[發明專利]內燃發動機的液體冷卻系統

有效

• 申請號: 200910003648.3
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101487415A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 凱文·P·奧佛萊恩;喬迪·M·斯萊克
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 衷誠宣

技術領域

本發明涉及用于往復式內燃發動機的液體冷卻系統，具體涉及帶恒溫閥的內燃發 動機液體冷卻系統。

背景技術

汽車內燃發動機在多種溫度極限內操作。冷卻系統的第一任務是保持發動機的操 作溫度在相對較窄的范圍之內。當排氣排放控制要求變得嚴格時，增加了該功能的重 要性。

除了控制發動機在暖機之后操作的最終溫度之外，冷卻系統還期望地提供發動機 的快速暖機以便盡可能快地向車輛乘員艙提供熱量。為達此目的，冷卻劑通過旁路循 環，該旁路允許冷卻劑移動通過發動機，而不通過一般稱為散熱器的空氣-液體熱交 換器。一旦發動機達到期望的操作溫度時，開始通過散熱器的流。

在旁路流動和通過散熱器流動之間的切換必須仔細控制以便避免不期望的瞬態 流動工況，如閥錘擊(valve?hammer)，該工況的特征為閥盤的高頻落座和升起。這 表現為所知的恒溫溫度控制裝置的問題。

期望具有一種帶恒溫閥的冷卻系統，該恒溫閥允許在發動機的暖機期間，具體地 在從旁路到完全流過散熱器的轉換期間允許精確控制冷卻劑溫度和流量。

發明內容

根據本發明的一個方面，內燃發動機的液體冷卻系統包括冷卻劑泵、空氣-液體 熱交換器、及允許冷卻劑從冷卻泵循環到發動機而不通過熱交換器的旁路回路。恒溫 器殼體與冷卻劑泵以及熱交換器和旁路回路操作連接。安裝在恒溫器殼體中的恒溫閥 包括用于控制冷卻劑泵和熱交換器之間的冷卻劑流量的溫度響應主閥元件和連接到 主閥元件用于控制通過旁路的冷卻劑的流量的旁路流量控制裝置。旁路流量控制裝置 包括具有配置為與閥座線性接觸的圓錐形的環狀密封表面的彈性負載閥盤。

根據本發明的另一個方面，閥盤還包括在閥盤上形成的多個持續開啟的旁路孔。 該閥盤本身安裝在從溫度響應元件延伸且操作主閥元件的閥桿(stem)上。

根據本發明的另一方面，恒溫閥至少具有第一位置和第二位置，在第一位置主閥 元件關閉，旁路流量控制裝置開啟到最大程度，在第二位置主閥元件開啟，旁路流量 控制裝置開啟到最小程度。

根據本發明的另一方面，旁路流量控制裝置包括具有配置為與結合在恒溫器殼體 中的閥座線性接觸的圓錐形的環狀密封表面的閥盤。換句話說，旁路流量控制裝置包 括具有配置為與恒溫器殼體的閥座楔入接觸的截頭圓錐形的環狀密封表面的彈簧負 載的閥盤。

根據本發明的液體冷卻系統的一個優點是在不包括發動機的散熱器的旁路流動 和包括散熱器的完全流動之間的切換是以避免不期望的溫度漂移的方式控制。

根據本發明的液體冷卻系統的又一個優點是相比較于現有技術的閥，該恒溫閥表 現出較高的耐用性。

閱讀本說明書，本發明的其他優點以及特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是具有根據本發明的冷卻系統的V型發動機的分解透視圖。

圖2是根據本發明的一個方面的恒溫閥的截面圖；相對于流過發動機的散熱器圖 2的閥處于關閉位置，但旁路流量控制裝置處于開啟位置。

圖3是類似于圖2的截面圖，但示出恒溫閥的主閥元件處于開啟位置，允許流過 發動機的散熱器，但旁路流量控制裝置處于關閉位置，其中流過旁路的液體僅通過一 系列孔流動。

具體實施方式

如圖1所示，發動機10具有汽缸體11，在汽缸體11上安裝一對汽缸蓋12，僅 示出汽缸蓋12中的一個。發動機10還包括冷卻劑泵14、冷卻劑跨越管16、空氣- 液體熱交換器(“散熱器”)18、及一系列軟管。冷卻劑基本上從冷卻劑泵14循環 通過汽缸體11和向上通過汽缸蓋12。在移動通過汽缸蓋12之后，冷卻劑流進恒溫 器殼體26中，恒溫器殼體26如其名稱暗示，為恒溫閥34，包括旁路閥座72(圖2 和圖3)提供安裝位置。如圖3所示當恒溫閥34處于開啟位置時，冷卻劑向上流過 恒溫閥34，然后通過冷卻劑出口30和上部散熱器軟管20，然后進入散熱器18。冷 卻的流體然后移動通過下部散熱器軟管24且然后通過冷卻劑泵14。離開冷卻劑泵14， 流體通過汽缸體11流回，如上所述。