Термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 Р 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

° llPN ГКНТ СССР

,1690 ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ы (21) 4881120/06 (22) 11.11,90 (46) 30.06.92. Бюл, N 24 (75) А.М.Божок, Н,Н.Клевцов и А.Д.Божок (53) 621.43-71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

M-659774,,кл. F 01 P 7/16, 1979, (54) ТЕРМОСТАТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Назначение: изобретение относится к области двигателестроения, а именно к сис„„5U „„1744283 Al темам охлаждения двигателя внутреннего сгорания, Сущность изобретения заключается в следующем: при резком повышении температуры рабочей жидкости в системе охлаждения повышается давление в сильфоне 5, при атом в сильфоне 2 подвижный фланец 4 будет перемещаться вверх, но с меньшей скоростью, чем клапан 6. По мере выравнивания температуры легкокипящей жидкости расстояние между подвижным фланцем 4 и вспомогательным клапаном 6 уменьшится, ил.

1744283

10

Изобретение относится. к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам, ускоряющим прогрев рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания и автоматически поддерживающим ее температуру в заданных пределах.

Известен термастат системы жидкостного охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, содержащий основной клапан, в седле которого выполнен перепускной канал, и дополнительный клапан, размещенный в канале и выполненный в виде термобаллона, Недостатком известного термостата являются низкие динамические показатели автоматического регулирования температуры жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания, Цель изобретения — улучшение динамических показателей.

Указанная цель достигается тем, что термастат обеспечивает автоматическое регулирование температуры рабочей жидкости по сигналам, пропорциональным как изменению температуры, так и скорости ее изменения, Для этого термосуат, содержащий корпус, основной сильфон, жестко связанный одним торцом с корпусом, а другим — с подвижным фланцем, имеющим дросселирующее отверстис, вспомогательный клапан со штоком и основной клапан, дополнительно снабжается наружным сильфоном, охватывающим основной сильфон и установленным с возможностью образования между ними полости, заполненной текучей средой, вспомогательным и внутренним, размещенным в последнем, сильфонами с первым и вторым контактными торцами и средним подвижным фланцем с осевой тягой, причем первые контактные торцы соответственно вспомогательного и внутреннего сильфонов подсоединены к вспомогательному клапану, второй контактный торец вспомогательного сильфона связан с подвижным фланцем, средний подвижный фланец подключен с одной стороны к второму контактному торцу внутреннего сильфона, а с другой — к подвижному фланцу посредством осевой тяги, Такая конструкция термостата приводит к тому, что при резком изменении температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя температура легкокипящей жидкости в основном сильфоне, из-за наличия между ним и наружным сильфоном текущей среды с меньшим коэффициентом теплопроводности, будет изменяться медленнее, чем во вспомогательном сильфоне, обуславливая в последнем более интенсивное изменение давления, В результате вспомогательный клапан будет перемещаться на величину, пропорциональную изменению температуры рабочей жидкости в системе охлаждения. Кроме того, из-за отличающегося давления легкокипящей жидкости в основном сильфоне его подвижный фланец будет перемещаться со сравнительно меньшей скоростью, чем вспомогательный клапан, задер>кивая при этом через осевую тягу средний подвижный фланец, повышая во вспомогательном сильфоне давление легкокипящей жидкости еще на дополнительную величину, обеспечивая вспомогательному клапану дополнительное перемещение, пропорциональное скорости изменения температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя.

Таким образом, в переходном процессе изменения температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя перемещение как вспомогательного, TBK и основного клапанов будет состоять из двух перемещений: первого перемещения, пропорционального изменению температуры рабочей жидкости в системе охла>кдения двигателя, и второго перемещения, пропорционального скорости ее изменения, В случае стабилизации температуры рабочей жидкости в системе охлаждения выравниваются температура и давление легкокипящей жидкости в основном и вспомо ательном сильфонах. В результате подвижный фланец и вспомогательный клапан займут исходное положение. изменяя при этом обьем полости вспомогательного сильфона и давление в нем легкокипя щей жидкости на величину, про пор ционэfiьную составляющей скорости изменения температуры охлаждающей жидкости. Это обуславливает исчезновение скоростной составляющей перемещения вспомогател ьного клапана и он будет находитьсч в положении, соответствующем перемещению, пропорциональному только изменению температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя.

При медленн ом изменении теплового состояния охлаждающей жидкости в двигателе исполнительные клапаны термостата будут перемещаться под действием сигналов, пропорциональных только изменению ее температуры, На чертеже показан термостат, разрез.

Термостат содержит корпус 1, с которым жестко связаны одними торцами основной 2 и наружный 3 сильфоны, а другие торцы их — с подвижным фланцем 4. Фланец

4 связан с вторым контактным торцом вспомогательного сильфона 5, первый контакт1744283

30

40

55 ный торец которого подсоединен к вспомогательному клапану 6 и к полому штоку 7 с основным клапаном 8. С клапаном 6 первым контактным торцом также связан расположенный внутри вспомогательного сильфона

5 внутренний сильфон 9, другой торец которого подключен с одной стороны к среднему подви>кному фланцу 10, а с другой — к подвижному фланцу 10 посредством осевой тяги i i подвижный фланец 4, Полость а, образованная основным 2 и наружным 3 сильфонами, корпусом 1 и подвижным фланцем 4, заполнена текучей средой {например, воздухом или другим веществом), коэффициен теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок сильфонов.

Полость b, образованная основным сильфоном 2, коопусам 1 и подвижным фланцем 4, а также по locTb с, образованная подвижным фланцем 4, средним подвижным фланцем 10, вспомогательным 5, внутренним сильфоном 9 и вспомогательным

5клапаном б, заполнены легкокипящей

ЖИДКОСТЬЮ.

Для прямого и обратного перепуска легкокипящей жидкости из полости b в полость с, обеспечивающего при стабилизации теплового состояния рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя исчезновение с определенной быстротой составляющей перемещения клапанов, пропорциональной скорости изменения температуры, в подви>кном фланце 4 выполнено дросселирующее отверстие 12, Термастат pd6073el следующим образом, При резком повышении температуры рабочей жидкости B системе охлаждения двигателя, обусловленном, например, резким увеличением прикладываемой к нему внешней нагрузки, из-эа наличия термического сопротивления среды в полости а нагрев легкокипящей жидкости, а следовательно, ее давление в основном сильфоне 2, будут нарастать медленнее, чем в полости с вспомо<-ател ь ного сил ьфона 5.

В результате повышения давления в сильфоне 5 вспомогательный клапан 6 будет перемещаться вверх с определенной скоростью и на величину, пропорциональ-, ную изменению емпературы рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя. При этом из-за низшего давления легкокипящей жидкости в сильфане 2 подвижный фланец

4 будет перемещаться также вверх, íî со сравнительно меньшей скоростью, чем вспомогательный клапан 6, придерживая через осевую тягу 11 средний подвижный фланец 10 и одновременно повышая в сильфоне 3 давление легкокипящей жидкости еще на дополнительную величину, тем самым обеспечивая вспомогательному клапану 6 дополнительное перемещение, которое пропорционально скорости изменения температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя, Таким образом, в переходном процессе повышения температуры охлаждающей рабочей жидкости перемещение как вспомогательного 6, так и основного 7 клапанов будет состоять из двух перемещений — первого перемещения, вызванного повышением температуры, и второго перемещения, вызванного скоростью повышения.температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя.

Ло мере выравнивания температуры

J.е гкокип я щей жидкости, обусловленного стабилизацией теплового режима двигателя, а следовательно. ее давления в основном 2 и вспомогательном 5 сильфонах, расстояние между подвижным фланцем 4» вспомогательным клапаном 6 уменьшится.

В результате подвижный 4 и средний подви>кный 10 фланцы подымутся, увеличивая при этом обьем полости с и одновременна уменьшaÿ давление находящейся в ней легкакипящей жидкости на величину, обеспечивающую исчезновение составля ощеи перемещения вспомогательного 6 и основного Я клапанов, пропорциональной скорости повышения температуры, и которые в установившемся тепловом режиме займут положение, соответствующее перемещению, пропорциональному только повышению тем ературы рабочей жидкости в системе охлаждения двигателя.

В случае резкого понижения температуры рабочей жидкости в системе Охла>кдения, обусловленного, например, резким уменьшением прикладываемой к двигателю внешней нагрузки, термастат будет рабатать аналогично, с той лишь разницей, чта выходные перемещения его подвижных деталей будут направлены в противоположную сторону. По мере выравнивания температуры и давления кипящей жидкости в основном 2 и вспомогательном 5 сильфанах, происходит исчезновение составляющей перемещения как вспомогательного 6, так и основного 8 клапанов, и ропорциональной скорости снижения температуры, и тагда клапаны 6 и 8 будут находиться в поло>кении, соответствующем перемещению, пропорциональному только снижению температуры рабочей жидкости .в системе охлаждения двигателя.

В случае медленного повышения температуры рабочей жидкости в системе охлаж1744283

Составитель А.Божок

Редактор И.Касарда Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Заказ 2177 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г, ужгород, ул.Гагарина, 101 дения, также будут медленно увеличиваться нагрев и давление легкокипящей жидкости в сильфонах 2 и 5, что обуславливает перемещение подвижного фланца 4 и вспомогательного клапана 6 с одинаковой скоростью и на одинаковуа величину. В этом случае термостат будет работать по сигналам, пропорциональным только повышению температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя.

В случае медленного снижения температуры, перемещения вспомогательного 6 и основного 8 клапанов будут осуществляться в обратном направлении по сигналам, пропорциональным только уменьшению температуры рабочей жидкости в системе охлаждения двига.геля, Использование термостата позволяет повысить точность автоматического поддержания Оптимального теплового сОстояния двигателя внутреннего сгорания особенно при работе в условиях резко переменных нагрузок, что, в. свою очередь, повышает надежность,. а такжс эксплуатационные показатели, Формула изобретения

Термостате системы охлаждения двигател.- внутреннего сгорания„содержащий корпус, основной сильфон, жестко связанный одним торцом с корпусом, а другим — с подвижным фланцем, имеющим дросселирующее отверстие, вспомогательный кла5 пан со штоком и основной клапан, соединенный через шток со вспомогательным, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических показателей, он снабжен наружным сильфоном, охватываю10 щим основной сильфон и установленным с воэможностью образования между ними по.лости, заполненной текучей средой, вспо: могательным и внутренним, размещенным в последнем, сильфонами с первым и вто15 рым контактными торцами и средним подвижным фланцем с осевой тягой, причем первые контактные торцы соответственно вспомогательного и внутреннего сильфонов подсоединены к вспомогательному клапа20 ну, второй контактный торец вспомогательного сильфона связан с подвижным фланцем, средний подвижный фланец подключн с одной стороны к второму контактному торцу внутреннего сильфона, э с

25 другой — к подвижному фланцу посредством осевой тяги,