CN1121982A - 机动车发动机冷却***的恒温器 - Google Patents

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Abstract

一种机动车发动机的冷却***具有一设在发动机的水套的出口和散热器入口之间的第一通道，一设在散热器出口和水套入口之间的第二通道，以及一设在第一通道和第二通道之间的旁通通道。一恒温器设在恒温器壳撑内用来控制流过第一和第二通道的冷却液。一凸缘被设置来支撑恒温器壳体内的恒温器和关闭第二通道。凸缘具有一孔径在1.8mm～2.8mm之间的孔。

Description

机动车发动机冷却***的恒温器
本发明涉及一种机动车发动机冷却***的恒温器。
如图1所示，一种已有技术的机动车发动机冷却***具有一恒温器1，该恒温器设置于水套4的入口侧通道内。
所述冷却***包括一设置在水套4的上出口5和散热器11的上进水口12之间的第一冷却液通道6，一第二冷却液通道14设置在散热器11的下出口13和水套4的下入口10之间并具有一恒温器罩16，一恒温器壳体8和一水泵9。一旁通通道7设置在第一通道6的接点J和恒温器壳体8之间从而使第一通道6和第二通道14相通而不通过散热器11。恒温器1由恒温器罩16固定于恒温器壳体8上。恒温器1具有一用来关闭第二通道14的主阀3和一用来关闭旁通道7的旁通孔的旁通阀2。
在图1中，标号A′表示测量恒温器壳体8内的冷却液温度的测量点，标号B′表示设置在第二通道14内靠近恒温器罩16和在恒温器1的上游处用来测量第二通道14内冷却液温度的测量点。标号C表示用来测量第二通道14内冷却液流速的测量点。
第一和第二通道6和14所用的管道其直径均为24mm，旁通通道7所用的管道其直径为10mm。当主阀3开启时，冷却液在C点通过散热器11的流速为每分钟60升。
在发动机预热期间，恒温器1的主阀3关闭，而与主阀3相结合的旁通阀2却完全开启。因此，从水套4的出口5出来的冷却液不流经散热器11。冷却液在水泵9作用下如箭头所示通过第一通道6的接点J、旁路通道7、恒温器壳体8和水套4的入口10进行循环。因此，恒温器壳体8内的冷却液温度迅速升高。
在发动机启动前，冷却液在恒温器壳体8内A′点的温度与其在通道14内B′点的温度相同。但是，在发动机启动后，由于散热器11和恒温器罩16内没有冷却液循环流动，那里的冷却液温度B的温升率较慢。因此，如图2的记录曲线所示，在发动机启动之后，当温度A变化为60℃时温度A和B相差20℃。此后，两者的差值更为增大。即使在A′点的温度A变为主阀3的开启温度85℃，在B′点的温度B为41℃。温度A和B之间存在着44℃的差值。
当恒温器1的主阀3开启时，低温冷却液从散热器11的下出口13汲出并通过第二通道14流入恒温器壳体8。所以，在B′点的冷却液温度进一步降低13℃。结果，通道14内的冷却液温度B和恒温器壳体8内的冷却液温度A之差达到57℃的最大值。
由于恒温器1的热敏度较低，恒温器的反应相对冷却液的温度变化滞后。因此，主阀3在温度变化到高于预定的开启温度后才打开。当主阀3开启时，冷却液的温度降低。在冷却液温度显著降低到低于预定的关闭温度后，主阀3关闭。然后，冷却液温度升高。换句话说，在冷却液温度的控制中，存在着大的热过调量从而使主阀反复开启和关闭。当主阀3关闭时，在主阀的上游产生一冲击压力。
热量过冲引起发动机的气缸体和气缸盖的破裂，冲击压力引起恒温器1和散热器11的损坏。液体压力的波动造成水泵的超负荷，这将缩短水泵的使用寿命。此外，冷却液在主阀开启时的异常的低温影响了气缸内的燃烧条件，因此，恶化了排放污染控制并增加了发动机的油耗。
由于为了迅速预热发动机而关闭主阀，故冷却液温度A和B之间的温差主要产生了以上这些问题。
本发明的目的是提供一种能减小冷却***内冷却液温差的、用于机动车发动机冷却***的恒温器，由此来解决上述的问题。
在本发明的冷却***中，固定于恒温器壳体的恒温器的凸缘至少有一个孔。当主阀在冷态发动机内关闭时，只有很少量的冷却液循环流过散热器和该孔。
本发明提供了一种机动车发动机的冷却***，它具有一水套、一散热器、一冷却液通道，该通道包括一设置在水套出口和散热器入口之间的第一通道，以及一设置在散热器出口和水套入口之间的第二通道，一设置在第一通道和第二通道之间的旁通通道，一设置在第二通道内用于循环***冷却液的水泵，一在第二通道内设有主阀并在旁通通道内设有旁通阀的恒温器，以及一恒温器壳体。
为支承恒温器壳体内的恒温器和关闭通道设有一凸缘。凸缘上至少有一个其孔径在1.8mm～2.8mm之间的孔。
在本发明的一实施例中，该凸缘设在第二通道内。
通过下面参照附图对本发明所作的具体而详细的描述，本发明的这些和其它目的和特征将变得更为明显。
图1为一种已有技术的机动车发动机的冷却***的原理图；
图2示出了一记录曲线，显示了已有技术***中冷却液的温度和流速随时间的变化；
图3a为本发明的恒温器的侧视图；
图3b为该恒温器的侧剖面图；
图4为本发明的机动车发动机的冷却***的原理图；
图5示出了一记录曲线，显示了冷却液的温度和流速相对于时间的变化；
图6示出了第二实施例的一记录曲线；
图7为表示本发明的第三实施例的原理图；
图8示出了本发明的第四实施例。
现在请参看图4，其中表示的是本发明的机动车发动机的冷却***，其中部分与图1的已有技术冷却***相同的部件用与图1相同的标号表示。
图3a和3b示出了一位于下方的本发明的恒温器1′。
恒温器1′具有一壳体20，一固定于恒温器壳体8的凸缘15，一热执行件25和一固定于凸缘15的框架24。壳体20具有为冷却液设置的开口和一阀座22。凸缘15具有一孔17，该孔具有一孔径以将恒温器壳体8内的腔室与恒温器罩16内的通道相通。孔17的孔径的大小要能使通过该孔的冷却液的流速能使温度B与温度A同步增加，而不降低温度A的升温率。
在该实施例中，孔径为2.8mm。
热执行件25包括一驱动钢杆26，一可滑动安装在钢杆26上的导向件27，以及一防渗水地固定于导向件27的弹性密封袋28。该密封袋28***一装满蜡球的导热的气缸29内。气缸29的一端与导向件27啮合，由此形成热执行件25。
热执行件的钢杆26在顶部23与壳体20固定，主阀3固定于导向件27上。一围绕着气缸29的返回螺旋弹簧31设置在主阀3和框架24的底部之间。旁通阀2可滑动地安装在与气缸29固定的轴32上并由一螺旋弹簧33弹性地固定在轴32上。
图4显示了处于关闭状态的主阀。当冷却液温度升高超过恒温器的预定值时，在热导气缸29内的蜡膨胀。这迫使密封袋28紧贴钢杆26，由于钢杆26与壳体20相固定，气缸29克服弹簧31的力向上移动，由此打开主阀3。
当冷却液温度下降时，蜡冷缩。因此，螺旋弹簧31使主阀3移动至关闭位置。
在发动机预热过程中当恒温器1′的主阀3关闭时，冷却液在水泵9作用下循环通过第一通道6的接点J、旁通通道7、恒温器壳体8和水套4。在该***中，由于孔17是设在恒温器1′的凸缘上，只有很小量的冷却液通过凸缘15的孔循环流过散热器11、第二通道14、恒温器罩16以及恒温器壳体8。
图5示出了图4所示的冷却***的记录曲线。在发动机启动之前，温度A和B的差值为0(未示)。在发动机启动之后，在记录曲线上某一时间的温度A为60℃，温度B为55℃。当主阀3变化为阀开启温度85℃时，温度B为79.5℃。当主阀完全打开，温差降至6℃。由于温差很小，不存在热过冲和冲击压力。因此，防止了***装置的受损。
直到主阀开启，冷却液通过散热器11和C点的流速为每分钟2.5升。
从图2所示的已有技术的记录曲线中，温度A在60℃的起始点开始到主阀3打开的时间为22.5分钟左右，从图5所示的记录曲线中温度A在60℃的起始点开始到主阀3打开的时间则为27.6分钟左右。因此，已有技术***的时间比图5的实施例的时间少5.1分钟。另一方面，至图2记录曲线上示出的流速达到每分钟60升的时间为39.5分钟，而至图5记录曲线上流速达每分钟60升的时间为38.8分钟。因此，图5所示的时间比图2所示的时间少0.7分钟。
图6示出了一第二实施例的记录曲线，在该实施例中恒温器的凸缘具有两个连通孔孔径与第一实施例中的相同为2.8mm。
在阀开启状态的温差为3.5℃。当阀开启时冷却液温度B变得与冷却液温度A相同并此后一同升温。达到图6记录曲线中所示的每分钟60升的流速的时间为39.2分钟。因此，本实施例的时间比图2中的时间少0.3分钟。
如图2所示，温度A等速升温，而温度B的增长较迟缓。所以，当主阀开启时已有技术***中的温差成为最大。此后，由于低温冷却液的混合，温差进一步增大。热过冲和冲击压力循环地发生，而温度A的增加停止。所以，主阀的开启率停止。此后，阀进一步打开以增加冷却液的流速。所以，温度B很快升至与温度A相同的温度。湿度A和B一同升温。
在图2中，由温度线A和B围成的阴影区域表示了产生上述缺陷的能量的浪费。图6所示的阴影区对能源来说是一种前所未有的节约。
如果增加设于凸缘上的孔，例如3个孔，将进一步减少能量的浪费。孔径2.8mm是可以改变的。孔的较佳孔径为1.8mm至2.8mm之间。
图7示出了本发明的第三实施例。在第三实施例的冷却***中，恒温器1′向上设置。具有孔17的凸缘固定于恒温器壳体8。第一通道6被设置用来将水套4的出口5与散热器11的下入口12a连通。第二通道14被设置以将散热器的上出口13a与恒温器罩16连通。也就是说，该冷却***具有一X形交叉通道结构。
在发动机的预热过程中，当主阀3关闭时，只有很小量的冷却液循环通过散热器11、第二通道14、恒温器罩16和孔17。
在冷却***中，虽然冷却液在发动机预热期间以一很小的速率在散热器内流动，但在水套4内的高温冷却液却直接流入下入口12a。因此，第一通道6内的冷却液热量通过热传导和热对流传递给散热器内的冷却液。所以，热效率比前述实施例更高。因为恒温器罩16置于发动机的上段，故恒温器很容易拆卸。
图8示出了冷却***的第四实施例，其中恒温器1a设置于水套的冷却液排出通道的上方。
冷却***包括一设置在水套4的上出口5和散热器11的上入口12之间的第一通道6，其中包括恒温器壳体8和恒温器罩16，以及一设于散热器11的下出口13和通过水泵9的水套4的下入口10之间的第二通道。在旁通口18与第二通道14的接点J之间设置旁通通道7。具有孔17的凸缘15固定于恒温器壳体8上。
当主阀3关闭，一很小量的冷却液通过孔17循环流至散热器11以增加第二通道内的冷却液温度。当主阀打开时，水套4内的低温冷却液被阻止流入冷却液温度高的散热器11内。
在该实施例中，可获得与前述实施例同样的效果。
根据本发明，在恒温器凸缘上设置一连通孔从而使恒温器壳体和第二冷却液通道在阀处于开启状态时的温差变得很小。因此，可防止热过冲和冲击压力。所以，不会发生气缸体和气缸盖的破裂，并且延长了恒温器、散热器和水泵的寿命。本发明的冷却***能有效地完成发动机内的燃烧，由此降低了污染物的排放和油耗。
上面就几个较佳实施例对本发明作了描述，应予以理解的是，这些实施例的描述是用来说明本发明的，它们并不能限制由下面权利要求书所阐述的本发明的范围。

Claims (5)

1.一种机动车发动机的冷却***，包括：一水套；一散热器；一冷却液通道，该通道包括一设在水套出口和散热器的入口之间的第一通道，以及一设在散热器出口和水套入口之间的第二通道；一设在所述第一通道和第二通道之间的旁通通道；一设在第二通道上的水泵用来循环***中的冷却液；一恒温器，它具有一设在第二通道内的主阀和一设在旁通通道内的旁通阀，以及一恒温器壳体，
所述冷却***包括：
一将恒温器支撑在恒温器壳体内并用来关闭上述通道的凸缘，
所述凸缘具有至少一个用来通过冷却液的孔。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述孔的孔径的值要使部分冷却液流过散热器从而使这部分冷却液温度能随流过旁通阀的冷却液而增长。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述凸缘设在所述第二通道内。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述凸缘设在所述第一通道内。
5.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述孔的孔径在1.8mm～2.8mm之间。
CN94118053A 1993-11-12 1994-11-10 机动车发动机冷却***的恒温器 Pending CN1121982A (zh)

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