RU129152U1 - THERMOSTAT UNIT WITH QUICK TIME OF OPERATION - Google Patents

Abstract

1. Термостатный клапанный узел для охлаждающей циркуляции двигателя внутреннего сгорания, в котором термоактуатор (1) установлен внутри клапана (3), на клапане (3) расположено уплотнение (2), которое препятствует протеканию охлаждающей жидкости из блока цилиндров в радиатор в закрытом положении клапана (3), рама (4) расположена на крышке (6), а пружина (5) воздействует на клапан для закрывания, когда падает температура охлаждающей жидкости.2. Термостатный клапанный узел по п.1, отличающийся отверстием (8) в клапане (4) для пропускания потока охлаждающей жидкости из блока цилиндров в радиатор и снабжен проходом (8) между термоактуатором (1), для того чтобы охлаждающая жидкость окружала термоактуатор (1) для непосредственной передачи тепла для быстрого времени срабатывания.1. Thermostatic valve assembly for cooling circulation of an internal combustion engine, in which the thermo-actuator (1) is installed inside the valve (3), a seal (2) is located on the valve (3), which prevents the flow of coolant from the cylinder block into the radiator in the closed position of the valve (3), the frame (4) is located on the cover (6), and the spring (5) acts on the valve to close when the coolant temperature drops. 2. Thermostatic valve assembly according to claim 1, characterized by an opening (8) in the valve (4) for passing the flow of coolant from the cylinder block to the radiator and is provided with a passage (8) between the thermo-actuator (1) so that the coolant surrounds the thermo-actuator (1) for direct heat transfer for fast response times.

Description

Область техникиTechnical field

Данная полезная модель относится к термостатному узлу для охлаждающих циркуляционных систем двигателей внутреннего сгорания для стабилизации температуры охлаждающей жидкости в диапазоне, соответствующем конструкции двигателя.This utility model relates to a thermostatic unit for cooling circulating systems of internal combustion engines to stabilize the temperature of the coolant in the range corresponding to the engine design.

Уровень техникиState of the art

В двигателях внутреннего сгорания с жидким охладителем, избыточное нагревание, которое возникает за счет сгорания топлива, переносится посредством охлаждающей жидкости, которая циркулирует по каналам в блоке цилиндров и головке блока цилиндров. За счет этого двигатель может работать в нужном температурном диапазоне. На сегодняшний день, снижение общих выбросов вредных газов в окружающую среду из двигателей внутреннего сгорания является одной из наибольших проблем конструкции вследствие нормативных документов, которые год от года снижают норму допустимых выбросов. В фазах, в которых двигатели функционируют с иными температурами, чем предусмотренный температурный диапазон, двигатели выпускают вредные газы с высокими значениями уровня выброса. По этой причине для того, чтобы обеспечить функционирование двигателя в правильном температурном диапазоне, стабилизация температуры охлаждающей жидкости и температуры двигателя помогает эффективному сжиганию топлива и снижению высвобождения выбросов вредных газов. Поэтому стабилизация температуры двигателя составляет важную проблему исследований конструкций с целью уменьшения норм выброса вредных газов.In internal combustion engines with a liquid cooler, the excess heating that occurs due to the combustion of the fuel is transferred through the coolant that circulates through the channels in the cylinder block and cylinder head. Due to this, the engine can operate in the desired temperature range. Today, the reduction of total emissions of harmful gases into the environment from internal combustion engines is one of the biggest design problems due to regulatory documents, which from year to year reduce the rate of allowable emissions. In phases in which the engines operate at temperatures other than the intended temperature range, the engines release harmful gases with high emission levels. For this reason, in order to ensure that the engine operates in the right temperature range, stabilizing the temperature of the coolant and engine temperature helps to efficiently burn fuel and reduce the emission of harmful gases. Therefore, stabilization of engine temperature is an important problem in structural studies in order to reduce the emission standards of harmful gases.

Термостаты воскового типа являются наиболее обычным решением современных двигателей для удерживания двигателя в должном температурном диапазоне. Их принцип работы основан на расширении воскового соединения по мере повышения температуры. Восковое соединение заполнено внутри восковой капсулы, при этом оно приводит в движение днище поршня восковой капсулы, расширяясь за счет повышения температуры, при этом данный механизм называется термоактуатор (или восковой актуатор). Данное расширение вызывает открывание клапана, которое варьирует в соответствии с конструкцией термостата.Wax-type thermostats are the most common solution for modern engines to keep the engine in the proper temperature range. Their principle of operation is based on the expansion of the wax compound as the temperature rises. The wax compound is filled inside the wax capsule, while it moves the piston crown of the wax capsule, expanding due to an increase in temperature, and this mechanism is called a thermal actuator (or wax actuator). This expansion causes the valve to open, which varies according to the design of the thermostat.

Сгорание в двигателе вызывает избыточное нагревание двигателей и, следовательно, охлаждающей жидкости в термостате. Восковое соединение, сжимаемое внутри ограниченного объема в термоактуаторе, расширяется. Расширение воска составляет прямолинейное движение поршня. Прямолинейное движение поршня открывает клапан, который ориентирует поток охлаждающей жидкости в сторону радиатора с целью снижения температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя.Combustion in the engine causes excessive heating of the engines and, therefore, the coolant in the thermostat. A wax joint compressible within a limited volume in a thermal actuator expands. The expansion of the wax makes a linear movement of the piston. The rectilinear movement of the piston opens a valve that directs the flow of coolant toward the radiator in order to reduce the temperature of the coolant in the engine cooling system.

Передача тепла из двигателя в восковое соединение через охлаждающую жидкость и расширение воскового соединения занимает время, которое называется Время Срабатывания Термостата. В течение данного периода температура двигателя сохраняет увеличивающуюся тенденцию, поскольку термостатный клапан еще не открыт и не пускает поток охлаждающей жидкости в радиатор для охлаждения. В течение данного временного периода срабатывания температура двигателя выше, чем правильная температура работы двигателя, эффективность сгорания топлива является более низкой, а двигатель вынужден работать в условиях повышенной температуры, далекой от конструктивной.The transfer of heat from the engine to the wax compound through the coolant and expansion of the wax compound takes a time called Thermostat Operation Time. During this period, the engine temperature maintains an increasing trend, since the thermostat valve is not yet open and does not allow the flow of coolant into the radiator for cooling. During this time period, the engine temperature is higher than the correct engine operating temperature, the combustion efficiency of the fuel is lower, and the engine is forced to work in conditions of elevated temperature, far from constructive.

При окончании времени срабатывания, термостатный клапан обеспечивает возможность протекания охлаждающей жидкости в направлении радиатора, при этом температура охлаждающей жидкости, а, следовательно, двигателя, падает до указанного расчетного температурного диапазона. Когда температура охлаждающей жидкости падает ниже, чем указанная расчетная температура, термостатный клапан начинает двигаться назад в закрытое положение, по причине сжатия воскового соединения после временного периода срабатывания. Термостатный клапан приходит в закрытое положение и останавливает циркуляцию охлаждающей жидкости в сторону радиатора, при этом охлаждающая жидкость начинает нагреваться. Однако, в течение данного временного периода срабатывания температура двигателя является более низкой, чем надлежащая температура работы двигателя, эффективность сгорания топлива является более низкой, двигатель вынужден работать при более низкой температуре, чем конструктивная.At the end of the response time, the thermostat valve allows the flow of coolant in the direction of the radiator, while the temperature of the coolant, and therefore the engine, falls to the specified design temperature range. When the coolant temperature drops lower than the specified design temperature, the thermostat valve begins to move back to the closed position, due to the compression of the wax compound after a temporary period of operation. The thermostatic valve comes to the closed position and stops the circulation of the coolant towards the radiator, while the coolant begins to heat up. However, during this time period, the engine temperature is lower than the proper engine operating temperature, the fuel combustion efficiency is lower, the engine is forced to operate at a lower temperature than the design temperature.

В случае, когда данный поток охлаждающей жидкости находится вне контакта с восковым сосудом термостатного клапана, вследствие задержки переноса тепла, период срабатывания термостатного клапана занимает продолжительное время. Повышающаяся температура нагревает воск опосредованно или с запозданием, следовательно, термостатный клапан открывается поздно. В противоположной ситуации, пока клапан открыт, в случае, когда температура охлаждающей жидкости ниже, чем эффективный температурный диапазон двигателя: температура воска также падает вниз с запозданием вследствие непрямой передачи тепла. Клапан закрывается с опозданием, и это вызывает более низкую температуру двигателя. В конструкциях данного типа, сохранение и стабилизация температуры охлаждающей жидкости двигателя в эффективном температурном диапазоне не всегда достигается, вследствие данной непрямой передачи тепла воску термостатного клапана.In the case when this coolant flow is out of contact with the wax vessel of the thermostat valve, due to the delay in heat transfer, the response time of the thermostat valve takes a long time. Rising temperatures heat the wax indirectly or late, therefore, the thermostatic valve opens late. In the opposite situation, while the valve is open, in the case when the temperature of the coolant is lower than the effective temperature range of the engine: the temperature of the wax also drops down belatedly due to indirect heat transfer. The valve closes late, and this causes a lower engine temperature. In designs of this type, the preservation and stabilization of the temperature of the engine coolant in the effective temperature range is not always achieved, due to this indirect heat transfer to the wax of the thermostat valve.

В полезной модели, для быстрой передачи тепла между воском и охлаждающей жидкостью, имеется проход для охлаждающей жидкости, окружающий восковую капсулу, который обеспечивает возможность протекания охлаждающей жидкости через данный проход, имеется небольшое отверстие (приблизительно 2 мм). За счет этого поток охлаждающей жидкости из блока цилиндров всегда находится в контакте с восковой капсулой, а воск будет подвергаться воздействию температуры, такой же, как температура блока цилиндров. Это гарантирует, что открывающее и закрывающее движения термостатного клапана происходят согласно реальным температурам блока цилиндров.In the utility model, for quick heat transfer between the wax and the coolant, there is a coolant passage surrounding the wax capsule, which allows the coolant to flow through this passage, there is a small hole (approximately 2 mm). Due to this, the flow of coolant from the cylinder block is always in contact with the wax capsule, and the wax will be exposed to a temperature that is the same as the temperature of the cylinder block. This ensures that the opening and closing movements of the thermostatic valve occur according to the actual temperatures of the cylinder block.

Описание фигурDescription of figures

Данная полезная модель подробно объясняется с помощью следующих фигур. Фигуры представляют собой только пример. На этих фигурах:This utility model is explained in detail using the following figures. The figures are just an example. In these figures:

Фигура 1 - 3D изображение модели узла.Figure 1 - 3D image of the node model.

Фигура 2 - изображение в поперечном сечении модели (поперечное сечение А-А).Figure 2 - image in the cross section of the model (cross section aa).

Фигура 3 - вид модели сверху.Figure 3 is a top view of the model.

Фигура 4 - изображение в поперечном сечении модели (поперечное сечение В-В).Figure 4 - image in the cross section of the model (cross section bb).

Фигура 5 - пример применения полезной модели: закрытое положение термостатного клапана.Figure 5 is an example application of a utility model: the closed position of a thermostatic valve.

Фигура 6 - пример применения полезной модели: открытое положение термостатного клапана.Figure 6 is an example application of a utility model: the open position of a thermostatic valve.

Фигура 7 - изображение в поперечном сечении (С-С) применения, показывающее поток охлаждающей жидкости.Figure 7 is an image in cross section (CC) of the application, showing the flow of coolant.

Фигура 8 - изображение в поперечном сечении (D-D) применения, показывающее вид сверху прохода для охлаждающей жидкости.Figure 8 is a cross-sectional view (D-D) of an application showing a top view of a coolant passage.

Описание ссылочных позицийDescription of Reference Positions

1 Термоактуатор (содержащий воск, восковую капсулу, поршень)1 Thermal actuator (containing wax, wax capsule, piston)

2 Уплотнение2 Seal

3 Клапан3 valve

4 Рама4 frame

5 Пружина5 spring

6 Крышка6 cover

7 Корпус7 Case

8 Проход для охлаждающей жидкости8 Coolant passage

9 Отверстие9 hole

Описание полезной моделиUtility Model Description

Восковое соединение наполнено внутри восковой капсулы, при этом оно приводит в движение днище поршня восковой капсулы, расширяясь под действием температуры, при этом данный механизм называется термоактуатор (1), расширение и сжатие воскового соединения внутри капсулы за счет изменения температуры порождает прямолинейное движение поршня термоактуатора (1), днище которого расположено на корпусе (7) по вертикальной оси вверх или вниз. Термоактуатор (1) установлен на штырях внутри канавки клапана (3), таким образом чтобы они двигались вместе. Движение термоактуатора открывает и закрывает клапан (3). На клапане (3) имеется уплотнение (2) для преграждения протекания охлаждающей жидкости из блока цилиндров в радиатор между клапаном (3) и корпусом (7), когда клапан находится в закрытом положении (фиг.5).The wax compound is filled inside the wax capsule, while it moves the piston bottom of the wax capsule, expanding under the influence of temperature, this mechanism is called the thermoactuator (1), the expansion and contraction of the wax compound inside the capsule due to temperature changes gives rise to a linear motion of the thermoactuator piston ( 1), the bottom of which is located on the housing (7) along the vertical axis up or down. The thermal actuator (1) is mounted on the pins inside the valve groove (3) so that they move together. The movement of the thermal actuator opens and closes the valve (3). On the valve (3) there is a seal (2) to prevent the flow of coolant from the cylinder block into the radiator between the valve (3) and the body (7) when the valve is in the closed position (figure 5).

Клапан (3) направляется внутри рамы (4) с помощью бегунков на раме (4). Клапан (3) совершает осевое движение с термоактуатором (1) внутри рамы (4). Поршень термоактуатора (1) расположен на корпусе (7), а рама расположена на крышке (6) (фигуры 5-6-7).The valve (3) is guided inside the frame (4) using the sliders on the frame (4). The valve (3) performs axial movement with a thermal actuator (1) inside the frame (4). The thermal actuator piston (1) is located on the housing (7), and the frame is located on the cover (6) (figures 5-6-7).

В полезной модели имеется проход (8) между термоактуатором (1) и клапаном (3) для охлаждающей жидкости. Отверстия (9) создают поток, постоянно окружающий термоактуатор (1) от блока цилиндров до радиатора на двигателе. Поскольку поток охлаждающей жидкости окружает термоактуатор (1), передача тепла осуществляется непосредственно на термоактуатор (1) (фигура 7). Повышающаяся температура охлаждающей жидкости нагревает восковое соединение внутри термоактуатора (1), расширение воскового соединения внутри термоактуатора двигает поршень, а он открывает клапан (3) без позднего времени срабатывания (фигура 6). Открывание клапана (3) создает проход для охлаждающей жидкости между клапаном (3) и корпусом (7) в радиатор от блока цилиндров для охлаждения охлаждающей жидкости в радиаторе.In the utility model there is a passage (8) between the thermal actuator (1) and the valve (3) for the coolant. The holes (9) create a flow that constantly surrounds the thermal actuator (1) from the cylinder block to the radiator on the engine. Since the coolant flow surrounds the thermal actuator (1), heat transfer is carried out directly to the thermal actuator (1) (figure 7). The increasing temperature of the coolant heats the wax compound inside the thermal actuator (1), the expansion of the wax compound inside the thermal actuator moves the piston, and it opens the valve (3) without a late response time (figure 6). Opening the valve (3) creates a coolant passage between the valve (3) and the body (7) to the radiator from the cylinder block to cool the coolant in the radiator.

В случае падения температуры охлаждающей жидкости, восковое соединение теряет объем внутри восковой капсулы, а пружина форсирует закрывание клапана (3).In the event of a drop in coolant temperature, the wax compound loses volume inside the wax capsule, and the spring forces closing the valve (3).

Claims (2)

1. Термостатный клапанный узел для охлаждающей циркуляции двигателя внутреннего сгорания, в котором термоактуатор (1) установлен внутри клапана (3), на клапане (3) расположено уплотнение (2), которое препятствует протеканию охлаждающей жидкости из блока цилиндров в радиатор в закрытом положении клапана (3), рама (4) расположена на крышке (6), а пружина (5) воздействует на клапан для закрывания, когда падает температура охлаждающей жидкости.1. Thermostatic valve assembly for cooling circulation of an internal combustion engine, in which the thermal actuator (1) is installed inside the valve (3), a seal (2) is located on the valve (3), which prevents the flow of coolant from the cylinder block into the radiator in the closed valve position (3), the frame (4) is located on the cover (6), and the spring (5) acts on the valve to close when the coolant temperature drops. 2. Термостатный клапанный узел по п.1, отличающийся отверстием (8) в клапане (4) для пропускания потока охлаждающей жидкости из блока цилиндров в радиатор и снабжен проходом (8) между термоактуатором (1), для того чтобы охлаждающая жидкость окружала термоактуатор (1) для непосредственной передачи тепла для быстрого времени срабатывания.

2. Thermostatic valve assembly according to claim 1, characterized by an opening (8) in the valve (4) for passing the flow of coolant from the cylinder block to the radiator and is provided with a passage (8) between the thermal actuator (1), so that the cooling liquid surrounds the thermal actuator ( 1) for direct heat transfer for quick response times.

Images