Термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: термостат системы охлаждения содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2,3 и 4. Втулка 6 с диаметральной перегородкой 11 и по меньшей мере двумя рядами отверстий 12 и 13 установлена в корпусе. Поворотная заслонка 7 с перепускными прорезями и со сквозным пазом установлена коаксиально втулке. Пружинное разрезное кольцо 8 выполнено из материала с термомеханической памятью формы и одним концом соединено с поворотной заслонкой 7, а другим через шпильку 9 - с втулкой 6. Шпилька 9 размещена в сквозном пазу пружинного разрезного кольца 8. 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения, и может быть использовано при проектировании двигателей внутреннего сгорания и их систем охлаждения.

Известно устройство регулирования температуры для контура охлаждения двигателя внутреннего сгорания, имеющее в качестве исполнительного звена капсулу и поршневой шток с возвратной пружиной, установленный в потоке охлаждающего вещества. Устройство снабжено также другим исполнительным звеном в виде винтовой пружины из металла, причем усилие этой пружины противодействует усилию возвратной пружины [1] Недостатком данного устройства является его малая надежность и долговечность, обусловленные, в свою очередь, недостаточной надежностью и долговечностью исполнительного элемента термосильфона.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа и включающее термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и запорный элемент, связанный с корпусом при помощи пружины, выполненной из материала с термомеханической памятью формы [2] Недостатком данного термостата является его малая эффективность работы, обусловленная, в основном, негативными характеристиками материала, из которого изготовлен исполнительный механизм клапана, а именно данный материал не обеспечивает безгистерезисной его работы, кроме того, конструкция клапана в недостаточной степени обеспечивает стабильность регулирования потока охладителя.

Целью изобретения является как повышение эффективности работы термостата, так его надежности и долговечности при сохранении простоты конструкции и технологичности изделия в целом.

Это достигается за счет того, что в термостате системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и запорный элемент, связанный с корпусом при помощи пружины, выполненной из материала с термомеханической памятью формы, он снабжен втулкой с диаметральной перегородкой и по меньшей мере двумя рядами отверстий, расположенных по обе стороны перегородки, втулка жестко установлена в корпусе с возможностью сообщения с входными патрубками, запорный элемент выполнен в виде поворотной заслонки с перепускными прорезями и со сквозным пазом на боковой поверхности, установленной коаксиально втулке, пружина выполнена в виде разрезного кольца, один конец которого соединен с поворотной заслонкой, а другой через крепежный элемент со втулкой, причем крепежный элемент размещен в сквозном пазу.

Кроме того, термостат может быть снабжен ограничительным элементом, расположенным коаксиально крепежному элементу в сквозном пазу с возможностью взаимодействия с боковыми поверхностями последнего.

Толщина ограничительного элемента может быть выполнена больше глубины сквозного паза, а второй конец разрезного кольца установлен с зазором относительно ограничительного элемента и шарнирно соединен с крепежным элементом, который в свою очередь может быть выполнен в виде шпильки.

Также сквозной паз выполнен в средней части заслонки напротив диаметральной перегородки, которая с целью упрощения технологии может устанавливаться во втулке при помощи резьбового соединения.

На фиг.1 показан термостат, разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Термостат состоит из корпуса 1, входных патрубков 2 и 3, выходного патрубка 4 и терморегулирующего узла 5.

Терморегулирующий узел состоит из неподвижно закрепленной в корпусе термостата втулки 6, поворотной заслонки 7, установленной по периферии втулки коаксиально ей и входным патрубкам, термочувствительной пружины из материала с термомеханической памятью формы (например, сплав на основе марганец-медь), выполненной в виде разрезного кольца 8. Один конец последнего соединен с поворотной заслонкой 7, а другой закреплен на втулке 6 с помощью крепежного элемента, например, в виде шпильки 9.

Коаксиально шпильке 9 установлен ограничительный элемент 10.

Втулка 6 имеет внутреннюю диаметральную перегородку 11, разделяющую полости входных патрубков 2 и 3, которая может быть установлена при помощи резьбового соединения (см. фиг.1, фиг.2), по оси симметрии диаметральной перегородки имеется резьбовое отверстие, в которое ввернута шпилька 9.

Втулка 6 имеет также по меньшей мере два ряда отверстий 12 и 13, при этом отверстия, расположенные во входной части патрубка 2, имеют угловое смещение по отношению к отверстиям, расположенным во входной полости патрубка 3.

Для установки шпильки 9 во втулке 6 в заслонке 7 имеется сквозной паз 14, выполненный на середине боковой поверхности заслонки 7 напротив диаметральной перегородки 11. Сквозной паз 14 выполнен с возможностью поворота заслонки 7 относительно втулки 6 на заданную величину углового смещения, при этом ограничительный элемент 10 выполняет функции подшипника между заслонкой 7 и втулкой 6 и в крайних положениях заслонки упирается в боковые поверхности сквозного паза 14, ограничивая ход заслонки 7. В исходном положении совмещение отверстий 12 и 13 втулки 6 и перепускных прорезей в заслонке 7 обеспечивается прижатием ограничительного элемента 10 к боковой поверхности сквозного паза 14 по предварительной упругой деформации пружинного разрезного кольца 8 при сборке термочувствительного узла 5.

Один конец разрезного кольца 8 неподвижно закреплен на поворотной заслонке 7 с помощью винта 15, другой конец шарнирно прикрепляется шпилькой 9 к втулке 6. Оси винта 15 и шпильки 9 размещены в одной плоскости симметрии втулки 6, заслонки 7 и разрезного кольца 8, обеспечивая симметричное распределение нагрузок при работе терморегулирующего узла 5. Кроме того, шарнирная установка термочувствительного разрезного кольца 8 устраняет неточность изготовления деталей.

Для предотвращения трения между разрезным кольцом 8 и заслонкой 7 ограничительный элемент 10 выступает над поверхностью заслонки, для чего толщина ограничительного элемента 10 выполнена больше глубины сквозного паза 14, одновременно между ограничительным элементом 10 и пружиной 8 имеется зазор.

Во время циркуляции жидкости по малому кругу происходит нагрев разрезного кольца 8 и при достижении заданной температуры термочувствительное пружинное разрезное кольцо, преодолевая усилие предварительной заводки, перемещает заслонку 7 на противоположный упор сквозного паза 14, при этом отверстия в полости патрубка 3 совмещаются с перепускными прорезями-заслонки и жидкость начинает циркулировать по большому кругу (через радиатор).

При изменении температуры жидкости в рабочем диапазоне заслонка находится в промежуточном, между двумя крайними положении.

Конструкция данного термостата обладает более высокой надежностью, меньшими габаритами, большей технологичностью, проще в изготовлении, а также имеет малую себестоимость.

Формула изобретения

1. ТЕРМОСТАТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и запорный элемент, связанный с корпусом при помощи пружины, выполненной из материала с термомеханической памятью формы, отличающийся тем, что он снабжен втулкой с диаметральной перегородкой и по меньшей мере двумя рядами отверстий, расположенных по обе стороны перегородки, втулка жестко установлена в корпусе с возможностью сообщения с входными патрубками, запорный элемент выполнен в виде поворотной заслонки с перепускными прорезями и со сквозным пазом на боковой поверхности, установленной коаксиально втулке, пружина выполнена в виде разрезного кольца, один конец которого соединен с поворотной заслонкой, а другой конец через крепежный элемент связан с втулкой, причем крепежный элемент размещен в сквозном пазу.

2. Термостат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен ограничительным элементом, расположенным коаксиально крепежному элементу в сквозном пазу с возможностью взаимодействия с боковыми поверхностями последнего.

3. Термостат по п.2, отличающийся тем, что толщина ограничительного элемента больше глубины сквозного паза, а другой конец разрезного кольца установлен с зазором относительно ограничительного элемента.

4. Термостат по пп. 1 3, отличающийся тем, что другой конец разрезного кольца шарнирно соединен с крепежным элементом.

5. Термостат по пп. 1 4, отличающийся тем, что крепежный элемент выполнен в виде шпильки.

6. Термостат по пп.1 5, отличающийся тем, что сквозной паз выполнен в средней части заслонки напротив диаметральной перегородки.

7. Термостат по пп. 1 6, отличающийся тем, что диаметральная перегородка установлена во втулке при помощи резьбового соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2