FR3029566A3

FR3029566A3 -

Info

Publication number: FR3029566A3
Application number: FR1461906A
Authority: FR
Inventors: Faruk Unluaslan
Original assignee: Kirpart Otomotiv Parcalari Sanayi ve Ticaret AS
Current assignee: Kirpart Otomotiv Parcalari Sanayi ve Ticaret AS
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-06-10
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: FR3029566B3

Abstract

Selon l'invention, cet ensemble est destiné à la circulation de refroidissement d'un moteur à combustion interne et comprend un actionneur thermique (1) installé à l'intérieur de la vanne (3), un joint d'étanchéité (2) placé sur la vanne (3), qui obstrue l'écoulement de liquide de refroidissement du bloc moteur vers le radiateur en position fermée de la vanne (3), un bâti (4) placé sur le carter et un ressort (5), qui force la vanne à se fermer lorsque la température du liquide de refroidissement chute.According to the invention, this assembly is intended for the cooling circulation of an internal combustion engine and comprises a thermal actuator (1) installed inside the valve (3), a seal (2) placed on the valve (3), which obstructs the coolant flow from the engine block to the radiator in the closed position of the valve (3), a frame (4) placed on the housing and a spring (5), which forces the valve to close when the coolant temperature drops.

Description

X029566 1 DESCRIPTION ENSEMBLE DE VANNE THERMOSTATIQUE A TEMPS DE REPONSE RAPIDE Domaine technologique La présente invention concerne un ensemble thermostatique pour des systèmes de circulation de refroidissement des moteurs à combustion interne, afin de stabiliser la température de liquide de refroidissement dans la plage de conception du moteur.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermostatic assembly for cooling circulation systems of internal combustion engines, for stabilizing the coolant temperature in the engine design range. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS .

Etat de la technique Dans les moteurs à combustion interne à liquide de refroidissement, une surchauffe qui est produite par la combustion de carburant est transférée via le liquide de refroidissement, qui circule à travers des canaux dans le bloc moteur et la culasse. De cette façon, le moteur peut fonctionner dans une plage de températures correcte. De nos jours, la diminution des émissions totales des gaz nocifs pour l'environnement en provenance des moteurs à combustion interne est l'une des préoccupations majeures en conception en raison des réglementations, ce qui diminue le taux admissible d'émissions d'année en année. Dans les phases où les moteurs fonctionnent à des températures différentes de la plage de températures désignée, les moteurs libèrent des gaz nocifs à des valeurs élevées de niveau d'émission. Pour cette raison, afin de garantir que le moteur fonctionne dans une plage de températures correcte, la stabilisation de la température du liquide de refroidissement et de la température du moteur contribue à une combustion de carburant efficace et à diminuer la libération et l'émission des gaz nocifs. Par conséquent, la stabilisation de la température du moteur est une préoccupation importante des études de conception pour diminuer les taux d'émission de gaz nocifs. Les thermostats de type à cire sont la solution la plus courante sur les moteurs actuels pour conserver le moteur dans une plage de températures correcte. Leur procédé de fonctionnement se base sur la dilatation du composé de cire grâce à l'augmentation de la température. Une capsule de cire est remplie du composé de cire, et cela entraîne la dilatation d'une tête de piston de la capsule de cire grâce à l'augmentation de température, ce mécanisme est dénommé actionneur thermique (ou actionneur à cire). Cette dilatation provoque l'ouverture d'une vanne, qui varie selon la conception du thermostat.State of the art In internal combustion engines with coolant, overheating that is produced by the combustion of fuel is transferred via the coolant, which flows through channels in the engine block and the cylinder head. In this way, the motor can operate in a correct temperature range. Nowadays, the reduction in total emissions of environmentally harmful gases from internal combustion engines is a major design concern due to regulations, which decreases the allowable rate of year-on-year emissions. year. In phases where engines operate at temperatures other than the designated temperature range, engines release harmful gases at high emission levels. For this reason, in order to ensure that the engine operates in the correct temperature range, the stabilization of coolant temperature and engine temperature contributes to efficient fuel combustion and reduces the release and emission of fuel. harmful gases. Therefore, the stabilization of engine temperature is a major concern of design studies to decrease the rates of harmful gas emissions. Wax type thermostats are the most common solution on today's engines to keep the motor in a proper temperature range. Their method of operation is based on the expansion of the wax compound by increasing the temperature. A wax capsule is filled with the wax compound, and this causes the expansion of a piston head of the wax capsule due to the temperature increase, this mechanism is called thermal actuator (or wax actuator). This expansion causes the opening of a valve, which varies according to the design of the thermostat.

029566 2 La combustion du moteur provoque une surchauffe des moteurs et du liquide de refroidissement et par conséquent du thermostat. Le composé de cire, comprimé à l'intérieur d'un volume défini dans l'actionneur thermique, se dilate. La dilatation de la cire entraine un mouvement linéaire d'un piston. Le mouvement linéaire du piston ouvre une vanne, qui 5 oriente l'écoulement de liquide de refroidissement vers le radiateur afin de réduire la température du liquide de refroidissement du système pour refroidir le moteur. Le transfert de chaleur du moteur au composé de cire à travers le liquide de refroidissement et la dilatation du composé de cire prend du temps dénommé temps de 10 réponse du thermostat. Pendant cette période, la température du moteur conserve sa tendance à la hausse puisque la vanne thermostatique ne s'est pas encore ouverte et ne laisse pas le liquide de refroidissement s'écouler vers le radiateur pour un refroidissement. Pendant ce temps de réponse, la température du moteur est plus élevée qu'une température correcte de fonctionnement du moteur, le rendement de combustion de carburant est plus 15 faible et le moteur est obligé de fonctionner dans des conditions de température bien plus élevées que ne le prévoit sa conception. A la fin du temps de réponse, la vanne thermostatique laisse le liquide de refroidissement s'écouler vers le radiateur et le liquide de refroidissement, et par 20 conséquent, la température du moteur chute à la plage de températures de conception désignée. Lorsque la température du liquide de refroidissement chute à un niveau plus faible que la température de conception désignée, la vanne thermostatique commence à revenir en position de fermeture en raison du retrait du composé de cire après un temps de réponse. La vanne thermostatique parvient à la position fermée et arrête la circulation du liquide de 25 refroidissement vers le radiateur et le liquide de refroidissement commence à se réchauffer. Cependant, pendant ce temps de réponse, la température du moteur est plus faible que la température de fonctionnement du moteur correcte, le rendement de combustion de carburant est plus faible, et le moteur est obligé de fonctionner à une température plus faible que ne le prévoit sa conception.029566 2 Engine combustion causes overheating of the engine and coolant and consequently of the thermostat. The wax compound, compressed within a defined volume in the thermal actuator, expands. The dilation of the wax causes a linear movement of a piston. The linear movement of the piston opens a valve, which directs the flow of coolant to the radiator to reduce the temperature of the system coolant to cool the engine. The transfer of heat from the engine to the wax compound through the coolant and the expansion of the wax compound takes time called the thermostat response time. During this period, the engine temperature keeps its upward trend since the thermostatic valve has not yet opened and does not allow the coolant to flow to the radiator for cooling. During this response time, the engine temperature is higher than a correct engine operating temperature, the fuel combustion efficiency is lower and the engine is forced to operate under much higher temperature conditions than provides for its design. At the end of the response time, the thermostatic valve allows the coolant to flow to the radiator and coolant, and as a result, the engine temperature drops to the designated design temperature range. When the coolant temperature drops to a lower level than the designated design temperature, the thermostatic valve begins to return to the closed position due to removal of the wax compound after a response time. The thermostatic valve reaches the closed position and stops the flow of coolant to the radiator and the coolant begins to heat up. However, during this response time, the engine temperature is lower than the correct engine operating temperature, the fuel combustion efficiency is lower, and the engine is forced to operate at a lower temperature than expected its design.

30 Dans le cas où cet écoulement de liquide de refroidissement n'est pas en contact avec le récipient de cire de la vanne thermostatique, en raison du retard du transfert de chaleur, le temps de réponse de la vanne thermostatique prend plus de temps. L'augmentation de la température chauffe la cire indirectement et tardivement, par conséquent la vanne thermostatique s'ouvre avec retard. Dans une situation inverse, lorsque 3029566 3 la vanne est ouverte, dans le cas où la température du liquide de refroidissement est plus faible que la plage de températures efficace du moteur : la température de la cire chute tardivement de la même manière en raison du transfert de chaleur indirect. La vanne se ferme tardivement et elle baisse la température du moteur. Sur les constructions de ce type, 5 le maintien et la stabilisation de la température du liquide de refroidissement du moteur dans la plage de températures efficace ne sont pas toujours obtenus, en raison de ce transfert de chaleur indirect à la cire de la vanne thermostatique. Dans la présente invention, pour que la chaleur soit transférée rapidement entre la 10 cire et le liquide de refroidissement, se trouve un passage de liquide de refroidissement entourant la capsule de cire, et pour laisser le liquide de refroidissement s'écouler à travers ce passage, se trouve un petit orifice (d'approximativement 2 mm). De cette façon, l'écoulement de liquide de refroidissement depuis le bloc moteur est toujours en contact avec la capsule de cire et la cire est exposée à la même température que la température du bloc 15 moteur. Cela garantit que les mouvements d'ouverture et de fermeture de la vanne thermostatique se produisent selon les températures réelles du bloc moteur. Description des figures 20 La présente invention est expliquée au moyen des figures suivantes détaillées. Les figures ne sont données qu'à titre d'exemple. Sur ces figures : la figure 1 est une vue 3D d'un modèle d'ensemble. La figure 2 est une vue en coupe du modèle (section A-A). La figure 3 est une vue d'ensemble du modèle.In the case where this coolant flow is not in contact with the wax container of the thermostatic valve, due to the delay of the heat transfer, the response time of the thermostatic valve takes longer. The increase in temperature heats the wax indirectly and late, therefore the thermostatic valve opens late. In a reverse situation, when the valve is open, in the case where the temperature of the coolant is lower than the effective temperature range of the engine: the temperature of the wax falls late in the same way due to the transfer indirect heat. The valve closes late and lowers the engine temperature. On constructions of this type, the maintenance and stabilization of the engine coolant temperature in the effective temperature range is not always achieved due to this indirect heat transfer to the wax of the thermostatic valve. In the present invention, for the heat to be rapidly transferred between the wax and the coolant, there is a coolant passage surrounding the wax capsule, and to allow the coolant to flow through this passage. , there is a small hole (approximately 2 mm). In this way, the flow of coolant from the engine block is always in contact with the wax capsule and the wax is exposed to the same temperature as the temperature of the engine block. This ensures that the opening and closing movements of the thermostatic valve occur according to the actual engine block temperatures. Description of the Figures The present invention is explained by means of the following detailed figures. The figures are given only as an example. In these figures: FIG. 1 is a 3D view of an overall model. Figure 2 is a sectional view of the model (section A-A). Figure 3 is an overview of the model.

25 La figure 4 est une vue en coupe du modèle (section B-B). La figure 5 est un exemple d'application de l'invention : position fermée de la vanne thermostatique. La figure 6 est un exemple d'application de l'invention : position ouverte de la vanne thermostatique.Figure 4 is a sectional view of the model (section B-B). FIG. 5 is an example of application of the invention: closed position of the thermostatic valve. FIG. 6 is an example of application of the invention: open position of the thermostatic valve.

30 La figure 7 est une vue en coupe (C-C) de l'application montrant l'écoulement de liquide de refroidissement. La figure 8 est une vue en coupe (D-D) de l'application montrant la vue d'ensemble du passage de liquide de refroidissement.Fig. 7 is a sectional view (C-C) of the application showing the flow of coolant. Figure 8 is a sectional view (D-D) of the application showing the overview of the coolant passage.

35 Description des références 3029566 4 1 Actionneur thermique (comprenant la cire, la capsule de cire, le piston) 2 Joint d'étanchéité 3 Vanne 4 Bâti 5 5 Ressort 6 Capot 7 Boîtier 8 Passage de liquide de refroidissement 9 Orifice 10 Description de l'invention La capsule de cire est remplie du composé de cire et cela entraîne la dilatation d'une tête de piston de la capsule de cire grâce à des températures, ce mécanisme est dénommé 15 actionneur thermique (1), la dilatation et le retrait du composé de cire à l'intérieur de la capsule, grâce au changement de température, créent un mouvement linéaire sur le piston de l'actionneur thermique (1), la tête de piston étant placée sur le boîtier (7), à un axe vertical vers le haut ou vers le bas. L'actionneur thermique (1) est installé parmi les goupilles à l'intérieur de la cannelure de la vanne (3), de façon à ce qu'ils se déplacent ensemble. Le 20 mouvement de l'actionneur thermique ouvre ou ferme la vanne (3). Il existe un joint d'étanchéité (2) sur la vanne (3), afin d'obstruer l'écoulement de liquide de refroidissement du bloc moteur vers le radiateur entre la vanne (3) et le boîtier (7), lorsque la vanne est en position fermée (figure 5).35 Description of part numbers 3029566 4 1 Thermal actuator (including wax, wax capsule, piston) 2 Seal 3 Valve 4 Frame 5 5 Spring 6 Cover 7 Housing 8 Coolant passage 9 Port 10 Description of the housing The wax capsule is filled with the wax compound and this results in the expansion of a wax capsule piston head by means of temperatures, this mechanism is referred to as the thermal actuator (1), the expansion and removal of the wax capsule. composed of wax inside the capsule, thanks to the change of temperature, create a linear movement on the piston of the thermal actuator (1), the piston head being placed on the housing (7), at a vertical axis upwards or downwards. The thermal actuator (1) is installed among the pins inside the flute of the valve (3), so that they move together. The movement of the thermal actuator opens or closes the valve (3). There is a seal (2) on the valve (3) to obstruct the coolant flow from the engine block to the radiator between the valve (3) and the housing (7) when the valve is in the closed position (Figure 5).

25 La vanne (3) est guidée en coulissement à l'intérieur du bâti (4). La vanne (3) réalise son mouvement axial avec l'actionneur thermique (1) à l'intérieur du bâti (4). Le piston de l'actionneur thermique (1) est placé sur le boîtier (7) et le bâti est placé sur le capot (6) (figures 5, 6 et 7).The valve (3) is slidably guided within the frame (4). The valve (3) carries out its axial movement with the thermal actuator (1) inside the frame (4). The piston of the thermal actuator (1) is placed on the housing (7) and the frame is placed on the hood (6) (Figures 5, 6 and 7).

30 Dans la présente invention, il existe un passage (8) entre l'actionneur thermique (1) et la vanne (3) pour le liquide de refroidissement. Les orifices (9) génèrent un écoulement entourant l'actionneur thermique (1) en continu du bloc moteur au radiateur sur le moteur. Puisque l'écoulement de liquide de refroidissement entoure l'actionneur thermique (1), le transfert de chaleur est obtenu directement pour l'actionneur thermique (1) (figure 7).In the present invention, there is a passage (8) between the thermal actuator (1) and the valve (3) for the coolant. The orifices (9) generate a flow surrounding the thermal actuator (1) continuously from the engine block to the radiator on the engine. Since the coolant flow surrounds the thermal actuator (1), the heat transfer is obtained directly for the thermal actuator (1) (Fig. 7).

35 L'augmentation de la température du liquide de refroidissement chauffe le composé de cire à X029566 5 l'intérieur de l'actionneur thermique (1), la dilatation du composé de cire à l'intérieur de l'actionneur thermique déplace le piston et ouvre la vanne (3) sans temps de réponse tardif (figure 6). L'ouverture de la vanne (3) génère un passage pour le liquide de refroidissement entre la vanne (3) et le boîtier (7) du bloc moteur au radiateur pour refroidir le 5 liquide de refroidissement au niveau du radiateur. Dans le cas où la température du liquide de refroidissement chute, le composé de cire perd du volume à l'intérieur de la capsule de cire et la force du ressort (5) ferme la vanne (3).Increasing the temperature of the coolant heats the wax compound to the inside of the thermal actuator (1), the expansion of the wax compound inside the thermal actuator displaces the piston and opens the valve (3) without late response time (Figure 6). The opening of the valve (3) generates a passage for the coolant between the valve (3) and the engine block housing (7) to the radiator to cool the coolant at the radiator. In the case where the temperature of the coolant drops, the wax compound loses volume inside the wax capsule and the force of the spring (5) closes the valve (3).

Claims

REVENDICATIONS1. Ensemble de vanne thermostatique pour la circulation de refroidissement d'un moteur à combustion interne, comprenant un actionneur thermique (1) installé à l'intérieur de la vanne (3), un joint d'étanchéité (2) placé sur la vanne (3), qui obstrue l'écoulement de liquide de refroidissement du bloc moteur vers le radiateur en position fermée de la vanne (3), un bâti (4) placé sur le carter (6) et un ressort (5), qui force la vanne à se fermer lorsque la température du liquide de refroidissement chute.REVENDICATIONS1. Thermostatic valve assembly for the cooling circulation of an internal combustion engine, comprising a thermal actuator (1) installed inside the valve (3), a seal (2) placed on the valve (3) ), which obstructs the coolant flow from the engine block to the radiator in the closed position of the valve (3), a frame (4) placed on the housing (6) and a spring (5), which forces the valve to close when the coolant temperature drops.

2. Ensemble de vanne thermostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un orifice (8) sur la vanne (4) pour faire passer l'écoulement de liquide de refroidissement du bloc moteur vers le radiateur et doté d'un passage (8) entre l'actionneur thermique (1) de sorte que le liquide de refroidissement entoure l'actionneur thermique (1) pour un transfert de chaleur direct avec un temps de réponse rapide.2. Thermostatic valve assembly according to claim 1, characterized in that it comprises an orifice (8) on the valve (4) for passing the flow of coolant from the engine block to the radiator and provided with a passage (8) between the thermal actuator (1) so that the coolant surrounds the thermal actuator (1) for direct heat transfer with a fast response time.