ТЕРМОСТАТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F01P7/16 

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. Этот элемент установлен в потоке охлаждающего вещества. Устройство снабжено также другим исполнительным звеном в виде винтовой пружины из металла, причем усилие этой пружины противодействует усилию возвратной пружины (Патент ФРГ N 3700582, кл. F 01 P 7/16, 1988).

Недостатком данного устройства является его малая надежность и долговечность, обусловленная в свою очередь недостаточной надежностью и долговечностью исполнительного элемента-термосильфона.

Частично данные недостатки устранены в техническом решении, принятом в качестве прототипа, включающем 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 (авт.св. N 1040198, кл. F 01 P 7/16, 1983).

Недостатком данного термостата является его малая эффективность работы, которая обуславливается, 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 настоящего изобретения, т.е. тем техническим результатом, который можно получить от использования изобретения, является как повышение эффективности работы термостата, так и его надежности и долговечности.

Поставленный технический результат достигается за счет того, то 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 от перегородки, жестко закрепленной в корпусе, причем запорный элемент выполнен в виде поворотной заслонки с прорезями. При этом:
пружина выполнена в виде спирали Архимеда;
в качестве материала с термомеханической памятью формы преимущественно использован сплав с обратимой памятью формы на основе марганец-медь;
поворотная заслонка установлена по периферии втулки коаксиально последней и входным патрубкам:
ряды отверстий во втулке выполнены с угловым смещением один относительно другого.

Наличие у заявленного изобретения отличительной от прототипа совокупности признаков говорит о его новизне.

Проведенный (в данной и смежной областях техники) патентный поиск не выявил источников информации, которые бы содержали признаки отличительной совокупности заявленного изобретения, следовательно, оно явным образом не вытекает из существующего уровня техники и обладает изобретательским уровнем.

Возможность при помощи совокупности признаков (указанной в формуле изобретения) достигнуть заявленного результата делает изобретение промышленно применимым.

На фиг.1 показан разрез термостата; 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.

Узел 5 состоит из неподвижно закрепленной в корпусе 1 термостата втулки 6, поворотной заслонки 7, установленной по периферии втулки 6 коаксиально ей и входным патрубкам, спиральной термочувствительной пружины 8 из материала с обратимой памятью формы (например сплав на основе марганец-медь), шпилек 9 и 10.

Пружина 8 выполнена по спирали Архимеда и внутренним концом неподвижно закреплена с помощью винта 11 к заслонке 7. Неподвижный конец пружины с помощью шпилек 9 и 10 жестко связан с втулкой 6.

Втулка 6 имеет внутреннюю перегородку 12, разделяющую полости входных патрубков 2 и 3, и концентрически расположенные прямоугольные отверстия 13 и 14, при этом отверстия, расположенные во входной полости патрубка 2, имеют угловое смещение по отношению к отверстиям, расположенным во входной полости патрубка 3.

Заслонка 7 также имеет концентрически расположенные прямоугольные отверстия, при этом отверстия, примыкающие к входным полостям патрубков 2 и 3, расположены соосно.

Термостат работает следующим образом.

Рабочая жидкость (фиг.1) из патрубка 2 поступает через совмещенные отверстия втулки 6 и заслонки 7 в выходную полость 15, омывает пружину 8 и выходит в патрубок 4, т.е. осуществляется циркуляция жидкости по малому кругу (т.е., минуя радиатор автомобиля).

Совмещение отверстий на втулке 6 и заслонке 7 обеспечивается прижатием заслонки 7 к упору на головку шпильки 9 за счет предварительной упругой деформации пружины при сборке термочувствительного узла.

Во время циркуляции жидкости по малому кругу происходит нагрев пружины 8 и при достижении заданной температуры термочувствительная пружина преодолевает усилие предварительной заводки и перемещает заслонку 7 на противоположный упор, при этом отверстия в полости патрубка 3 совмещаются с отверстиями заслонки 7 и жидкость начинает циркулировать по большому кругу (через радиатор).

При изменении температуры жидкости в рабочем диапазоне заслонка 7 находится в промежуточном (между двумя крайними) положении.

Конструкция термостата обладает более высокой точностью регулирования и долговечностью и меньшей инерционностью по сравнению с термостатами с чувствительными элементами на базе термовоска.

Конструкция со спиральной пружиной позволяет использовать конструкцию с узкими прямоугольными отверстиями, что дает возможность уменьшить ход, и следовательно, точность регулирования.

Термостат обладает более высокой точностью за счет того, что выполнен из сплава на основе марганец-медь, обладающего свойством безгистерезисной работы.

Сущность изобретения:термостат состоит из корпуса 1, входных патрубков 2 и 3, выходного патрубка 4 и терморегулирующего узла 5. Узел 5 состоит из неподвижно закрепленной в корпусе 1 термостата втулки 6, поворотной заслонки 7, установленной по периферии втулки 6 коаксиально ей и входным патрубкам, спиральной термочувствительной пружины 8 из материала с обратимой памятью формы (например, сплав на основе марганец - медь), шпилек 9 и 10. Пружина 8 выполнена по спирали Архимеда и внутренним концом неподвижно прикреплена с помощью винта 11 к заслонке 7. Неподвижный конец пружины с помощью шпилек 9 и 10 жестко связан с втулкой 6. Втулка 6 имеет внутреннюю перегородку 12, разделяющую полости входных патрубков 2 и 3, и концентрически расположенные прямоугольные отверстия 13 и 14, при этом отверстия, расположенные во входной полости патрубка 2, имеют угловое смещение по отношению к отверстиям, расположенным во входной полости патрубка 3. Заслонка 7 также имеет концентрически расположенные прямоугольные отверстия, при этом отверстия, премыкающие к входным полостям патрубков 2 и 3, расположены соосно. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

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 от перегородки, жестко закрепленной в корпусе, причем запорный элемент выполнен в виде поворотной заслонки с прорезями. 2. Термостат по п. 1, отличающийся тем, что пружина выполнена в виде спирали Архимеда. 3. Термостат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве материала с термомеханической памятью формы преимущественно использован сплав с обратной памятью формы на основе марганец-медь. 4. Термостат по пп.1-3, отличающийся тем, что поворотная заслонка установлена по периферии втулки коаксиально последней и входным патрубкам. 5. Термостат по пп.1-4, отличающийся тем, что ряды отверстий во втулке выполнены с угловым смещением один относительно другого.