CN104870770A - 恒温装置和冷却*** - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的冷却***的恒温装置，其包括阀体(9)，所述阀体可在不同位置之间位移，用于调节冷却流体从恒温装置的进口通道(3)到恒温装置的两个出口通道(5、6)的流量。阀体表现出呈第一片状元件(15)形式的阀器件，所述第一片状元件在阀体的端部位置接触进口通道(3)与第二片状元件(16)之间的阀座，所述第二片状元件形成第一出口通道(5)，从而使得所述阀体通过这种接触防止冷却流体从进口通道流动到所述出口通道。两个片状元件(15、16)被设计以在所述两个片状元件远离所述接触位置位移时在进口通道(3)与所述出口通道(5)之间形成呈由两个片状元件(15、16)的表面(23、24)限定的通道部段(22)形式的连接，所述两个片状元件被扭转以面向彼此并且呈现出阻滞流动形式。

Description

恒温装置和冷却***
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的恒温装置以及一种根据所附独立冷却***权利要求的前序部分所述的冷却***。
本发明特别地但非排他地指向一种用于呈轮式作业车辆(诸如卡车或公共汽车)形式的机动车辆的冷却***的恒温装置，尽管所有类型的机动车辆(诸如轿车、船舶等)也被包括。
本发明还不限于用于对特定类型的燃式发动机进行冷却的冷却***的恒温装置，以及这样的可能发动机的非穷尽性实施例是奥托发动机、柴油发动机和汽油发动机。
背景技术
为了调节对机动车辆的燃式发动机进行冷却的冷却***中的冷却流体的温度，通常使用恒温装置，其包括具有蜡体的依赖温度的启动元件。取决于冷却流体的温度，恒温装置将从燃式发动机流出的冷却流体在冷却流体返回到燃式发动机之前引导到冷却器，以便在所述冷却器中被冷却，或将所述冷却流体在不经过冷却器的情况下直接引导返回燃式发动机。当恒温装置改变从所述恒温装置通向冷却器与在不经过冷却器的情况下直接通回燃式发动机之间的流量配比时，冷却器中的冷却器元件(诸如铝薄片)的温度将会改变。这样的温度循环使冷却器元件疲劳，并且所述温度循环对冷却器的寿命产生直接显著影响。冷却流体元件由于冷却流体从冷却流体完全绕过冷却器的状态开始被突然地引导到冷却器中的这一事实而对温度的迅速升高特别敏感。
JP 2010249143描述了一种具有构件的恒温装置，所述构件的目的是实现恒温装置的进口通道与通向冷却器的出口通道之间的连接的稳定打开，以便避免对冷却器造成剧烈温度震荡。尽管恒温装置的这种设计具有延长其寿命的效果，但其不以任何方式构成对以上所述的问题的完整解决方案。
发明内容
本发明的目的是实现上文中规定的具有新颖且有利设计的恒温装置。
所述目的根据本发明通过提供这样的恒温装置来实现，其中两个片状元件被设计为使得在远离所述接触位置位移的情况下所述两个片状元件形成呈由两个片状元件的表面限定的通道部段形式的所述连接，所述两个片状元件面向彼此并且呈现出阻滞流动形状。
通过当恒温装置为了朝向冷却器的流动而打开时形成由所述类型的表面限定的这样的通道部段，用于冷却流体的摩擦力在打开阶段中将会很大，这导致与此前已知的所述类型的恒温装置相比的最初增大的压降并且从而导致减小的最初流量。这意味着恒温装置将会被强制更宽地打开并且其从而在其打开状态下开始调节，而非持续地打开和关闭。因而，通向冷却器的流量的上升将会更慢，以及冷却器上的负载将会以这样的方式与在此前已知的恒温装置中相比更低。与此前已知的恒温装置相反的是，恒温装置的阀体将不会完全地返回关闭状态：所述阀体将会趋向于在打开到不同程度的打开状态之间调节，而非在具有零流量的关闭状态与具有通向冷却器的高流量的打开状态之间调节。这意味着冷却***中的各种部件的寿命、特别是冷却器的部件的寿命，将会被显著延长。
根据本发明的一个实施方式，片状元件的所述表面已被赋予轮廓，从而使得所述表面当所述连接打开时迫使靠近所述表面的冷却流体的流动改变方向。用于冷却流体的摩擦力以这样的方式有效地上升，以及从而流量将会在打开过程中最初减小。
根据本发明的另一实施方式，所述阻滞流动形状在所述接触状态中包括实质上跟随彼此的表面。所述表面以这样的方式有利地限定形成所述连接的通道部段的使流动路径延伸的一段长度。这意味着在打开所述连接的阶段中通向冷却器的冷却流体的流量增加与所述流动路径较短的情况相比显著减慢。所述通道部段的所述一段长度从而有利地在片状元件远离所述接触状态位移的开始处是通道部段的相反端部之间的直线长度的至少两倍、2-6倍、或2-4倍长。可以这样的方式实现流动路径的显著延伸，所述显著延伸具有这样的正面影响，即在不需要恒温装置的容量产生任何显著上升的情况下使得温度循环更加平缓。
根据本发明的另一实施方式，片状元件的所述表面呈现出在接触状态实质上跟随彼此的波浪形，以便在打开所述连接的打开阶段中形成进口通道与第一出口通道之间的波浪形蜿蜒通道部段。这是实现具有如上所述的有利鲜明特征恒温装置的有利方式。根据本发明的另一实施方式，所述表面中的至少一个表现出呈朝向第二表面延伸的突起部形式的阻滞流动形式，所述突起部构成可能的替代例以实现所述表面的阻滞流动形式。
根据本发明的另一实施方式，阀体包括第二阀器件，所述第二阀器件可在阀体的第二端部位置被接收到第二阀座中，以便以这样的方式防止冷却流体从所述进口通道流动到第二出口通道。所有冷却流体可在对燃式发动机进行冷却的需求很高的情况下以这样的方式从恒温装置被向下引导到冷却器。
根据本发明的另一实施方式，阀体可在启动元件的影响下并且抵抗作用在阀体上的弹簧构件的弹簧力的影响沿远离第一端部位置的方向从所述第一端部位置位移，以及启动元件有利地包括蜡体。
本发明还涉及根据所附的对应权利要求的一种冷却***和一种机动车辆。
本发明的其它优点和有利显著特征通过下文的描述而明确。
附图说明
本发明将会借助于作为实施例呈现的实施方式并且参照附图来详细描述，其中：
图1是根据本发明的类型的恒温装置的侧视图，
图2是根据本发明的一个实施方式的恒温装置的部分剖视图，
图3是与此前已知的恒温装置相比较的将通过根据图2的恒温装置的流量作为建立通向冷却器的进口通道与出口通道之间的连接的时间的函数示出的图表，以及
图4是包括根据本发明的恒温装置的冷却***的原理的草绘图。
具体实施方式
图1和2展示出根据本发明的一个实施方式的恒温装置1。所述恒温装置1适用于作为机动车辆中的冷却***(例如在图4中展示出的类型的冷却***30)的部件。恒温装置1包括恒温器外壳2。用于接收围绕机动车辆的燃式发动机循环的冷却流体的进口通道3被设置在恒温器外壳2中。所述进口通道3适用于被连接到所述冷却***的管线，从而使得所述所述进口通道可通过被设置在恒温器外壳2中的进口开口4接收来自所述管线的冷却流体。此外，第一出口通道5和第二出口通道6被设置在恒温器外壳2中。所述两个出口通道5、6被连接到进口通道3。冷却流体适用于从来自恒温装置1的第一出口通道5被引导到所述冷却***的冷却器，以及冷却流体适用于在不经过所述冷却器的情况下从第二出口通道6返回到燃式发动机。第一出口通道5适用于被连接到所述冷却***的管线，从而使得所述第一出口通道将能够通过被设置在恒温器外壳2中的第一出口开口7将冷却流体排放到所述管线中，而第二出口通道6适用于被连接到所述冷却***中的第二管线，以便能够通过被设置在恒温器外壳2中的第二出口开口8将冷却流体排放到刚被提及的第二管线中。
阀体9被设置为使得其在恒温器外壳2中可在不同位置之间位移，用于调节冷却流体从进口通道3到出口通道5、6的流量(参见图2)。恒温装置表现出依赖温度的启动元件10，所述元件包括蜡体11，所述蜡体被设置成与通过进口通道3进入恒温器外壳的冷却流体的流动相遇。蜡体11被连接到部件12，所述部件被设置成可位移，从而使得所述部件可沿被固定到轭14中的杆13位移，所述轭被固定在恒温器外壳中，从而使得在所述部件位移期间，其携带阀体9一起位移。
阀体表现出通过圆圈R以放大方式部分示出的呈第一片状元件15形式的第一阀器件，所述第一片状元件在阀体的第一端部位置接触进口通道3与第二片状元件16之间的阀座，所述第二片状元件形成第一出口通道5，从而使得所述第二片状元件通过所述接触防止冷却流体从进口通道3流动到第一出口通道5。片状元件16被固定在恒温器外壳内侧的固定位置。呈弹簧形式的弹簧构件17被设置以作用在被固定到外壳的部件18与第一片状元件15之间，以便影响阀体朝向所述第一端部位置位移。阀体还包括第二阀器件19，所述第二阀器件可在阀体的第二端部位置被接收到第二阀座20中，以便以这样的方式防止冷却流体从进口通道3流动到第二出口通道6。
这种类型的恒温装置的总体功能如下：当蜡体11已在来自通过进口通道3流动到恒温器外壳中的冷却流体的热量的影响下被加热到其融化温度时，蜡体将会开始融化。随着蜡体11融化，其体积上升并且以这样的方式将压力施加到包含所述蜡体的部件21上，从而使得所述部件抵抗弹簧构件17的影响与携带阀体9的可位移部件12一起位移。阀体9以这样的方式沿朝向所述第二端部位置的方向从所述第一端部位置位移，即第一片状元件15远离第二片状元件16移动并且第二阀器件16沿朝向阀座20的方向移动。当实质上所有蜡体11已融化时，阀体处于第二端部位置。当蜡体11随后已被冷却时，作为通过进口通道3流入的冷却流体的温度降低到低于所述融化温度的结果，蜡体将会开始凝固。随着蜡体凝固，其体积变小，由此部件21与可位移部件12和阀体9一起通过弹簧构件17的影响沿相反方向位移。
两个片状元件15、16形成的所述第一阀器件的设计是用于本发明的特征，以及所述设计现在将会被描述。所述两个片状元件15、16被设计为使得在远离在第一端部位置相接触的位置位移期间形成进口通道3与第一出口通道5之间的呈由两个片状元件的两个表面23、24限定的通道部段22形式的连接，所述表面面向彼此并且呈现出阻滞流动形状。所述表面的阻滞流动形状在通过所述表面示出的实施方式中形成，所述表面被设计为使得所述表面在打开所述连接的打开阶段中形成进口通道3与第一出口通道5之间的波浪形蜿蜒通道部段。所述波浪形蜿蜒通道部段还可在进口通道3与第一出口通道5之间形成的所述阶段中被描述为迷宫式连接。
通过刚刚被描述的两个片状元件15、16的设计由根据本发明的恒温装置实现的功能现在还将会参照图3描述，所述图3示出通过恒温装置的流量F如何基于此前已知的恒温装置(曲线A)和根据图2的恒温装置(曲线B)的时间点t0随着打开通向冷却器的进口通道与出口通道之间的连接的时间t发展。明确的是，流体必须在打开时在所述通道部段22中流动的相对较长路径将会导致从通道部段的一个端部到其第二端部的相对较大压降，从而使得流量将会最初减小，以及在流量已达到特定级别F1之前与此前已知的恒温装置相比将会消耗显著较长时间(Δt)。这意味着通向根据本发明的恒温装置中的冷却器的进口通道3与第一出口通道5之间的连接的打开和关闭将会与此前已知的恒温装置相比更加平缓地进行，从而使得被连接到所述恒温装置的冷却器中的温度变化将会显著更慢。这将会导致所述冷却器的寿命能够可观地延长。即使当机动车辆的发动机已运行并且第一阀器件已打开时，恒温装置也将会在所述第一阀器件的打开状态下调节所述进口通道3与第一出口通道5之间的流量，诸如在图3中的Δt1规定的区域内调节，而非持续地打开和关闭。这意味着实际上尽管在此前已知的恒温装置中，调节范围能够是阀体从所述第一端部位置在0至1毫米的间隔内位移，但是所述间隔可以在根据本发明的装置中替代地从第一端部位置延长2至6毫米。
图4示意性地示出根据本发明的适用于机动车辆的冷却***30。所述冷却***30包括借助于围绕冷却回路流动的冷却流体对车辆中的燃式发动机32进行冷却的冷却回路31，所述冷却流体优选地呈水形式，可能具有添加剂(诸如乙二醇)以降低凝固点。冷却流体泵33被连接到冷却回路31，以便使冷却流体在冷却回路中循环。此外，呈例如常规冷却流体冷却器形式的冷却器34被连接到冷却回路31中，用于对所述冷却流体进行冷却。所述冷却器34包括冷却流体进口35和冷却流体出口38，所述冷却流体进口通过冷却回路的第一管线37被连接到燃式发动机32的冷却流体出口36，冷却流体出口38通过冷却回路的第二管线40被连接到燃式发动机32的冷却流体进口39。第一管线37通过冷却回路中的第三管线41被连接到第二管线40。所述第三管线41被连接到第二管线40，以便允许冷却流体在不经过冷却器34的情况下从燃式发动机的冷却流体出口36返回到燃式发动机的冷却流体进口39。从而，第三管线41构成旁路管线，在冷却回路31中循环的冷却流体可在所述冷却流体在燃式发动机32的冷却流体出口36与冷却流体进口39之间通过期间通过所述旁路管线被引导绕过冷却器34。冷却流体通过燃式发动机内的冷却流体通道在燃式发动机的冷却流体进口39与冷却流体出口36之间循环，所述冷却流体在所述循环期间吸收来自燃式发动机的热量。
根据本发明的如上所述类型的恒温装置1以这样的方式被连接到冷却回路31中：
-恒温装置的进口通道3通过第一管线37的管线的第一部段42被连接到燃式发动机32的冷却流体出口36，
-恒温装置的第一出口通道5通过第一管线37的管线的第二部段43被连接到冷却器34的冷却流体进口35，以及
-恒温装置的第二出口通道6被连接到第三管线41。
冷却***的功能通过根据本发明的恒温装置的实施方式在上文中的描述而变得尽可能明确。
本发明实质上不以任何方式被限制于如上所述的实施方式：本领域中的技术人员应当会在不偏离本发明的已在所附权利要求中限定的范围的情况下认识到多种改型的可能性。
关于根据本发明的冷却***，其当然可以呈现出图4中示出的以外的部件，诸如在冷却回路中被放置在发动机与恒温装置之间的减速器，所述减速器当对重型轮式车辆进行制动时被使用以补充常规制动，以及另外的恒温装置被放置在冷却回路中。
在进口通道与第一出口通道之间的连接打开时限定通道部段并且可能属于两个片状元件的表面的阻滞流动形状可以具有与如上所述的实施方式中示出的不同的外观。可能的是，例如所述阻滞流动形状根据锯齿形式延伸，从而使得两个片状元件形成彼此作用的齿部。另一个可能性是所述表面呈现出指向所述表面中另一个的小突起部，以及可能的是将所述实施方式通过例如以图2中示出的蜿蜒方式延伸与限定所述通道部段的使流动路径延伸的一段长度的表面结合。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的冷却***的恒温装置，所述恒温装置包括：
·进口通道(3)，其适用于接收围绕机动车辆的燃式发动机(32)循环的冷却流体，
·第一出口通道(5)，其被连接到所述进口通道(3)，以及冷却流体适用于从所述第一出口通道被引导到所述冷却***的冷却器(34)，
·第二出口通道(6)，其被连接到所述进口通道(3)，以及冷却流体适用于在不经过所述冷却器(34)的情况下从所述第二出口通道返回到燃式发动机(32)，
·阀体(9)，其能够在不同位置之间位移，用于调节冷却流体从所述进口通道(3)到所述出口通道(5、6)的流量，
·依赖温度的启动元件(10)，以及
·部件(12)，其被设计为能够位移，从而使得在所述部件的位移期间，其携带阀体一起位移，
由此启动元件被设置成取决于通过所述进口通道(3)被接收的冷却流体的温度而影响所述部件(12)的可位移位置并且从而影响阀体(9)的可位移位置，由此阀体表现出呈第一片状元件(15)形式的阀器件，所述第一片状元件当在阀体的第一端部位置时接触进口通道(3)与第二片状元件(16)之间的阀座，所述第二片状元件形成第一出口通道(5)，以便通过所述接触防止冷却流体从进口通道流动到第一出口通道，以及由此第一片状元件(15)被设置为使得其能够在启动元件(10)的影响下远离与第二片状元件(16)的接触点位移，以便打开进口通道与第一出口通道之间的连接，
其特征在于，两个片状元件(15、16)被设计成在其远离所述接触位置位移时形成呈由两个片状元件(15、16)的表面(23、24)限定的通道部段(22)形式的所述连接，所述两个片状元件被扭转以面向彼此并且呈现出阻滞流动形式。
2.根据权利要求1所述的恒温装置，其特征在于，片状元件(15、16)的所述表面(23、24)已被赋予一轮廓，从而使得所述表面在所述连接打 开期间迫使靠近其的冷却流体改变方向。
3.根据权利要求1或2所述的恒温装置，其特征在于，所述阻滞流动形式包括当处于所述接触位置时实质上跟随彼此的所述表面(23、24)。
4.根据权利要求3所述的恒温装置，其特征在于，所述表面(23、24)限定形成所述连接的通道部段(22)的使流动路径延伸的一段长度。
5.根据权利要求4所述的恒温装置，其特征在于，通道的所述部段(22)的所述一段长度在片状元件(15、16)远离所述接触状态位移的开始处是通道的部段的相反端部之间的直线长度的至少两倍、2-6倍、或2-4倍长。
6.根据权利要求4或5所述的恒温装置，其特征在于，片状元件(15、16)的所述表面(23、24)呈现出当处于接触位置时实质上跟随彼此的波浪形，以便在打开所述连接的打开阶段中形成进口通道(3)与第一出口通道(5)之间的波浪形蜿蜒通道部段(22)。
7.根据在前权利要求中任一项所述的恒温装置，其特征在于，所述表面中的至少一个表现出呈指向第二表面的突起部形式的阻滞流动形状。
8.根据在前权利要求中任一项所述的恒温装置，其特征在于，阀体(9)包括第二阀器件(19)，所述第二阀器件当处于阀体的第二端部位置时能够被接收在第二阀座(20)中，以便以这样的方式防止冷却流体从所述进口通道(3)流动到第二出口通道(6)。
9.根据在前权利要求中任一项所述的恒温装置，其特征在于，阀体(9)能够在启动元件(10)的影响下并且抵抗作用在阀体上的弹簧构件(17)的弹簧力的影响沿远离所述第一端部位置的方向从所述第一端部位置位移。
10.根据在前权利要求中任一项所述的恒温装置，其特征在于，启动元件包括蜡体(11)。
11.一种用于机动车辆的冷却***，包括借助于围绕冷却回路流动的冷却流体对车辆中的燃式发动机(32)进行冷却的冷却回路(31)，所述冷却回路包括：
·冷却流体泵(33)，其用于使冷却流体在冷却回路中循环，以及
·冷却器(34)，其被连接到对冷却流体进行冷却的冷却回路中，由此所述冷却器包括通过冷却回路的第一管线(37)被连接到燃式发动机(32) 的冷却流体出口(36)的冷却流体进口(35)，以及通过冷却回路的第二管线(40)被连接到燃式发动机的冷却流体进口(39)的冷却流体出口(38)，
其特征在于，根据权利要求1-10中任一项所述的恒温装置(1)被连接在所述第一管线(37)中，由此：-恒温装置的所述进口通道(3)被连接到燃式发动机冷却流体出口(36)，
-恒温装置的所述第一出口通道(5)被连接到冷却器的冷却流体进口(35)，以及
-恒温装置的所述第二出口通道(6)被连接到燃式发动机的冷却流体进口(39)。
12.一种机动车辆，特别是轮式机动车辆，以及特别是卡车或公共汽车，其特征在于，所述机动车辆包括根据权利要求1-10中任一项所述的恒温装置。
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