征將在下文中參照附圖、僅作為非限制性示例的描述中更加明顯，其中圖1-3是用于示出內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)的簡化示意圖；圖4是處在完全閉合狀態(tài)中的溫度控制閥組件的實施例的示意性截面圖；圖5是處在部分打開狀態(tài)中的圖4中的溫度控制閥組件的示意性截面圖；圖6是處在完全打開狀態(tài)中的圖4中的溫度控制閥組件的示意性截面圖；圖7是處在閉合狀態(tài)的圖4中的溫度控制閥組件的示意性界面圖，但其中壓力安全閥處在打開狀態(tài)中。附圖標記10散熱器20溫度控制閥組件21 閥體22來自散熱器的入口24來自發(fā)動機的入口25 腔室26至發(fā)動機的出口27預混通道28 泵31第一溫度傳感器38第二溫度傳感器40主閥板
41主閥板的第一部分42主閥板的第二部分44蠟元件45活塞46主彈簧47電加熱器49輔助彈簧
50輔助閥板52鉤
具體實施例方式圖3示出了內(nèi)燃機110及其冷卻系統(tǒng)的簡化示意圖，該冷卻系統(tǒng)包括散熱器10、溫度控制閥組件20和用于循環(huán)冷卻流體的泵30。第一溫度傳感器布置在散熱器10的出口處，以檢測“冷”的冷卻流體的溫度，且第二溫度傳感器38布置在發(fā)動機110的出口處，以檢測“溫”的冷卻流體的溫度。溫度控制閥組件20包括閥體21，其中設(shè)置有來自散熱器10的入口 22、來自發(fā)動機Iio的入口 24和至發(fā)動機的出口 26。參照圖4，溫度控制閥組件20具有主閥板40，以打開或閉合通過來自散熱器10的入口 22接收的冷卻流體的路徑。蠟元件44布置在閥體21內(nèi)，即在和入口 22、24以及出口 26成流體連通的腔室25中。蠟元件44包括在其遠端機械連接至主閥板40的活塞45。主彈簧46保持主閥板40處在閉合位置，直至達到來自發(fā)動機110的冷卻流體的目標溫度，還設(shè)置有輔助閥板50，以打開或閉合冷卻流體從散熱器10至其中布置由蠟元件44的腔室25的直接路徑。輔助閥板50以軸向滑動狀態(tài)安裝在活塞45上；在活塞45上設(shè)置有鉤52，以僅在活塞45的預設(shè)行程之后移動輔助閥板。預混通道27設(shè)置在位于來自發(fā)動機110的入口 24和來自散熱器10的入口 22之間的閥體21中。直接作用在蠟元件44上的電加熱器47還可被設(shè)置為又一控制裝置，以造成蠟元件44中蠟的膨脹。圖4中的溫度控制閥組件20示出為處在其完全閉合狀態(tài)中，其中閥板40和50都是閉合的，例如在發(fā)動機110起動時,且僅來自發(fā)動機的冷卻流體跨過收納臘元件44的腔室25，并從出口 26處排出。隨著發(fā)動機變暖，來自發(fā)動機的溫的流動造成蠟元件44中的蠟的熱力學膨脹。如圖5所示，主閥板40開始打開，且受限制的冷卻流體流流動通過來自散熱器10的入口 22，并進入預混通道27，從而其將自身和通過入口 24來自發(fā)動機100的冷卻流體相混合。以這樣的方式，腔室25內(nèi)的蠟元件44上的溫度不突降，且主閥板40保持在打開位置。實際上，來自散熱器的冷的冷卻流體的溫度非常低，但冷卻發(fā)動機100的流速也很低。當散熱器10中的冷卻流體的溫度開始增加時，必須有更高的流速來冷卻發(fā)動機110。在該情形中，如圖6所示，蠟元件44中的蠟的進一步的熱力學膨脹使得鉤52抵靠鄰接輔助閥板50，并將其移動至打開位置。來自散熱器10的冷的冷卻流體流直接進入腔室25中，并和來自發(fā)動機110的溫的冷卻流體混合。圖7示出了此處公開的實施例的另一方面。主閥板40包括兩個部分41和42，SP，相對于連接至活塞45的第二部分42可軸向移動的第一部分41。輔助彈簧49保持將兩個部分41和42聯(lián)接成通常閉合的狀態(tài)(如圖4至4示例地所示)。當冷卻流體的壓力達到散熱器10中的過高的值時，部件41、42以及輔助彈簧49成為安全閥，以允許經(jīng)過溫度控制閥組件20的少量的冷卻流體流，這降低了散熱器10中的壓力值。即使在該情形中，來自散熱器的冷的冷卻流體被強迫流動通過預混通道(輔助閥50保持關(guān)閉)，并由此避免對蠟元件44的過冷影響。盡管在前述的概述以及詳細描述中示出了至少一個示例性實施例，應(yīng)理解存在很多數(shù)量的變動之處。應(yīng)理解所述一個或多個示例性實施例僅為實力，而不意圖以任何方式限定范圍、用途或配置。而是，上述概述和詳細描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實施至少一個示例性實施例的方便的說明，被理解的是可對示例性實施例中描述的元件的功能和布 置進行各種變動，而不背離如在所附的權(quán)利要求書以及其法律意義上的等價物中闡明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于設(shè)置有散熱器(10)的內(nèi)燃機(110)的冷卻系統(tǒng)的溫度控制閥組件(20)，該組件包括 -閥體(21)，其具有來自散熱器的入口(22)、來自發(fā)動機的入口(24)和至發(fā)動機的出口(26)； -主閥板(40)，用于打開以及閉合來自散熱器(10)的冷卻流體的路徑； -蠟元件(44)，其布置在與所述入口(22、24)以及出口(26)成流體連通的所述閥體(21)的腔室(25)中，所述蠟元件具有在其遠端處機械地連接至所述主閥板(40)的活塞(45)； -主彈簧，用于保持主閥板閉合直至來自發(fā)動機的冷卻流體的目標溫度被達到， 其中設(shè)置有輔助閥板(50)，以打開或閉合冷卻流體從散熱器(10)至其中布置有所述蠟元件(44)的腔室(25)的直接路徑。
2.如權(quán)利要求I所述的溫度控制閥組件(20)，其中預混通道(27)設(shè)置在位于來自發(fā)動機的入口( 24)和來自散熱器的入口( 22)之間的所述閥體(21)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I所述的溫度控制閥組件(20)，其中所述輔助閥板(50)以軸向滑動狀態(tài)安裝在所述蠟元件(44)的活塞(45)上，且其中鉤(52)設(shè)置在活塞上，以在所述活塞(45)的預設(shè)行程之后移動所述輔助閥板(50 )。
4.如權(quán)利要求I所述的溫度控制閥組件(20)，其中所述主閥板(40)包括至少兩個部分(41、42)，該兩個部分可相對于彼此軸向移動，以當散熱器中的壓力超過預設(shè)值時部分地打開來自散熱器(10)的冷卻流體的路徑。
5.如權(quán)利要求4所述的溫度控制閥組件(20)，其中輔助彈簧(49)在所述輔助閥板(50)和所述主閥板(40)的至少兩個部分中的一個之間安裝在所述蠟元件(44)的活塞(45)上。
6.如權(quán)利要求I所述的溫度控制閥組件(20)，其中電加熱器(47)設(shè)置為直接作用在蠟元件(44)上。
7.一種具有冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃機(110)，該冷卻系統(tǒng)包括散熱器(10)、用于循環(huán)冷卻流體的泵(30)以及根據(jù)權(quán)利要求I至6中任意一項的溫度控制閥組件(20)。
全文摘要
公開了溫度控制閥組件的實施例，用于設(shè)置有散熱器的內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)。蠟元件布置在位于閥組件的閥體內(nèi)的腔室中，且該腔室包括在其遠端機械地連接至主閥板的活塞。設(shè)置有輔助閥板，以打開或閉合冷卻流體從散熱器至其中布置由蠟元件的腔室的直接路徑。
文檔編號F16K1/00GK102954228SQ20121030321
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者L.伯吉亞, C.佩澤拉 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司