完全关闭时无热敏蜡填充体直接或间接冷却的节温器组件
技术领域
本发明涉及一种在发动机冷却系统中使用的节温器组件，具体涉及冷却系统的温度控制的改进。
现有技术中，在节温器处于完全关闭位置时通过移动阀结构关闭散热器进口，从而防止散热器进口通道中相对较冷的冷却液撞击到热敏蜡填充体上。因此，相对较冷的冷却液积聚在散热器进口通道处。尽管散热器进口关闭，但相对较冷的冷却液和热敏蜡填充体之间仍存在热传递。在现有技术中，热敏蜡填充体的延伸形成了一种阀结构来使得散热器进口关闭，从而导致了流经它自身的相对较冷的冷却液与热敏体之间进行热传递。这种现象使热敏体在节温器处于完全关闭位置时受到散热器进口通道中积累的相对较冷的冷却液的间接影响。被相对较冷的冷却液间接影响的热敏体无法检测到再循环的旁通回路的冷却液的实际温度，并将根据不准确的温度信息进行动作。这使得发动机冷却系统的温度控制不再准确。
本发明提供了一种节温器组件，其在节温器处于完全关闭位置时不直接或间接地对热敏蜡填充体进行冷却。与本领域的节温器组件的阀结构不同，本发明的阀结构由具有低导热率的化合物制成，例如橡胶或塑料。橡胶或塑料阀结构可阻止热敏蜡填充体与散热器进口通道中相对较冷的冷却液之间进行热传递。此外，在节温器处于完全关闭位置时，本发明的阀结构上的密封元件通过在散热器进口处提供密封来防止前述的较冷的冷却液从散热器进口通道泄漏到热敏本体上。
背景技术
没有一种技术可以将内燃机燃料中的化学能完全转化为机械能。大部分的化学能转化为运动部件之间产生的热能以及摩擦能而损失了。而摩擦能也最后也转化为热能。因此，能量从化学转化为机械的效率低下会导致多余的热量积聚在发动机和发动机零件上。在极端情况下，多余的热量会导致发动机端发动机部件损坏。
辆的发动机在发动机处于它的最佳效率对应的特定温度范围内时便于工作。因此，对于车辆而言对发动机和发动机部件的适当冷却非常重要。冷却操作由车辆的发动机冷却系统提供。
发动机冷却系统具有两个通过节温器组件相互连接的子回路。第一冷却液循环回路被称为旁通回路，当发动机冷却液温度足够冷(低于第一阈值温度)时，旁通回路通过循环泵和发动机通道。前述的发动机通道包括穿过曲轴箱的通道和穿过曲轴箱盖的通道。当发动机冷却液温度足够热(高于前述的第一阈值温度)时，冷却液也开始流过第二冷却液循环回路。前述的第二冷却液循环回路被称为热交换回路，其通过包括散热器翼片的散热器通道以及前述的循环泵和发动机通道。发动机和发动机零件的多余热量被流经发动机通道的冷却液吸收，当再循环的发动机冷却液温度非常高(高于第二阈值温度)时，旁通回路的流将不再存在。此时，冷却液只流过热交换回路，并通过风和通过轴流风扇迫使空气在散热器的散热片上流动的额外气流而进行冷却。因此，多余的热量被具有散热片的散热器通道吸收，进而从发动机和发动机部件上被去除并释放到环境中。前述的节温器组件根据发动机通道中的冷却液的温度控制冷却液以不同的速率流过这些子回路，以保持最佳的发动机工作温度。因此，节温器组件的实例应该能够方便地控制前述的流速。这种节温器通常至少是三通的形式，以便能够实现连通关系的改变，其中第一路来自发动机通道，第二路来自散热器通道，最后第三路进入发动机通道。
前述的节温器组件内的热致动器包括热敏蜡填充体、安装在前述的主体上的阀结构和一个可移动活塞。前述的热敏蜡填充体是通过铆接导热容器和弹性橡胶膜片而构成的液压系统，该液压系统内部具有一种称为蜡化合物的液压液体。前述的活塞向外插入到膜片的凹槽中。前述的液压液体与再循环的发动机冷却液之间的温度差将导致热传递，该热传递通过与冷却液和液压液体均接触的导热蓄热表面进行。该热传递继续进行，直到液压液体的温度等于再循环的发动机冷却液的温度。其中，再循环的发动机冷却液的温度由前述的热敏蜡填充体进行检测。这意味着，再循环的发动机冷却液的温度升高将导致液压流体的温度升高，并且同样地，再循环的发动机冷却液的温度降低将导致液压流体的温度降低。
当热致动器处于关闭位置时，发动机冷却液温度能够使发动机高效工作。在此关闭位置，热致动器的长度最小。在热致动器的关闭位置期间，安装在热敏蜡填充体上的阀结构使得前述的节温器组件的散热器进口关闭，该散热器进口的关闭防止了相对较冷的冷却液从散热器通道流向发动机通道。由此，再循环的发动机冷却液仅在第一冷却液循环回路中持续流动，此种仅允许发动机冷却液流过旁通回路的节温器位置被称为节温器完全关闭位置。
当发动机冷却液温度足够高(达到第一阈值)时，热敏蜡填充体内的蜡开始膨胀，液压液体体积的增加导致弹性膜片结构收紧，这使得活塞向前运动。然而，由于存在一个限制活塞端部向前运动的结构，活塞端不再向前运动，而热敏蜡填充体以及接合的阀结构产生了向后运动。
当发动机冷却液温度达到为节温器组件定义的最高温度值(第二阈值)时，节温器组件内的热致动器也将达到其最大长度，从而让阀结构关闭旁路进口。旁路进口的关闭使得所有的冷却液仅流过包括散热器通道和发动机通道的第二冷却液循环回路，该第二冷却液循环回路被称为热交换回路。由此，发动机冷却液继续在第二冷却液循环回路中循环流动，直到冷却液温度再次降低到第二阈值发动机温度以下。使发动机冷却液仅流过热交换回路的节温器组件位置被称为节温器完全开启位置。
在热致动器的长度介于最大值和最小值之间时，节温器组件使得发动机冷却液可以在两个冷却液循环回路中流动，该使得发动机冷却液流过旁通回路和热交换回路的节温器组件位置被称为节温器部分开启位置。
当流经第一循环回路和第二循环回路的冷却液的温度均降低到第一阈值温度以下时，由于冷却液与液压液体之间的热传递，热敏蜡填充体内的液压液体的温度也将降低，而液压液体温度的降低将导致液压液体压力的降低。由此，因压力下降而引起的液压液体收缩将使液压液体的体积减小，而液压液体体积的减小将导致膜片结构向后移动，使得插入膜片的凹槽中的活塞也会向后移动。于是，热致动器再次变为其最小长度值，使得节温器组件的散热器进口关闭。
本领域的节温器组件处于完全关闭位置时，尽管散热器进口被阀结构关闭，热敏蜡填充体依然间接地受到散热器进口通道中相对较冷的冷却液的影响。在散热器进口关闭时，通过热敏体伸长而形成的节温器组件的导热阀结构将导致相对冷的冷却液和热敏体内的液压液体之间进行间接的热交换。在节温器组件处于完全关闭位置时，散热器进口通道内较冷的冷却液与热敏体内的液压液体之间不应有任何热传递，以使热敏蜡填充体能够更准确地检测冷却液的温度。
文献US5727729的目的是在节温器处于完全打开位置时，防止相对较冷的冷却液从散热器的底部软管(散热器进口)进入节温器组件时直接冲击在热敏蜡填充体上，其具有两个连接到温度响应的阀致动装置上的阀构件。第一阀构件用于调节从散热器进口到出口的冷却液的流量，而第二阀构件用于调节从旁路进口到出口的流量。前述的第一阀构件被设置成从前述的阀致动装置向外延伸，从而使通过散热器进口通道进入节温器组件的相对较冷的冷却液远离阀致动装置内的热敏蜡填充体。但是，即使散热器进口完全关闭，由于第一阀构件的存在，节温器组件依然会受到散热器进口通道中相对较冷的冷却液的间接影响。即使处于节温器完全关闭位置，由于从热敏蜡延伸出的第一阀构件的导热特性，热敏蜡填充体内的液压液体与散热器进口通道内相对较冷的冷却液之间的依然会进行交流(热传递)。第一阀构件延伸部分存在热传导，使得热敏蜡填充体内的液压流体受到底部散热器软管内相对较冷的冷却液的间接影响。在节温器处于完全关闭位置时，这种由底部散热器软管内的相对较冷的冷却导致的热敏蜡填充体与液压液体的间接冷却，将会阻止节温器组件检测流过发动机通道的发动机冷却液的实际温度。
综上所述，现有技术中还不存在能够在完全关闭位置时防止散热器进口通道中的相对较冷的冷却液间接地对热敏蜡填充体进行冷却的节温器。因此，需要本发明的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节温器组件，其节温器处于完全关闭位置时可以防止热致动器的热敏蜡填充体受到散热器进口通道中相对较冷的冷却液的直接或间接影响。本领域中的节温器组件具有阀结构，该阀结构由从热敏蜡填充体延伸的阀元件形成。因此，即使节温器处于完全关闭位置时，热敏体与前述的散热器进口通道中的前述的相对较冷的冷却液之间的热传递也能继续通过阀结构的导热阀元件进行。
本发明提供的节温器组件中，当节温器处于完全关闭位置时，安装在热敏蜡填充体上的橡胶或塑料阀结构不允许散热器进口通道中的前述的相对较冷的冷却液与热敏体之间进行任何间接热传递，而位于阀结构上的密封元件不允许其进行任何直接传热。因此，本发明确保了热敏体在节温器处于完全关闭位置时仅能检测再循环的发动机冷却液的温度。与具有现有技术中的节温器组件的发动机冷却系统不同，本发明提供了一种可以更精确地运转的发动机冷却系统。
附图说明
图1a是本发明的节温器组件的密封元件和阀结构的透视图，其中，前述的阀结构的顶部具有便于密封元件安装的凹槽。
图1b是本发明的阀结构的透视图，其中，前述的密封元件位于前述的凹槽上。
图2a和图2b是本发明的安装在热致动器上的阀结构的透视图。
图2c是本发明的安装在热致动器上的阀结构的剖视图。
图3是本发明的节温器处于完全关闭位置时节温器组件的剖视图。
图4是本发明实施例中节温器组件的分解透视图。
图5是现有技术的节温器组件的剖视图，图中示出了由热敏蜡填充体延伸而形成的阀结构，由于该阀的结构是传统节温器组件内热致动器蜡填充体的延伸，因此即使节温器处于完全关闭位置，热敏蜡填充体与散热器进口通道中相对较冷的冷却液之间的热传递将继续通过导热的阀结构间接进行。
附图标记
10.阀结构
11.槽
20.密封元件
30.节温器组件
31.旁路进口
32.散热器进口
33.出口
34.主体
35.盖体
36.阀体座
37.弹簧
38.热致动器。
具体实施方式
本发明提供了一种节温器组件(30)，其具有不导热的阀结构(10) 以及位于前述的阀结构(10)的顶部上的密封元件(20)的，从而防止在节温器处于完全关闭位置时对热敏蜡填充体(38.2)进行直接或间接的冷却。
关闭散热器进口(32)的目的是，当再循环的发动机冷却液温度达到利于发动机有效工作的温度时，可以防止相对较冷的冷却液从散热器通道流向发动机通道。
在节温器处于完全关闭位置时，尽管散热器进口(32)的关闭阻止了相对较冷的冷却液直接冲击在热敏蜡填充体(38.2)上而流过热交换回路，但现有技术中的阀结构(10)是由热敏蜡填充体(38.2) 延伸而形成的，这使得热敏蜡填充体(38.2)间接受到散热器进口(32) 通道中相对较冷的冷却液的影响。因此，热敏蜡填充体(38.2)无法检测到实际的发动机冷却液温度，在极端情况下，还会导致发动机通道中的冷却液沸腾。
本发明提供一种具有改进的阀控制的节温器组件(30)，其在节温器处于完全关闭位置时可以防止热敏蜡填充体(38.2)被直接和间接冷却。在节温器处于完全关闭位置时，本发明的前述的阀结构(10) 防止了热敏蜡填充体(38.2)与散热器进口(32)通道中相对较冷的冷却液之间的直接和间接的热传递。设置在阀结构(10)上的环形的凹槽(11)上的环形的密封元件将阀体座(36)结合到盖体(35)内表面，从而实现散热器进口(32)的密封，因此，从散热器进口(32) 通道到热敏蜡填充体(38.2)以及发动机通道上的冷却液泄漏量都相对较低。而且，现有技术中，由于散热器进口(32)通道中的相对较冷的冷却液与热敏蜡填充体(38.2)之间通过导热的阀结构(10)发生热传递而使得热敏蜡填充体(38.2)被间接冷却的情况，可以被本实施例中由非导热材料制成的阀结构(10)防止。此外，前述的密封元件(20)也由非导热材料制成。由此，包括前述的阀结构(10)和在前述的阀结构(10)上的前述的密封元件(20)的本发明的节温器组件(30)提供了具有更好的温度控制的发动机冷却系统，其能够仅根据再循环的发动机冷却液温度进行运行。
图1至图5的附图内容可以提供对本发明的更好的理解。在图 1a中示出了前述的密封元件(20)以及包括前述的凹槽(11)结构的前述的阀结构(10)的透视图。在图1b中示出了前述的密封元件(20) 与前述的阀结构(10)组合后的透视图。
在图2a和图2b中示出了安装在热致动器(38)上的前述的阀结构(10)的不同透视图。在图2c中示出了安装在热致动器(38)上的前述的阀结构(10)的剖视图。
在图3中示出了节温器组件(30)处于完全关闭位置时节温器组件的剖视图。虽然图3中的前述的节温器组件(30)具有三条通路：旁路进口(31)、散热器进口(32)以及出口(33)，但是在其他实施例中，本实施例的阀结构(10)也可以用于其他所有形式的节温器组件。
在节温器处于完全关闭位置时，利用本实施例提供的设置在阀体座(36)上的阀结构(10)可以防止冷的冷却液从散热器进口(32) 流到热敏蜡填充体(38.2)上。此外，在节温器处于完全关闭位置时，通过安装在前述的阀结构的凹槽(11)上的密封元件(20)可以防止现有技术中由于前述的阀结构(10)和阀座(36)之间存在的间隙而发生的冷却液泄漏的情况。密封元件(20)的材料比阀结构(10)和盖体(35)的都更有弹性，因此，在节温器处于完全关闭位置时，密封元件(20)通过延展到阀结构(20)和阀座(36)之间的所有间隙之中，从而提供高密封性。而且，与现有技术的节温器组件(30)的导热性的阀结构(10)不同，本实施例提供的阀结构(10)和前述的密封元件(20)均是由非导热材料制成的。图4示出了本发明节温器组件(30)的分解透视图，该图4示出了在组装阶段的具有凹槽(11) 结构的阀结构(10)以及将被设置在凹槽上的密封元件(20)。
图5中示出了现有技术的节温器组件(30)的剖视图，该组件具有由热敏蜡填充体(38.2)的延伸部分形成的导热的阀结构(10)。实际上，所有阀结构(10)的主要目的都是为了在节温器处于完全关闭位置时关闭散热器进口(32)，从而防止热量通过散热器进口(32)进行传递。尽管在节温器处于完全关闭位置时，由热敏蜡填充体 (38.2)延伸而形成的现有技术阀结构(10)可以阻止通过散热器进口(32)而进行的直接传热，但是，其仍然存在通过导热的阀结构(10) 从散热器进口(32)进入的间接热传递。现有技术中，由热敏蜡填充体(38.2)的延伸形成的导热的阀结构(10)将导致热敏蜡填充体(38.2) 与散热器进口(32)通道中相对较冷的冷却液之间进行热传递。
