ВОСКОВОЙ ТЕРМОСТАТ Российский патент 2019 года по МПК F01P7/16 G05D23/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к термостатам, используемым для управления течением хладагента в двигателях внутреннего сгорания.

Уровень техники/Раскрытие изобретения

Многие двигатели внутреннего сгорания включают в себя систему охлаждения, предназначенную для поддержания температуры двигателя в требуемых пределах и предотвращения перегрева, способного ухудшить работу двигателя. Например, система охлаждения может включать в себя хладагентный контур, в котором хладагент циркулирует по двигателю, после чего направляется в теплообменник, такой как радиатор, установленный вблизи передка транспортного средства, в котором установлен двигатель. Радиатор способствует отдаче в окружающую среду тепла от хладагента. С целью отопления салона транспортного средства, хладагент, который в некоторых случаях может быть нагретым, можно пропускать через другие компоненты транспортного средства, такие как сердечник отопителя. Для управления течением хладагента по хладагентному контуру, система охлаждения может содержать один или более клапанов и/или термостатов.

В некоторых подходах, в виде термостата может быть выполнен электронно управляемый клапан (например, поворотный клапан), который используют для управления течением хладагента в хладагентном контуре. В частности, клапан, положением которого можно управлять электромотором, опосредует движение потоков хладагента через различные каналы, в которых установлены разнообразные устройства, выполненные с возможностью избирательно принимать хладагент. Тем самым, течением хладагента через различные каналы можно управлять регулированием положения клапана по одному или нескольким условиям работы, таким как температура хладагента двигателя.

Изобретатели настоящего изобретения выявили ряд недостатков вышеуказанного подхода. Например, использование электронно-управляемого клапанного механизма

для управления течением хладагента в двигателе может удорожить и усложнить управление. Кроме того, электронно-управляемые клапаны имеют специфические отказы, такие как неисправности электромотора.

Один подход, по меньшей мере частично устраняющий вышеуказанные недостатки, содержит термостат, содержащий по меньшей мере один восковой актуатор, опосредующий течение хладагента между двумя входными каналами и тремя выходными каналами в зависимости от продольного положения, изменяющегося при изменении температуры хладагента.

В более конкретном примере, по меньшей мере один восковой актуатор содержит по меньшей мере один воск, объем которого изменяется при изменении температуры хладагента, и это изменение объема приводит к изменению продольного положения.

Таким образом, используя по меньшей мере один восковой актуатор, путем саморегулирования по температуре текущего через термостат хладагента, можно управлять течением хладагента между некоторым количеством хладагентных линий в хладагентном контуре. Вышеуказанными действиями достигается технический результат изобретения.

Вышеприведенные и другие преимущества, а также отличительные признаки настоящего раскрытия станут очевидными из нижеследующего раздела «Осуществление изобретения», будучи рассмотренного отдельно или в связи с сопроводительными чертежами.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут описаны подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 в качестве примера показан хладагентный контур.

На фиг. 2 схематически показан пример двигателя.

На фиг. 3А-3Е показаны различные рабочие состояния термостата с одним восковым актуатором.

На фиг. 4А-4Е показаны различные рабочие состояния термостата с двумя восковыми актуаторами.

На фиг. 5 показана схема течения хладагента через различные каналы термостата, в котором использован по меньшей мере один восковой актуатор.

Осуществление изобретения

Обеспечиваются разнообразные системы управления посредством воскового термостата течением хладагента по некоторому количеству хладагентных линий. В одном осуществлении, термостат содержит по меньшей мере один восковой актуатор, опосредующий течение хладагента между двумя входными каналами и тремя выходными каналами в зависимости от продольного положения, изменяющегося при изменении температуры хладагента. На фиг. 1 показан пример хладагентного контура, на фиг. 2 схематически изображен пример двигателя, на фиг. 3А - фиг. 3Е показы различные рабочие состояния термостата с одним восковым актуатором, на фиг. 4А - фиг. 4Е показаны различные рабочие состояния термостата с двумя восковыми актуаторами, а на фиг. 5 показана схема течения хладагента через различные каналы термостата, использующего по меньшей мере один восковой актуатор.

На фиг. 1 показан пример хладагентного контура 1. Хладагентный контур 1 содержит двигатель 2, содержащий головку 2А блока цилиндров, связанную с блоком 2В цилиндров, расположенным под головкой блока цилиндров. Головка 2А блока цилиндров и блок 2В цилиндров могут быть связаны друг с другом разнообразными подходящими для этой цели способами (например, болтовым скреплением), хотя в других вариантах осуществления головка блока цилиндров и блок цилиндров могут быть выполнены моноблочно в виде единой детали. Вместе друг с другом головка 2А блока цилиндров и блок 2В цилиндров формируют некоторое количество цилиндров 3, в которых может происходить сжигание топлива. Подробности касательно конфигурации и работы двигателя 2 приведены далее по тексту со ссылкой на фиг. 2.

Как показано на фиг. 1, хладагентные линии 4А и 4В, составляющие часть хладагентного контура 1, расположены внутри головки 2А блока цилиндров и блока 2В цилиндров соответственно, и позволяют хладагенту течь по ним для создания условий для того, чтобы тепло от их соответствующих компонентов двигателя передавалось хладагенту. Хладагентные линии 4А и 4В принимают хладагент из входов 5А и 5В, и выталкивают нагретый хладагент через выходы 6А и 6В соответственно. Или головка 2А блока цилиндров, или блок 2В блока цилиндров, или оба указанные компонента могут включать в себя рубашки цилиндров, по которым может протекать хладагент и по меньшей мере частично окружать цилиндры 3 для того, чтобы тепло могло бы извлекаться из цилиндров и передаваться находящемуся в этих рубашках хладагенту. В данном примере, входы 5А и 5В могут быть связаны по текучей среде с входами своих рубашек цилиндров, а выходы 6А и 6В могут быть связаны по текучей среде с выходами своих рубашек цилиндров. Тем не менее, допускаются и другие конфигурации, например, такие, в которых в двигателе 2 обеспечена одна встроенная рубашка охлаждения. В этом примере, встроенная рубашка охлаждения может проходить и по головке 2А блока цилиндров, и по блоку 2В цилиндров, и может иметь только по одному входу и выходу, которые соответственно принимают и выталкивают хладагент.

В показанном на фиг. 1 осуществлении, выходы 6А и 6В связаны по текучей среде с термостатом 7, который соответственно связан с входом 8А термостата для головки блока цилиндров и с входом 8В термостата для блока цилиндров. Как будет раскрыто подробнее со ссылкой на фиг. 3А - фиг. 4Е, термостат 7, в зависимости от своего положения, опосредует течение хладагента между входом 8А термостата для головки блока цилиндров и входом 8В термостата для блока цилиндров, и тремя выходами термостата: радиаторным выходом 9А, компонентным выходом 9В и перепускным выходом 9С.

В некоторых примерах, между выходом 6В блока цилиндров и входом 8В для блока цилиндров может быть размещено некоторое количество компонентов, которые, следовательно, могут получать хладагент, выталкиваемый из блока 2В цилиндров. Один такой компонент в целом обозначен позиционным номером 10. Например, некоторое количество компонентов может включать в себя маслоохладитель, выполненный с возможностью передачи тепла от моторного масла к хладагенту, чтобы тем самым управлять температурой моторного масла, автоматический блок прогрева трансмиссии (АБПТ), выполненный с возможностью обмена теплом между хладагентом и трансмиссионным маслом, чтобы тем самым управлять температурой трансмиссии, охладитель рециркуляции отработавших газов (РОГ), выполненный с возможностью принимать нагретый хладагент так, чтобы температуру выводимых из двигателя отработавших газов можно было сохранять на требуемом уровне (например, посредством теплообменника). Подробности примерной конфигурации и работы системы РОГ излагаются далее по тексту со ссылкой на фиг. 2.

В зависимости от своего положения, термостат 7 может направлять поток хладагента в перепускной выход 9С, связанный по текучей среде с перепускной линией 11. Перепускная линия 11 может позволить выталкиваемому из двигателя 2 нагретому хладагенту направиться обратно в двигатель; и так как в перепускной линии не имеется охлаждающих элементов, то нагретый хладагент может направиться обратно в двигатель недостаточно охладившимся. То есть, перепускную линию 11 можно использовать в выборочных условиях, в которых существует некоторая потребность подачи нагретого хладагента в двигатель - например, при запуске двигателя, когда быстрый прогрев двигателя нужен для сведения к минимуму выбросов в атмосферу. Как показано на фиг. 1, текущий по перепускной линии 11 хладагент направляется в общий вход выше по потоку от входов 5А и 5В и насоса 19 хладагента, так что перепускаемый хладагент может подаваться в оба входа, то есть и в головку 2А блока цилиндров, и в блок 2В цилиндров. На общем входе может быть установлен клапан (не показан), предназначенный для управления распределением перепущенного хладагента, и в частности, управления пропорцией количеств перепускаемого хладагента, подаваемого в головку 2А блока цилиндров и в блок 2В цилиндров соответственно. Насос 19 хладагента может быть выполнен в разнообразных пригодных формах, и может приводиться в действие контроллером двигателя для достижения требуемой подачи хладагента во входы 5А и 5В.

В зависимости от своего положения, термостат 7 может направлять поток хладагента через компонентный выход 9В, связанный по текучей среде с компонентной линией 12. По длине компонентной линии 12 может быть расположено некоторое количество компонентов, выполненных с возможностью приема выталкиваемого из двигателя 2 нагретого хладагента - например, в некоторое количество компонентов может входить маслоохладитель 13. Некоторое количество компонентов, расположенных по длине компонентной линии 12, альтернативно или дополнительно может включать в себя сердечник 14 отопителя, который может включать в себя теплообменник, выполненный с возможностью передачи окружающему воздуху тепла от принятого нагретого хладагента, АБПТ и т.п. Этот воздух затем может затягиваться, например, вентилятором в пассажирский салон или кабину транспортного средства для их отопления. На фиг. 1 также показано включение компонентной перепускной линии 15, обеспечивающей выход из маслоохладителя 13 в описываемый далее радиатор, в дополнение к выходу из маслоохладителя, питающему сердечник 14 отопителя, который показан расположенным ниже по потоку от маслоохладителя. Компонентная перепускная линия 15 позволяет по меньшей мере части выталкиваемого из маслоохладителя хладагента охладиться радиатором. Хотя это и не показано, может быть предусмотрен клапан, регулирующий пропорцию подачи хладагента в радиатор относительно подачи в сердечник 14 отопителя. Тем не менее, возможны и другие конфигурации - например, в некоторых осуществлениях компонентная перепускная линия 15 может не присутствовать, а в других осуществлениях перепускная линия может подавать выталкиваемый из выхода сердечника 14 отопителя хладагент в радиатор. Как бы то ни было, в показанном на фиг. 1 осуществлении компонентная линия 12 соединяется с перепускной линией 11 в соединении выше по потоку от общего входа в двигатель 2 и насоса 19 хладагента. Хотя это и не показано, в этом соединении может быть установлен клапан для регулировки пропорции хладагента, достигающего общего входа из перепускной линии относительно хладагента, достигающего общего входа из компонентной линии 12.

В зависимости от своего положения, термостат 7 может направлять поток хладагента через радиаторный выход 9А, связанный по текучей среде с радиаторной подающей линией 16. Радиаторная подающая линия 16 осуществляет подачу хладагента в радиатор 17, выполненный с возможностью снижения температуры текущего через него хладагента. После того, как он охладится, охлажденный хладагент может быть подан обратно в двигатель 2 по радиаторной возвратной линии 18, соединяющейся с общей подачей в двигатель выше по потоку от насоса 19 хладагента. В некоторых примерах радиатор 17 может быть жидкостно-воздушным теплообменником. То есть, вблизи радиатора 17 может быть установлен вентилятор (не показан), помогающий снижать температуру хладагента и отводящий тепло из хладагента в окружающую среду. Управление вентилятором, например, может вестись непрерывным бесступенчатым образом по условиям работы двигателя. Хотя это и не показано, но радиатор 17 через вход и выход может быть связан по текучей среде с резервуаром хладагента. Следует понимать, что в хладагентном контуре 1 могут использоваться разнообразные хладагенты, например, вода, химический хладагент или их смесь.

Следует понимать, что в пределах объема изобретения, в хладагентный контур 1 могут быть внесены разнообразные модификации. Может быть изменено взаимное расположение различных компонентов в контуре 1 (например, компонента 10, маслоохладителя 13, сердечника 14 отопителя и т.д.) - например, маслоохладитель альтернативно может быть расположен ниже по потоку от сердечника 14 отопителя. Кроме того, указанные компоненты приведены в качестве примеров, и не должны рассматриваться в ограничивающем смысле; один ли более из них могут отсутствовать и/или другие компоненты, не показанные на фиг. 1, могут быть включены в контур 1. Также может быть изменена компоновка разнообразный линий в контуре 1; положение компонентной перепускной линии 15 может быть отрегулировано, или же, в других вариантах осуществления, компонентная перепускная линия может отсутствовать. Также может быть изменена компоновка соединения, в котором соединяются перепускная линия 11 и компонентная линия 12, и/или может быть изменена компоновка общего входа, в который подает хладагент радиаторная возвратная линия 18. Кроме того, для осуществления управления потоком хладагента в различных рабочих зонах, в контур 1 могут быть включены один или несколько клапанов, не показанных на фиг. 1.

На фиг. 2 схематически изображен пример двигателя 20, который может быть включен в состав движительной системы автомобиля. В некоторых осуществлениях, двигатель 20, например, может быть двигателем 2, изображенным на фиг. 1. Двигатель 20 показан с четырьмя цилиндрами 30. Однако в соответствии с настоящим раскрытием может использоваться иное количество цилиндров. Двигатель 20 может управляться, по меньшей мере, частично содержащей контроллер 25 системой управления, а также водителем 132, подающим входные сигналы через устройство 130 ввода. В данном примере устройство 130 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для генерирования пропорционального сигнала РР положения педали. Каждая камера 30 сгорания (например, цилиндр) двигателя 20 может содержать стенки камеры сгорания с расположенным между ними поршнем (не показан). Поршни могут быть связаны с коленчатым валом 40 таким образом, чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть связан по меньшей мере с одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, для обеспечения запуска двигателя 20, с коленчатым валом 40 через маховик может быть связан стартер.

Камеры 30 сгорания могут принимать впускной воздух из впускного коллектора 44 по впускному каналу 42, и могут выводить газы горения по выпускному каналу 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания посредством соответствующих впускных клапанов и выпускных клапанов (не показаны). В некоторых осуществлениях, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

Топливные форсунки 50 показаны непосредственно связанными с камерой 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально ширине импульса впрыска топлива (ИВТ), принимаемого от контроллера 25. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает то, что называется прямым впрыском топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка может быть смонтирована, например, в боковине камеры сгорания или в верхней части камеры сгорания. Топливо может доставляться к топливной форсунке 50 топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых осуществлениях, камера 30 сгорания альтернативно или дополнительно может включать в себя топливную форсунку, размещенную во впускном коллекторе 44 в конфигурации, обеспечивающей так называемый распределенный впрыск топлива, чтобы впрыскивать топливо во впускной канал выше по потоку от камеры 30 сгорания.

Впускной канал 42 может содержать дроссельные заслонки 21 и 23, имеющие дроссельные шайбы 22 и 24 соответственно. В данном частном примере, положение дроссельных шайб 22 и 24 может варьироваться контроллером 25 посредством сигналов, подаваемых на исполнительное устройство, включенное в состав дроссельных заслонок 21 и 23. В одном примере, исполнительные устройства могут быть электрическими исполнительными устройствами (например, электромоторами), причем эта конфигурация обычно называется электронным управлением дроссельной заслонкой (ЭУДЗ). Таким образом, дроссельные заслонки 21 и 23 можно приводить в действие для варьирования впускного воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания и в другие цилиндры двигателя. Информация о положении дроссельных шайб 22 и 24 может обеспечиваться контроллеру 25 посредством сигнала положения дроссельной заслонки (ПДЗ). Во впускном канале 42 может также содержаться датчик 120 массового расхода воздуха (МРВ), датчик 122 давления воздуха в коллекторе (ДВК) и датчик 123 давления на входе дроссельной заслонки, причем указанные датчики предназначены для подачи в контроллер 25 соответствующих сигналов МРВ (массового расхода воздуха) и ДВК (давления воздуха в коллекторе).

Выпускной канал 48 может принимать отработавшие газы от цилиндров 30. Датчик 128 отработавших газов показан связанным с выпускным каналом 48 выше по потоку от турбины 62 и устройства 78 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть выбран одним из разнообразных подходящих датчиков для обеспечения индикации воздушно-топливного отношения отработавших газов, например, линейным датчиком кислорода или УДКОГ (универсальным или широкодиапазонным датчиком кислорода в отработавших газах), датчиком кислорода с двумя состояниями или ДКОГ (датчиком кислорода в отработавших газах), датчиком оксидов азота (NOx), НС или СО, например. Устройство 78 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным катализатором (ТКК), NOx улавливателем, другим устройством из многообразия устройств снижения токсичности выбросов или сочетанием вышеперечисленных устройств.

Температура отработавших газов может измеряться одним или несколькими датчиками (не показаны) температуры, расположенными в выпускном канале 48. Альтернативно температура отработавших газов может выводиться из параметров работы двигателя, таких как частота вращения коленчатого вала двигателя, нагрузка двигателя, воздушно-топливное отношение (ВТО), запаздывание зажигания и т.п.

Контроллер 25 на фиг. 2 показан в виде микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода/вывода, электронную среду хранения исполняемых программ и калибровочных значений, в данном конкретном примере изображенную в виде постоянного запоминающего устройства 106 (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (ЭЗУ) и шину данных. Дополнительно к тем сигналам, о которых говорилось выше, контроллер 25 может принимать различные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 20, и эти сигналы могут включать в себя: сигнал МРВ от датчика 120; сигнал температуры хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, схематично показанного в одном месте внутри двигателя 20; сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 на эффекте Холла (или датчика иного типа), связанного с коленчатым валом 40; сигнал положения дроссельной заслонки (ПДЗ) от датчика положения дроссельной заслонки, как рассмотрено; сигнал ДВК от датчика 122, как рассмотрено. Сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя (в об/мин) может быть сгенерирован контроллером 25 из сигнала ПЗ. Сигнал ДВК давления в коллекторе от датчика давления в коллекторе может быть использован для индикации разрежения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться разнообразные сочетания вышеперечисленных датчиков, например, может использоваться датчик МРВ, и не использоваться датчик ДВК, и наоборот. При работе на стехиометрической топливно-воздушной смеси, в сигнале датчика ДВК может содержаться информация о крутящем моменте двигателя. Кроме того, по сигналу данного датчика и зарегистрированной частоте вращения коленчатого вала двигателя можно получить оценку заряда (включающего в себя воздух), засасываемого в цилиндр. В одном примере, датчик 118, который также используют в качестве датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя, может вырабатывать заданное количество равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала. В некоторых примерах, постоянное запоминающее устройство 106 может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими инструкции, исполняемые микропроцессорным устройством 102 для реализации способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предполагаются, но конкретно не перечисляются.

Двигатель 20 также может содержать устройство сжатия, такое как турбонагнетатель или механический нагнетатель, имеющие по меньшей мере компрессор 60, расположенный вдоль впускного коллектора 44. В случае турбонагнетателя, компрессор 60 может приводиться в действие по меньшей мере турбиной 62, например, через вал, или путем иной связи. Турбина 62 может быть расположена вдоль выпускного канала 48 и может сообщаться с протекающими сквозь него отработавшими газами. Для приведения в действие компрессора могут применяться различные конструктивные решения. В случае механического нагнетателя, компрессор 60 может приводиться в действие по меньшей мере двигателем и/или электрической машиной, и может не включать в себя турбины. При этом, степень сжатия, обеспечиваемая для одного или нескольких цилиндров двигателя турбонагнетателем или механическим нагнетателем, может варьироваться контроллером 25. В некоторых случаях, турбина 62 может приводить в действие электрический генератор 64 для обеспечения мощностью аккумуляторной батареи через турбодрайвер 68. Энергия аккумуляторной батареи 66 затем может использоваться для приведения в действие компрессора 66 посредством электромотора 70. Кроме того, во впускном коллекторе 44 может быть расположен датчик 123, предназначенный для подачи сигнала НАДДУВ в контроллер 25.

Кроме того, выпускной канал 48 может содержать регулятор 26 давления наддува, предназначенный для отвода отработавших газов от турбины 62. В некоторых вариантах осуществления, регулятор 26 давления наддува может быть многоступенчатым регулятором, например, двухступенчатым, в котором первая ступень выполнена с возможностью управления давлением наддува, а вторая ступень выполнена с возможностью увеличения теплового потока, идущего к устройству 78 снижения токсичности выбросов. Регулятор 26 давления наддува может приводиться в действие исполнительным устройством 150, которое может быть электрическим исполнительным устройством, например, электромотором, хотя применение пневматических исполнительных устройств также допускается. Во впускном канале 42 может содержаться перепускной клапан 27 компрессора, выполненный с возможностью перепуска впускного воздуха в обход компрессора 60. Регулятор 26 давления наддува и/или перепускной клапан 27 компрессора могут управляться контроллером 25 посредством исполнительных устройств (например, исполнительного устройства 150), так, чтобы открывать указанные регулятор 26 и клапан 27 тогда, например, когда требуется снижение давления наддува.

Во впускном канале 42 может также содержаться охладитель воздуха наддува (ОВН) 80 (например, промежуточный охладитель - интеркулер), предназначенный для снижения температуры впускных газов, сжатых турбонагнетателем или механическим нагнетателем. В некоторых осуществлениях, охладитель 80 воздуха наддува может быть воздухо-воздушным теплообменником. В других вариантах осуществления изобретения, охладитель воздуха наддува может быть воздухо-жидостным теплообменником

Кроме того, в раскрываемых вариантах осуществления изобретения, система рециркуляции отработавших газов (РОГ) может направлять требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 по каналу РОГ 140. Объем подачи РОГ во впускной канал может варьироваться контроллером 25 посредством клапана РОГ 142. Кроме того, внутри канала РОГ может быть установлен датчик РОГ (не показан), который может выдавать информацию об одном или нескольким из следующих параметров: давление, температура и концентрация отработавших газов. Альтернативно, управление РОГ может вестись по значению, рассчитываемому на основе сигналов датчиков МРВ (выше по потоку), ДВК (впускной коллектор), температура воздуха в коллекторе (ТВК) и датчика частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, управление РОГ может вестись по показаниям датчика содержания кислорода в отработавших газах и/или датчика содержания кислорода на впуске (впускной коллектор). В некоторых условиях, систему РОГ могут использовать для регулирования температуры топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания. На фиг. 2 показана система РОГ высокого давления, в которой поток РОГ направляют из точки выше по потоку от турбины турбонагнетателя в точку ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя. В других осуществлениях, двигатель дополнительно или альтернативно может включать в себя систему РОГ низкого давления, в которой поток РОГ направляют из точки ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в точку выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

На фиг. 3А - фиг. 3Е показаны различные рабочие состояния термостата 300, имеющего один восковой актуатор 302. Как видно по фиг. 3А, термостат 300 выполнен с возможностью опосредования течения хладагента между пятью каналами: первым входным каналом 304А, вторым входным каналом 304В, первым выходным каналом 306А, вторым выходным каналом 306В и третьим выходным каналом 306С. В некоторых примерах, термостат 300 может быть показанным на фиг. 1 термостатом 7; при этом может иметься соответствие между пятью каналами хладагента термостата 300 и двумя входами и тремя выходами термостата 7 - то есть, первый входной канал 304А может быть связан по текучей среде со входом 8В для блока цилиндров, второй входной канал 304В может быть связан по текучей среде со входом 8А для головки блока цилиндров, первый выходной канал 306А может быть связан по текучей среде с радиаторным выходом 9А, второй выходной канал 306В может быть связан по текучей среде с компонентным выходом 9В, а третий выходной канал 306С может быть связан по текучей среде с перепускным выходом 9С. В соответствии с фиг. 1, в данном примере первый входной канал 304А может принимать хладагент, выталкиваемый из блока цилиндров (например, из блока 2В цилиндров), второй входной канал 304В может принимать хладагент, выталкиваемый из головки блока цилиндров (например, из головки 2А блока цилиндров), первый выходной канал 306А может направлять хладагент в радиатор (например, в радиатор 17 по радиаторной подающей линии 16), второй выходной канал 306В может направлять хладагент к некоторому количеству компонентов (например, по компонентной линии 12), а третий выходной канал 306С может направлять хладагент в перепускную линию (например, в перепускную линию 11).

Распределением течения хладагента (например, хладагента двигателя) по каналам 304А-С и 306А-В можно управлять, варьируя положение воскового актуатора 302 на продольной оси 308. Восковой актуатор 302 содержит геометрические элементы, которые, в зависимости от продольного положения воскового актуатора могут входить, а могут и не входить в зацепление с тремя клапанами, имеющимися в термостате 300; например, первый буртик 310А выполнен с возможностью вхождения в зацепление с первым клапаном 312А, управляющим течением хладагента между вторым входным каналом 304В и третьим выходным каналом 306С; второй буртик 310В выполнен с возможностью вхождения в зацепление со вторым клапаном 312В, управляющим течением хладагента между первым входным каналом 304А и вторым выходным каналом 306В, а третий буртик 310С выполнен с возможностью вхождения в зацепление с третьим клапаном 312С, управляющим течением хладагента между первым входным каналом 304А и первым выходным каналом 306А. Таким образом, клапаны 312А, 312В и 312С совместно можно называть клапанным узлом, приводимым в движение восковым актуатором, который изменяет положение клапанов с целью управления потоком хладагента. Каждый буртик 310 имеет соответствующее продольное положение воскового актуатора 320, при котором буртик входит в зацепление (например, физически контактирует в направлении вверх вдоль по продольной оси 308) со своим соответствующим клапаном 312. Когда к конкретному клапану 312 его соответствующий буртик 310 прилагает достаточное дополнительное усилие, направленное вверх по продольной оси 308 (например, за счет движения воскового актуатора 302 вверх по продольной оси), буртик принуждает клапан выйти из своего клапанного седла 314, пребывая в котором он находится в полностью закрытом положении, и переместиться вверх в направлении по меньшей мере частично открытого положения, позволяя по меньшей мере некоторому потоку хладагента течь между управляемыми им каналами. В иллюстрируемом варианте осуществления, первый клапан 312А имеет нижнее клапанное седло 314А и верхнее клапанное седло 314В, второй клапан 312В имеет клапанное седло 314С, а третий клапан 312С имеет клапанное седло 314D. Термостат 300 выполнен с возможностью того, чтобы при принятии клапаном 312 по меньшей мере частично открытого положения, между наружным периметром этого клапана и теми поверхностями клапанного седла 314, с которыми клапан входит в зацепление в своем полностью закрытом положении, формировался бы зазор (например, зазор 313, показанный на фиг. 3В), через который мог бы течь хладагент. В качестве иллюстрирующего примера, на фиг. 3А показан первый клапан 312А в своем полностью закрытом положении в изолирующем физическом контакте с нижним клапанным седлом 314А. На фиг. 3В восковой актуатор 302 занял другое продольное положение, находящееся по направлению вверх относительно своего продольного положения, показанного на фиг. 3А; в этом положении первый буртик 310А начинает физически контактировать с нижней поверхностью первого клапана 312А. На фиг. 3С восковой актуатор 302 еще дальше продвинут вверх по продольной оси 308, в результате чего первый буртик 310А прикладывает к первому клапану 312А достаточное усилие, заставляющее первый клапан выйти из нижнего клапанного седла 314А и принять частично открытое положение, позволяющее хладагенту течь между вторым входным каналом 304В и третьим выходным каналом 306С.

Термостат 300 может содержать подходящие для этой цели механизмы, обеспечивающие продольное перемещение клапанов 312 и удерживание клапанов в их полностью закрытых положениях на соответствующих клапанных седлах 314 при нахождении воскового актуатора 302 в таком продольном положении, при котором клапаны закрываются, например, в первом продольном положении, показанном на фиг. 3А, при котором хладагент течет между вторым входным каналом 304В и вторым выходным каналом 306В, и не течет между другими каналами. На фиг. 3А показано включение в конструкцию смещающего элемента (например, пружины) 315, присоединенного верхним торцом к нижней поверхности второго клапана 312В, а нижним торцом - к верхней поверхности первого клапана 312А. Смещающий элемент 315 может удерживать первый клапан 312А полностью закрытым, пока не будет удовлетворено соответствующее условие, при котором смещающий элемент может сжиматься по мере уменьшения расстояния между первым клапаном и вторым клапаном 312В. Например, таким условием может быть то, что первый клапан 212А открывается, когда на него воздействует противодавление, равное пороговому противодавлению или превышающее его. Для достижения этого условия может быть выбрана силовая константа (например, жесткость пружины) смещающего элемента 315. Так как эти противодавления могут соответствовать частоте вращения коленчатого вала (например, частоты вращения насоса) двигателя, то управление потоком, и, в частности, временными установками открытия клапанов, может вестись по частоты вращения насоса. В пределах объема настоящего изобретения возможны и другие конфигурации смещающего элемента; например, его верхний торец может быть присоединен к клапанному седлу 314С. Более того, смещающий элемент 315 может быть расположен между другой парой клапанов. Другим возможным вариантом может быть присутствие двух или более смещающих элементов между двумя или несколькими парами клапанов.

В некоторых примерах, клапаны 312 могут быть частично тороидальными и с отверстием по их центру, диаметр которого будет достаточно большим, чтобы позволить соответствующей части воскового актуатора 302 скользить сквозь них, но и достаточно малым, чтобы их соответствующие буртики 310 могли зацепляться за их нижние поверхности и двигать клапаны вверх с приложением достаточного усилия. В конструкции может быть предусмотрен соответствующий механизм, способствующий этому избирательному ограничивающему и скользящему движению клапанов 312, например, прикрепленная к отверстию (например, к внутренней поверхности отверстия) втулка.

Восковой актуатор 302 может претерпевать продольное перемещение вдоль по продольной оси 308 за счет преобразования тепловой энергии в механическую энергию. В частности, материальный состав воскового актуатора 302 может содержать один или несколько восков, объем которых изменяется в зависимости от температуры. Поэтому, получение тепловой энергии от хладагента (например, нагретого хладагента, вытолкнутого из двигателя 20, показанного на фиг. 2), протекающего вблизи (например, поперек) воскового актуатора 302, может вызвать в восковом актуаторе изменение объема одного или нескольких восков, что приведет к продольному перемещению воскового актуатора. В частности, увеличение объема воскового актуатора 302 может привести к его продвижению вверх вдоль по продольной оси 308. Таким образом, термостат 300 может саморегулировать течение хладагента по своим каналам в зависимости от температуры текущего через термостат хладагента.

В некоторых осуществлениях, восковой актуатор 302 может содержать стержень, состоящий из одного или нескольких невосковых материалов (например, из одного или нескольких металлов), расположенный вдоль на продольной оси 308 и проходящий по меньшей мере по части высоты воскового актуатора (например, от основания актуатора до области вблизи буртика 310С). Часть воскового актуатора 302, окружающая стержень 316 - например, корпус 318, который в некоторых примерах может быть целокупностью воскового актуатора, окружающего стержень - может содержать несколько восков, чье расширение или сжатие взаимодействует со стержнем для того, чтобы придавать продольное движение восковому актуатору. Например, расширение воска может надавливать на стержень 316, принуждая его перемещаться в продольном направлении. В некоторых осуществлениях, для создания условий для скользящего движения корпуса 318 по стержню, стержень 316 может концентрично окружать кольцевидный компонент (например, втулка). В некоторых конфигурациях, корпус 318 может физически контактировать с хладагентом, текущим по меньшей мере через один входной канал, независимо от продольного расположения воскового актуатора 302.

Как было описано выше, в материальный состав воскового актуатора 302 (например, корпуса 318) могут входить один или несколько восков. В некоторых осуществлениях, восковой актуатор 302 может содержать один или несколько восков, материальные свойства которых подбирают так, чтобы достигались требуемые соответствия между изменением объема воска, продольными положениями и температурами хладагента. В частности, один или несколько восков могут быть подобраны так, чтобы восковой актуатор 302 начинал испытывать продольное движение при протекании через восковой актуатор хладагента с определенной температурой. Таким образом, температура хладагента и материальные свойства одного или нескольких восков в восковом актуаторе 302 могут действовать совместно для создания условий для саморегулирования потока хладагента через восковой актуатор. Один или несколько восков могут также отбирать таким образом, чтобы требуемая скорость продольного перемещения воскового актуатора 302 достигалась тогда, когда в протекающем через восковой актуатор хладагенте происходило бы изменение температуры - например, один или несколько восков могут быть подобраны так, чтобы достигалась требуемая скорость перемещения, выражаемая в единицах длины на единицу температуры (например, мм/°C). Изменения продольного положения воскового актуатора 302 могут быть результатом расширения одного или нескольких восков; эти изменения объема могут сопровождаться, а могут и не сопровождаться изменением агрегатного состояния одного или нескольких восков (например, фазовым переходом из твердого в жидкое состояние). Соответственно, изменения температуры текущего через восковой актуатор 302 хладагента могут вызывать непрерывные изменения продольного положения воскового актуатора, что способствует непрерывному позиционированию воскового актуатора, то есть, и непрерывному управлению потоком хладагента. В подходах, использующих в восковом актуаторе 302 только один воск, этот воск может выбираться по его материальным свойствам, что позволит начать продольное перемещение воскового актуатора тогда, когда по восковому актуатору потечет хладагент с конкретной требуемой температурой. В других подходах могут выбрать два или более восков так, чтобы при первой температуре хладагента, расширялся бы первый воск из двух или более восков, что начинало бы продольное перемещение воскового актуатора 320, а при второй температуре хладагента (например, превышающей первую температуру хладагента) расширялся бы второй воск из двух или более восков, что начинало бы перемещение воскового актуатора с другой скоростью, чем при температурах хладагента, меньших, например, второй температуры хладагента. Два или более восков могут быть смешаны до разнообразных пригодных степеней (например, так, чтобы получался примерно однородный состав смешанного воска, в котором два или несколько смешанных восков могли бы называться одной восковой смесью), или же, в других примерах различные воски могут быть отдельными, но физически контактирующими друг с другом.

На фиг. 3А в частности восковой актуатор 302 показан в первом (продольном) положении. В первом положении все клапаны 312А, 312В и 312С остаются в своих полностью закрытых положениях в контакте со своими клапанными седлами (седла 314А, 314С и 314D). То есть, хладагент течет между вторым входным каналом 304В и вторым выходным каналом 306В (первый поток хладагента показан стрелкой 320А), но не между какими-либо еще каналами. В соответствии с фиг. 1, первое положение может позволить хладагенту течь между входом 8А для головки блока цилиндров и компонентным выходом 9В, то есть между головкой 2А цилиндров и компонентной линией 12, например, и в этом случае нагретый хладагент, выталкиваемый из головки блока цилиндров, может быть подан к компонентам, расположенным вдоль по компонентной линии. Восковой актуатор 302 может занять первое положение для первого диапазона температур хладагента вплоть до первой пороговой температуры хладагента. Первый диапазон температур хладагента может включать в себя относительно низкие температуры, включая, например, температуры, связанные с холодным запуском двигателя (например, температуру 0°C холодного запуска двигателя). В первом положении, между верхом воскового актуатора 302 и верхней поверхностью первого выходного канала 306А имеется зазор.

На фиг. 3В восковой актуатор 302 показан во втором положении, удаленном по продольной оси 308 от первого положения. Во втором положении, первый и третий клапаны 312А и 312С остаются в своих полностью закрытых положениях, а второй клапан 312В принимает частично открытое положение, выходя из контакта со своим клапанным седлом 314С. В результате, хладагент течет между первым входным каналом 304А и вторым выходным каналом 306В (второй поток хладагента показан стрелкой 320В), в дополнение к потоку хладагента между вторым входным каналом 304В и вторым выходным каналом, но не течет между какими-либо другими каналами. В соответствии с фиг. 1, второе положение может позволить хладагенту течь между входом 8В для блока цилиндров и компонентным выходом 9 В, то есть между блоком 2В цилиндров и компонентной линией 12, и в этом случае нагретый хладагент, выталкиваемый из блока цилиндров, может быть подан к компонентам, расположенным вдоль по компонентной линии. Скорость передачи тепловой энергии к этим компонентам может быть больше при нахождении воскового актуатора во втором положении по сравнению с первым положением. Восковой актуатор 302 может занять второе положение для второго диапазона температур вплоть до второй пороговой температуры хладагента. Второй диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению с первым диапазоном температур хладагента. Во втором положении, между верхом воскового актуатора 302 и верхней поверхностью первого выходного канала 306А все еще остается зазор, но между первым буртиком 310А и нижней поверхностью третьего выходного канала 306С образуется зазор, больший того зазора между этими элементами, который был при первом положении. Термостат 300 может включать в себя не показанные на фиг. 3А - 3Е соответствующие компоненты для поддерживания двунаправленного перемещения воскового актуатора 320 вдоль по продольной оси 308 и особенно, такого перемещения в нижнюю поверхность третьего выходного канала 306С и из этой поверхности, а также, в некоторых положениях, в верхнюю поверхность первого выходного канала 306А и из этой поверхности.

На фиг. 3С восковой актуатор 302 показан в третьем положении, удаленном вдоль продольной оси 308 от второго положения. В третьем положении, третий клапан 312С остается в своем полностью закрытом положении, в то время как первый клапан 312А принимает по меньшей мере частично открытое положение, выходя из контакта со своим нижним клапанным седлом 314А. В третьем положении, первый клапан 312А может находиться примерно на равном расстоянии (например, в пределах 5 мм) между верхним и нижним клапанными седлами 314А и 314В. По сравнению со своим нахождением во втором положении, второй клапан 312В принимает более открытое положение (например, полностью открытое положение), увеличив удаленность от своего клапанного седла 314С. В результате, хладагент течет между вторым входным каналом 304В и третьим выходным каналом 306С (третий поток хладагента показан стрелкой 320С), в дополнение к потоку хладагента между вторым входным каналом 304В и вторым выходным каналом, и потоку между первым входным каналом 304А и вторым выходным каналом, и не течет между какими-либо другими каналами. В соответствии с фиг. 1, третье положение может позволить хладагенту течь между входом 8А для головки блока цилиндров и перепускным выходом 9С, то есть между головкой 2А блока цилиндров и перепускной линией 11, например, и в этом случае больший по сравнению с первым и вторым положениями объем неохлажденного хладагента может быть перенаправлен назад в двигатель 2. Восковой актуатор 302 может занять третье положение для третьего диапазона температур хладагента вплоть до третьей пороговой температуры хладагента. Третий диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению со вторым диапазоном температур хладагента. В третьем положении, по сравнению со вторым положением, уменьшается зазор между верхом воскового актуатора 302 и верхней поверхностью первого выходного канала 306А, и увеличивается зазор между первым буртиком 310А и нижней поверхностью третьего выходного канала 306С.

На фиг. 3D восковой актуатор 302 показан находящимся в четвертом положении, удаленном по продольной оси 308 от третьего положения. По сравнению с третьим положением, в четвертом положении первый клапан 312А удалился дальше по продольной оси 308, отойдя от нижнего клапанного седла 314А и приблизившись к верхнему клапанному седлу 314В, где он принял по меньшей мере частично открытое положение. Второй клапан 312В также прошел дальше вдоль по продольной оси 308, еще больше отдалившись от своего клапанного седла 314С и продолжая оставаться в по меньшей мере частично открытом положении (например, полностью открытом положении). Третий клапан 312С, чья нижняя поверхность пришла в соприкосновение с третьим буртиком 310С в третьем положении, теперь принял по меньшей мере частично открытое положение, испытав действующее вверх усилие от третьего буртика, которое вывело его из контакта с клапанным седлом 314D. В результате такого расположения клапанов, хладагент течет между первым входным каналом 304А и первым выходным каналом 306А (четвертый поток хладагента показан стрелкой 320D), в дополнение к потоку хладагента между первым входным каналом и вторым выходным каналом 306В, между вторым входным каналом 304В и вторым выходным каналом, и между вторым входным каналом и третьим выходным каналом 306В. То есть, при расположении воскового актуатора в четвертом положении, все (например, оба) выходные каналы термостата 300 выталкивают хладагент, в то время как все входные каналы принимают в себя хладагент. В соответствии с фиг. 1, четвертое положение может позволить хладагенту течь между входом 8В для блока цилиндров и радиаторным выходом 9А, то есть между блоком 2В цилиндров и радиатором 17, например. В четвертом положении, часть хладагента, принимаемого входными каналами термостата 300 (например, хладагента, принимаемого через первый входной канал 304А), может охлаждаться посредством радиатора, в то время как другая часть хладагента (например, хладагент, принимаемый через второй входной канал 304В) может пускаться в обход радиатора и не охлаждаться. Находясь в четвертом положении, термостат 300 может способствовать подаче смеси охлажденного и неохлажденного хладагента в двигатель 2 (фиг. 1). Восковой актуатор 302 может занимать четвертое положение для четвертого диапазона температур хладагента вплоть до четвертой пороговой температуры хладагента. Четвертый диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению с третьим диапазоном температур хладагента. По сравнению с третьим положением, в четвертом положении зазор между верхом воскового актуатора 302 и верхней поверхностью первого выходного канала 306А больше не существует, а зазор между первым буртиком 310A и нижней поверхностью третьего выходного канала 306С увеличился. Как было рассмотрено выше, термостат 300 может включать не показанные на фиг. 3А-3Е соответствующие своему предназначению компоненты, поддерживающие прием верхней части воскового актуатора на верхней поверхности первого выходного канала 306А.

На фиг. 3Е восковой актуатор 302 показан в пятом положении, продвинутым дальше по продольной оси 308 от четвертого положения. По сравнению с четвертым положением, в пятом положении, второй и третий клапаны 312В и 312С еще дальше отошли вдоль по продольной оси 308, еще больше отдалившись от своих клапанных седел (клапанных седел 314С и 314D). То есть, второй и третий клапаны 312В и 312С продолжают оставаться в по меньшей мере частично открытом (например, полностью открытом) положении. Первый клапан 312А также прошел дальше вдоль по продольной оси 308 относительно своего положения при четвертом положении воскового актуатора, но теперь уже своей верхней поверхностью вошел в контакт с верхним клапанным седлом 314В, приняв полностью закрытое положение. В результате такого расположения клапанов, хладагент перестает течь между вторым входным каналом 304В и третьим выходным каналом 306С. Но при этом, хладагент продолжает течь между первым входным каналом 304А и первым выходным каналом 306А, первым входным каналом и вторым выходным каналом 306В, а также между вторым входным каналом 304В и вторым выходным каналом. В соответствии с фиг. 1, пятое положение может перекрывать течение хладагента между входом 8А для головки блока цилиндров и перепускным выходом 9С. То есть, можно достичь максимального охлаждения хладагента, доводя до максимума часть хладагента, принимаемого термостатом 300, направляемого в радиатор и охлаждаемого в нем. Таким образом, восковой актуатор 302 позволяет термостату 300 автоматически максимизировать охлаждение через радиатор в ответ на относительно высокие температуры хладагента, так как эти температуры, термически сообщаясь с восковым актуатором, вызывают изменение объема воскового актуатора, которое переводит его в пятое положение, в котором охлаждение может быть максимизировано. Восковой актуатор 302 может занять пятое положение для пятого диапазона температуры хладагента, который может включать в себя максимальную температуру хладагента. Пятый диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению с четвертым диапазоном температур хладагента. В пятом положении может быть максимизирован зазор между первым буртиком 310A и нижней поверхностью третьего выходного канала 306С.

В пределах объема настоящего изобретения в термостат 300 могут быть внесены различные модификации. Например, в пределах объема настоящего изобретения могут быть изменены потоки хладагента в термостате 300 в пяти положениях, показанных на фиг. 3А-3Е; термостат может быть выполнен с возможностью того, чтобы поток хладагента устанавливался практически между любой парой входных и выходных каналов при любом положении. В целом, раскрытые здесь подходы могут быть применимыми к термостату с восковым актуатором, выполненным с возможностью опосредования течения хладагента между по меньшей мере двумя каналами. Кроме того, могут быть изменены количество и геометрическая компоновка входных и выходных каналов с возможными сопутствующими изменениями других элементов термостата 300 (например, изменениями компоновки клапанов, клапанных седел, буртиков и т.п.). Хотя восковой актуатор 302 изображен претерпевающим продольное перемещение вдоль по оси 308, восковой актуатор может претерпевать альтернативные или дополнительные виды перемещения; например, восковой актуатор может перемещаться в продольном направлении за счет вращения на резьбовом узле при расширении его воска (восков). Кроме того, пять диапазонов температуры хладагента, связанных с соответствующими пятью положениями воскового актуатора, могут перекрываться, а могут и не перекрываться друг с другом. Также следует понимать, что восковой актуатор 302 может претерпевать непрерывное перемещение в продольном направлении по мере изменения температуры хладагента. То есть, первое, второе, третье, четвертое и пятое положения воскового актуатора могут включать в себя соответствующие диапазоны продольных положений воскового актуатора 302. Тем не менее, в каждом соответствующем диапазоне, восковой актуатор может сохранять соответствующую конфигурацию (например, местонахождение) клапанного узла. То есть, первое, второе, третье, четвертое и пятое положения воскового актуатора могут относиться к своим соответствующим конфигурациям клапанного узла.

В некоторых примерах, восковой актуатор 302 может быть всегда по меньшей мере частично погружен в текущий через него хладагент - например, в хладагент из по меньшей мере головки 2А блока цилиндров (фиг. 1). То есть, саморегулирование потока хладагента межу каналами воскового актуатора 302 может быть организовано без электронного управления восковым актуатором или его клапанами. Также саморегулированием без электронного управления организованы и другие раскрытые здесь функции, например, то, что хладагент из блока 2А цилиндров может течь после того, как сможет течь хладагент из головки 2А блока цилиндров, и то, что перепуск хладагента допускается только при относительно повышенной температуре хладагента.

На фиг. 4А - фиг. 4Е показаны различные рабочие состояния термостата 400 с двумя восковыми актуаторами 402А и 402В. Термостат 400 имеет некоторое сходство с показанным на фиг. 3А - фиг. 3Е термостатом 300. Как показано на фиг. 4А, термостат 400 выполнен с возможностью опосредования течения хладагента между пятью каналами: первым входным каналом 4040А, вторым входным каналом 4040В, первым выходным каналом 406А, вторым выходным каналом 406В, и третьим выходным каналом 406С. В некоторых примерах, термостат 400 может быть показанным на фиг. 1 термостатом 7; то есть может иметься соответствие между пятью каналами хладагента термостата 400 и двумя входами и тремя выходами термостата 7 - а именно, первый входной канал 404А может быть связан по текучей среде со входом 8В для блока цилиндров, второй входной канал 404В может быть связан по текучей среде с входом 8А для головки блока цилиндров, первый выходной канал 406А может быть связан по текучей среде с радиаторным выходом 9А, второй выходной канал 406В может быть связан по текучей среде с компонентным выходом 9В, а третий выходной канал 406С может быть связан по текучей среде с перепускным выходом 9С. В соответствии с фиг. 1, в данном примере первый входной канал 404А может принимать хладагент, выталкиваемый из блока цилиндров двигателя (например, из блока 2В цилиндров двигателя), второй входной канал 404В может принимать хладагент, выталкиваемый из головки блока цилиндров (например, из головки 2А блока цилиндров), первый выходной канал 406А может направлять хладагент в радиатор (например, в радиатор 17 по радиаторной подающей линии 16), второй выходной канал 406В может направлять хладагент к некоторому количеству компонентов (например, по компонентной линии 12), а третий выходной канал 406С может направлять хладагент в перепускную линию (например, перепускную линию 11).

Управлять течением хладагента через каналы 404А-С и 406А-В можно, изменяя положение восковых актуаторов 402А и 402В на соответствующих продольных осях 408А и 408В. Восковые актуаторы 402А и 402В включают в себя геометрические элементы, которые в зависимости от их продольного положения могут вступать, а могут и не вступать в зацепление с соответствующими клапанами. Например, первый буртик 410А воскового актуатора 402А выполнен с возможностью зацепления с первым клапаном 412А, управляющим хладагентом, текущим в термостат 400 из первого входного канала 404А, второй буртик 410В воскового актуатора 402А выполнен с возможностью зацепления со вторым клапаном 412В, управляющим хладагентом, текущим в третий выходной канал 406С, а третий буртик 410С воскового актуатора 402В выполнен с возможностью зацепления с третьим клапаном 412С, управляющим хладагентом, текущим в первый выходной канал 406А. Каждый буртик 410 имеет соответствующее продольное положение своего воскового актуатора 402, причем это положение является тем, в котором буртик входит в зацепление (то есть, физически контактирует вдоль своей продольной оси) со своим соответствующим клапаном 412. Когда к данному клапану 412 вдоль его продольной оси 408 соответствующим ему буртиком 410 прилагается дополнительное усилие (например, из-за продольного перемещения соответствующего ему воскового актуатора 402, течения хладагента и/или перепада давления на клапане), то указанный буртик принуждает клапан выйти из своего клапанного седла 414, в котором он находился в полностью закрытом положении, находясь в зацеплении с этим седлом, и переместиться в направлении по меньшей мере частично открытого положения, пустив по меньшей мере некоторый поток хладагента между контролируемыми им каналами. В иллюстрируемом варианте осуществления первый клапан 412А имеет клапанное седло 414А, второй клапан 412В имеет клапанное седло 414В, а третий клапан 412С имеет клапанное седло 414С. При этом клапаны 412А, 412В и 412С совместно могут называться клапанным узлом, в составе которого они приводятся в движение восковыми актуаторами 402А и 402В, изменяющими расположение клапанов с целью управления потоком хладагента.

Термостат 400 выполнен с возможностью того, чтобы когда клапан 412 принимал бы по меньшей мере частично открытое положение, между его наружным периметром и поверхностями его соответствующего клапанного седла 414, с которыми клапан входит в зацепление, находясь в полностью закрытом положении, формировался бы зазор (например, зазор 413, показанный на фиг. 4В), через который мог бы течь хладагент. На иллюстративном примере фиг. 4А первый клапан 412А показан в своем полностью закрытом положении и в изолирующем физическом контакте с клапанным седлом 414А. На фиг. 4В восковой актуатор 402 занял другое продольное положение, дальше (например, в правую сторону) от своего продольного положения показанного на фиг. 4А; в этом положении приложение достаточного усилия первым буртиком 410A к первому клапану 412А принуждает первый клапан выйти из зацепления с клапанным седлом 414А и принять частично открытое положение, позволяющее принимать хладагент из первого входного канала 404А.

Термостат 400 может содержать подходящие для этой цели механизмы, обеспечивающие продольное перемещение клапанов 412 и удерживания клапанов в их полностью закрытых положениях на соответствующих клапанных седлах 414 при нахождении восковых актуаторов 402 в таком продольном положении, при котором клапаны закрываются, например, в первом продольном положении воскового актуатора 402А, показанном на фиг. 4А, при котором хладагент течет между вторым входным каналом 404В и вторым выходным каналом 406В, и не течет между другими каналами. Например, в конструкцию каждого из восковых актуаторов 402А и 402В могут быть включены смещающие элементы (например, пружины), аналогичные смещающему элементу 315, показанному на фиг. 3А. Смещающие элементы могут размещать в различных подходящих местах (например, между клапанами 412А и 412В для воскового актуатора 402А) и подбирать таким образом, чтобы открытие клапана происходило в выборочных условиях, например, когда на клапаны воздействует противодавление, равное пороговому противодавлению или превышающее его. Так как эти противодавления могут соответствовать частоте вращения коленчатого вала (например, частоты вращения насоса) двигателя, то управление потоком, и, в частности, временными установками открытия клапанов, может вестись по частоты вращения насоса.

В некоторых примерах, клапаны 412 могут быть частично тороидальными и с отверстием по их центру, диаметр которого будет достаточно большим, чтобы позволить соответствующей части воскового актуатора 402 скользить сквозь них, но и достаточно малым, чтобы их соответствующие буртики 410 могли зацепляться за их нижние поверхности и двигать клапаны вверх с приложением достаточного усилия. В конструкции может быть предусмотрен соответствующий механизм, способствующий этому избирательному ограничивающему и скользящему движению клапанов 412, например, прикрепленная к отверстию (например, к внутренней поверхности отверстия) втулка.

Как и восковой актуатор 302, восковые актуаторы 402 могут претерпевать продольное перемещение вдоль по своим продольным осям 408 за счет преобразования тепловой энергии в механическую энергию. В частности, материальный состав восковых актуаторов 402 может содержать один или несколько восков, объем которых изменяется в зависимости от температуры. В некоторых примерах, может обеспечиваться такая совокупная смесь двух или более восков, которая изменяет свой объем в зависимости от температуры. Поэтому, получение тепловой энергии от хладагента (например, нагретого хладагента, выталкиваемого из показанного на фиг. 2 двигателя 20), протекающего вблизи (например, поперек) восковых актуаторов 402, может вызвать изменение объема одного или нескольких восков воскового актуатора, что приведет к продольному перемещению воскового актуатора. В частности, увеличение объема восковых актуаторов 402 может привести к их продвижению вверх вдоль по их соответствующим продольным осям 408. Таким образом, термостат 400 может саморегулировать поток хладагента по своим каналам в зависимости от температуры текущего через термостат хладагента.

В некоторых осуществлениях, восковые актуаторы 402 могут содержать соответствующие стержни, состоящие из одного или нескольких невосковых материалов (например, из одного или нескольких металлов), расположенные вдоль по продольным осям 408 и проходящие по меньшей мере по части высоты своих восковых актуаторов (например, от основания актуатора до области вблизи буртиков 410В и 410С). Часть каждого воскового актуатора 402, окружающая свой стержень 416 - например, корпус 418А, который в некоторых примерах может быть целокупностью воскового актуатора, окружающего стержень - может содержать несколько восков, чье расширение или сжатие взаимодействует со стержнем для того, чтобы придавать продольное движение восковому актуатору. В некоторых осуществлениях, для создания условий для скользящего движения соответствующих корпусов по стержню, стержни 416 могут быть концентрично окружены кольцевидными компонентами (например, втулками).

Как было описано выше, в материальный состав восковых актуаторов 402 (например, их корпусов) могут входить несколько восков. В некоторых осуществлениях, восковые актуаторы 402 могут содержать один или несколько восков, материальные свойства которых подбирают так, чтобы достигались требуемые соответствия между изменением объема воска, продольными положениями и температурами хладагента. В частности, один или несколько восков могут быть подобраны так, чтобы восковые актуаторы 402 начинали испытывать продольное перемещение при протекании через восковой актуатор хладагента с определенной температурой. Таким образом, температура хладагента и материальные свойства одного или нескольких восков в восковых актуаторах 402 могут действовать совместно для создания условий для саморегулирования потока хладагента через восковые актуаторы. Один или несколько восков могут также подбирать таким образом, чтобы требуемая скорость продольного перемещения восковых актуаторов 402 достигалась тогда, когда в текущем через восковые актуаторы хладагенте происходило изменение температуры - например, один или несколько восков могут быть подобраны так, чтобы достигалась требуемая скорость перемещения, выражаемая в единицах длины на единицу температуры (например, мм/°C). В некоторых примерах, изменения продольного положения восковых актуаторов 402 могут быть результатом расширения одного или нескольких восков; эти изменения объема могут сопровождаться, а могут и не сопровождаться изменением агрегатного состояния одного или нескольких восков (например, фазовым переходом из твердого состояния в жидкое состояние). Соответственно, изменения температуры текущего через восковые актуаторы 402 хладагента могут вызывать непрерывные изменения продольного положения воскового актуатора, что способствует непрерывному позиционированию воскового актуатора, то есть, и непрерывному управлению течением хладагента. Также следует понимать, что восковые актуаторы 402 могут претерпевать непрерывное движение в продольном направлении по мере изменения температуры. При этом, первое, второе, третье, четвертое и пятое положения восковых актуаторов могут включать в себя соответствующие диапазоны продольных положений восковых актуаторов 402. Тем не менее, в каждом соответствующем диапазоне восковые актуаторы могут сохранять соответствующую конфигурацию (например, по расположению) клапанного узла. То есть, первое, второе, третье, четвертое и пятое положения восковых актуаторов могут соответствовать своим конфигурациям клапанного узла.

Восковые актуаторы 402А и 402В могут содержать один или несколько одинаковых восков; в некоторых примерах восковые актуаторы могут содержать одинаковые воски. В других осуществлениях, восковые актуаторы 402А и 402В могут содержать неодинаковые воски, что может позволить каждому восковому актуатору иметь собственные характеристики расширения при различных температурах хладагента.

На фиг. 4А, в частности, показаны восковые актуаторы 402 в первом (продольном) положении. Использующийся здесь термин «продольное положение» в применении к восковым актуаторам 402 термостата 400, может обозначать пространственную конфигурацию обоих восковых актуаторов 402А и 402В. Для конкретного продольного положения, использующегося в применении к восковым актуаторам 402А и 402В совместно, восковые актуаторы 402А и 402В могут занимать различные индивидуальные продольные положения (например, измеренное по продольной оси 408А продольное положение воскового актуатора 402А может отличаться от измеренного по той же самой оси 408А положения воскового актуатора 402В). В первом положении, все клапаны 412А, 412В и 412С находятся в своих полностью закрытых положениях в контакте со своими соответствующими клапанными седлами (седла 414А, 414В и 4141С). То есть, хладагент течет между вторым входным каналом 404В и вторым выходным каналом 406В (первый поток хладагента показан стрелкой 420А), но не между какими-либо еще каналами. В соответствии с фиг. 1, первое положение может позволить хладагенту течь между входом 8А для головки блока цилиндров и компонентным выходом 9В, то есть между головкой 2А цилиндров и компонентной линией 12, например, и в этом случае нагретый хладагент, выталкиваемый из головки блока цилиндров, может быть подан к компонентам, расположенным вдоль по компонентной линии. Восковые актуаторы 402 могут занять первое положение для первого диапазона температур хладагента вплоть до первой пороговой температуры хладагента. Первый диапазон температур хладагента может включать в себя относительно низкие температуры, включая, например, температуры, связанные с холодным запуском двигателя. В некоторых примерах, верхушки (например, крайние правые части на фиг. 4А) восковых актуаторов в первом положении могут находиться на одном уровне - например, измеренном по оси, перпендикулярной продольным осям 408.

На фиг. 4В восковые актуаторы 402 показаны во втором положении, в котором восковой актуатор 402А сдвинут по продольной оси 408А от первого положения и от воскового актуатора 402В. Во втором положении, второй и третий клапаны 412В и 412С остаются в своих полностью закрытых положениях, а первый клапан 412А принимает частично открытое положение, выходя из контакта со своим клапанным седлом 414А. В результате, хладагент течет между первым входным каналом 404А и вторым выходным каналом 406В (второй поток хладагента показан стрелкой 420В), в дополнение к потоку хладагента между вторым входным каналом 404В и вторым выходным каналом, но не течет между какими-либо другими каналами. В соответствии с фиг. 1, второе положение может позволить хладагенту течь между входом 8В для блока цилиндров и компонентным выходом 9В, то есть между блоком 2В цилиндров и компонентной линией 12, и в этом случае нагретый хладагент, выталкиваемый из блока цилиндров, может быть подан к компонентам, расположенным вдоль по компонентной линии. Скорость передачи тепловой энергии к этим компонентам может быть больше при нахождении восковых актуаторов 402 во втором положении по сравнению с первым положением, и в некоторых сценариях, передача тепла из блока 2В цилиндров может быть больше во втором положении по сравнению с первым положением, что может способствовать поддержанию температуры блока цилиндров ниже пороговой температуры. Восковые актуаторы 402 могут занять второе положение для второго диапазона температур вплоть до второй пороговой температуры хладагента. Второй диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению с первым диапазоном температур хладагента. Термостат 400 может включать в себя не показанные на фиг. 4А-4Е соответствующие компоненты для поддерживания двунаправленного перемещения восковых актуаторов 402 вдоль своих продольных осей 408 и особенно, такого перемещения в находящиеся слева поверхности и из этих поверхностей.

На фиг. 4С восковые актуаторы 402 показаны в третьем положении, в котором восковой актуатор 402А сдвинут на продольной оси 408А относительно второго положения и воскового актуатора 402В. В третьем положении, третий клапан 412С остается в своем полностью закрытом положении, в то время как второй клапан 412В принимает по меньшей мере частично открытое положение, выходя из контакта со своим клапанным седлом 414В. В результате, хладагент течет между вторым входным каналом 404В и третьим выходным каналом 406С (третий поток хладагента показан стрелкой 420С), в дополнение к потоку хладагента между вторым входным каналом 404В и вторым выходным каналом, и потоку между первым входным каналом 404А и вторым выходным каналом, и в третьем положении не течет между какими-либо другими каналами. В соответствии с фиг. 1, третье положение может позволить хладагенту течь между входом 8А для головки блока цилиндров и перепускным выходом 9С, то есть между головкой 2А блока цилиндров и перепускной линией 11, например, и в этом случае больший по сравнению с первым и вторым положениями объем неохлажденного хладагента может быть перенаправлен назад в двигатель 2. Восковые актуаторы 402 могут занять третье положение для третьего диапазона температур хладагента вплоть до третьей пороговой температуры хладагента. Третий диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению со вторым диапазоном температур хладагента. В третьем положении, по сравнению со вторым положением, увеличивается зазор между первым буртиком 410A и крайней левой поверхностью первого входного канала 404А.

На фиг. 4D восковые актуаторы 402 показаны в четвертом положении, в котором восковой актуатор 402А остается в том же самом положении, в котором он был, когда восковые актуаторы были в третьем положении, а восковой актуатор 402В сдвинут на продольной оси 408В относительно третьего положения. По сравнению с третьим положением, в четвертом положении третий клапан 412С удалился дальше по продольной оси 408В, отойдя от клапанного седла 414С, и приняв по меньшей мере частично открытое положение (например, полностью открытое). Первый и второй клапаны 412А и 412В остались в своих соответствующих положениях (например, в по меньшей мере частично открытых положениях), в которых они находились, когда восковые актуаторы 402 занимали третье положение, хотя в других примерах, одно или оба эти положения могут варьироваться при переходе из третьего положения в четвертое положение. В результате такого расположения клапанов, охладитель втекает в первый выходной канал 406D (четвертый поток хладагента показан стрелкой 420D). Как показано на фиг. 4D, источником этого потока хладагента, втекающего в первый выходной канал 406D, может быть один или несколько потоков, показанных стрелками 420А, 420В и 420С. Этот поток хладагента существует вдобавок к потоку хладагента между первым входным каналом 404А и вторым выходным каналом 406В, между вторым входным каналом 404В и вторым выходным каналом, между вторым входным каналом и третьим выходным каналом, и потоку между первым входным каналом и вторым входным каналом, обозначенному стрелкой 420Е. То есть, в четвертом положении, все входные каналы термостата 400 выталкивают хладагент, в то время как все выходные каналы принимают в себя хладагент. В соответствии с фиг. 1, четвертое положение может позволить хладагенту вытекать из радиаторного выхода 9А, то есть в радиатор 17, например. В четвертом положении, часть хладагента, принимаемого входными каналами термостата 400 (например, хладагента, принимаемого через первый входной канал 404А), может охлаждаться посредством радиатора, в то время как другая часть хладагента (например, хладагент, принимаемый через второй входной канал 404В) может пускаться в обход радиатора и не охлаждаться. Находясь в четвертом положении, термостат 400 может способствовать подаче смеси охлажденного и неохлажденного хладагента в двигатель 2 (фиг. 1). Восковые актуаторы 402 могут занимать четвертое положение для четвертого диапазона температур хладагента вплоть до четвертой пороговой температуры хладагента. Четвертый диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению с третьим диапазоном температур хладагента. По сравнению с третьим положением, в четвертом положении увеличен зазор между первым буртиком 410А и крайней левой поверхностью первого входного канала 404А.

На фиг. 4Е восковые актуаторы 402 показаны в пятом положении, в котором оба восковых актуатора 402А и 402В продвинуты еще дальше на своих продольных осях 408А и 408В от четвертого положения. В показанном примере, восковой актуатор 402А претерпел большее продольное перемещение, чем восковой актуатор 402В. То есть, в пятом положении, по сравнению с четвертым положением, все клапаны 412 переместились дальше на свои продольных осях 408. В частности, первый и третий клапаны 412А и 412С отошли от своих клапанных седел 414, приняв относительно более открытые (например, полностью открытые) положения. Наоборот, второй клапан 412В вошел в контакт с клапанным седлом 414D, находящимся правее от клапанного седла 414В, приняв полностью закрытое положение. В результате такого расположения клапанов перекрывается поток хладагента в третий выходной канал 406С; в соответствии с фиг. 1, таким образом может перекрыться поток хладагента из перепускного выхода 9С и в перепускную линию 11, что приведет к максимизации потока хладагента через радиаторный выход 9А и радиатор 17, что в свою очередь приведет к максимальному охлаждению хладагента. Поток хладагента, тем не менее, сохраняется между первым входным каналом 404А и вторым выходным каналом 406В, вторым входным каналом 404В и вторым выходным каналом, и в первый выходной канал 406А. Таким образом, восковые актуаторы 402 позволяют термостату 400 автоматически максимизировать охлаждение через радиатор в ответ на относительно высокие температуры хладагента, так как эти температуры, термически сообщаясь с восковым актуатором, вызывают изменение объема восковых актуаторов, которое переводит их в пятое положение, в котором охлаждение может быть максимизировано. Восковые актуаторы 402 могут занять пятое положение для пятого диапазона температуры хладагента, который может включать в себя максимальную температуру хладагента. Пятый диапазон температур хладагента может быть диапазоном больших температур по сравнению с четвертым диапазоном температур хладагента. В пятом положении может быть максимизирован зазор между первым буртиком 410А и крайней левой поверхностью первого входного канала 404А.

В пределах объема настоящего изобретения в термостат 400 могут быть внесены различные модификации. Например, для смещения одного или обоих восковых актуаторов 402А и 402В в соответствующие требуемые положения - например, те, что соответствуют первому совместному положению, в конструкцию термостата 400 могут быть включены смещающие элементы (например, пружины). Усилие, обеспечиваемое смещающими элементами, может быть подобрано таким образом, чтобы другие положения (второе, третье, четвертое и пятое положения) достигались бы тогда, когда бы этому усилию (альтернативно, или в дополнение к генерируемому насосом 19 давлению) противодействовало бы достаточное для этого усилие, создаваемое расширением воска. Кроме того, в пределах объема настоящего изобретения могут быть изменены потоки хладагента в термостате 400 для пяти показанных на фиг. 4А-4Е положений; термостат может быть выполнен с возможностью того, чтобы при любом положении поток хладагента устанавливался практически между любой парой входных и выходных каналов. В целом, раскрытые здесь подходы могут быть применимыми к термостату с восковым актуатором, выполненным с возможностью опосредования течения хладагента между по меньшей мере двумя каналами. Кроме того, могут быть изменены количество и геометрическая компоновка входных и выходных каналов с возможными сопутствующими изменениями других элементов термостата 400 (например, изменениями компоновки клапанов, клапанных седел, буртиков и т.п.). Термостат 400 также в целом иллюстрирует конфигурацию и работу термостатов, в которых используются два или более восковых актуаторов; то есть, в пределы объема настоящего изобретения попадают термостаты, в которых используются три или более восковых актуатора. Хотя восковые актуаторы 402 изображены претерпевающими продольное перемещение вдоль по осям 408, восковые актуаторы могут претерпевать альтернативные или дополнительные виды перемещения; например, восковые актуаторы могут перемещаться в продольном направлении за счет вращения на резьбовом узле при расширении их воска (восков). Кроме того, пять диапазонов температуры хладагента, связанных с соответствующими пятью положениями воскового актуатора, могут перекрываться, а могут и не перекрываться друг с другом.

В некоторых примерах, восковые актуаторы 402 могут быть всегда по меньшей мере частично погружены в текущий через них хладагент - например, в хладагент из по меньшей мере головки 2А блока цилиндров (фиг. 1). То есть, саморегулирование потока хладагента межу каналами восковых актуаторов 402 может быть организовано без электронного управления восковыми актуаторами или их клапанами. Также саморегулированием без электронного управления организованы и другие раскрытые здесь функции, например, то, что хладагент из блока 2В цилиндров может течь после того, как сможет течь хладагент из головки 2А блока цилиндров, и то, что перепуск хладагента допускается при относительно повышенной температуре хладагента.

На фиг. 5 показана схема 500 течения хладагента через различные каналы в термостате, в котором используется по меньшей мере один восковой актуатор. На графике 500 в частности иллюстрируется изменение течения хладагента между пятью каналами в термостате - в частности, двумя входными каналами и тремя выходными каналами, в зависимости от температуры текущего через термостат хладагента. Тем не менее, схема 500 может представлять такой же тип течения хладагента для других независимых переменных, таких как давление хладагента. Иллюстрируемый на фиг. 5 термостат может быть, например, термостатом 7, 300 или 400. Более того, может иметься соответствие между пятью входными каналами, представленными на фиг. 5, и аналогичными каналами термостата 300 и/или 400; первый входной канал может быть первым входным каналом 304А или 404А, второй входной канал может быть вторым входным каналом 304В или 404В, первый выходной канал может быть первым выходным каналом 306А или 406А, второй выходной канал может быть вторым выходным каналом 306В или 406В, а третий выходной канал может быть третьим выходным каналом 306С или 406С.

Как показано на фиг. 5, при всех температурах показанного на иллюстрации температурного диапазона поток хладагента постоянно принимается через второй входной канал и постоянно выталкивается из второго выходного канала. Начиная с первой пороговой температуры (хладагента), и при температурах, превышающих первую пороговую температуру, хладагент принимается через первый входной канал. При температурах от второй пороговой температуры до четвертой пороговой температуры поток хладагента выталкивается через третий выходной канал. Тем не менее, при температурах ниже второй пороговой температуры и выше четвертой пороговой температуры, из третьего выходного канала хладагент не выталкивается. И наконец, начиная с третьей пороговой температуры и выше, хладагент выталкивается через первый выходной канал.

Следует понимать, что схема 500 представлена в качестве примера и не должна рассматриваться в ограничивающем смысле. Следует понимать, что для одного или нескольких из трех выходных каналов, принимаемый ими поток хладагента может идти из одного входного канала, или может быть смесью потоков хладагента, принимаемых через оба входных канала. Кроме того, на проиллюстрированные на фиг. 5 потоки хладагента могут влиять другие факторы, такие как, например, конструкция клапана и клапанного седла.

В соответствии с иллюстрациями и описанием, восковые актуаторы 302, 402А и 402В могут использоваться для саморегулирования потока хладагента между двумя или несколькими каналами, то есть, между двумя или несколькими компонентами двигателя. Например, восковые актуаторы могут использоваться для саморегулирования приема (и последующего распределения) хладагента из головки блока цилиндров и блока цилиндров без электронного управления, что может удешевить и упростить конструкцию. Кроме того, нагрев воска (вызывающий перемещение воскового актуатора) достигается созданием теплового контакта с хладагентом, в отличие от других подходов, в которых воск нагревают электрически.

Отметим, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными сочетаниями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в энергонезависимом запоминающем устройстве. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Что подразумевает, что проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в энергонезависимом запоминающем устройстве машиночитаемой компьютерной среды хранения в системе управления двигателем.

Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании сочетания и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не несут ограничительной функции, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения содержит все новые и неочевидные сочетания и производные сочетания различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, внимание сосредоточено на определенных сочетаниях компонентов и производных сочетаниях компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты включают в себя один или более указанных элементов, не требуя, и не исключая двух или более таких элементов. Иные сочетания и производные сочетания раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем поправки имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи исходной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.

Изобретение относится к термостатам, используемым для управления течением хладагента в двигателях внутреннего сгорания. Рассмотрены разнообразные системы управления течением хладагента по некоторому количеству хладагентных линий посредством воскового термостата. В одном варианте осуществления термостат содержит по меньшей мере один восковой актуатор, опосредующий течение хладагента между двумя входными каналами и тремя выходными каналами в зависимости от продольного положения, изменяющегося при изменении температуры хладагента. Изобретение обеспечивает саморегулирование потока хладагента между каналами двигателя. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Термостат, содержащий:

по меньшей мере один восковой актуатор, имеющий продольную ось и опосредующий течение хладагента между двумя входными каналами и тремя выходными каналами в зависимости от своего продольного положения, выполненный с возможностью изменения своего продольного положения вдоль продольной оси при изменении температуры хладагента, при этом в первом продольном положении по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту течь между вторым входным каналом и вторым выходным каналом, при этом второй входной канал связан по текучей среде с головкой блока цилиндров, а второй выходной канал связан по текучей среде с компонентной линией, содержащей сердечник отопителя, при этом во втором продольном положении по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту течь между первым входным каналом и вторым выходным каналом в дополнение к потоку хладагента между вторым входным каналом и вторым выходным каналом, при этом первый входной канал связан по текучей среде с блоком цилиндров двигателя.

2. Термостат по п. 1, в котором по меньшей мере один восковой актуатор содержит по меньшей мере один воск, причем есть возможность изменения его объема при изменении температуры хладагента, причем изменения объема вызывают изменение продольного положения.

3. Термостат по п. 1, в котором в третьем продольном положении по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту течь между вторым входным каналом и третьим выходным каналом в дополнение к потоку хладагента между первым входным каналом и вторым выходным каналом и потоку хладагента между вторым входным каналом и вторым выходным каналом, при том что третий выходной канал связан по текучей среде с перепускной линией, что позволяет выталкиваемый из двигателя нагретый хладагент без охлаждения направлять обратно в двигатель.

4. Термостат по п. 3, в котором в четвертом продольном положении по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту течь между первым входным каналом и первым выходным каналом в дополнение к потоку хладагента между первым входным каналом и вторым выходным каналом, потоку хладагента между вторым входным каналом и вторым выходным каналом и потоку хладагента между вторым входным каналом и третьим выходным каналом, при том что первый выходной канал связан по текучей среде с радиатором.

5. Термостат по п. 4, в котором в пятом продольном положении по меньшей мере один восковой актуатор перекрывает поток хладагента между вторым входным каналом и третьим выходным каналом, продолжая позволять хладагенту течь между первым входным каналом и первым выходным каналом, между первым входным каналом и вторым выходным каналом и между вторым входным каналом и вторым выходным каналом.

6. Термостат по п. 1, в котором по меньшей мере один восковой актуатор содержит первый восковой актуатор и второй восковой актуатор, совместно опосредующие течение хладагента между двумя входными каналами и тремя выходными каналами в зависимости от соответствующих продольных положений.

7. Термостат по п. 6, в котором первый восковой актуатор содержит первый клапан, выполненный с возможностью управления тем, принимать ли хладагент из первого входного канала, и второй клапан, выполненный с возможностью управления тем, выталкивать ли хладагент в третий выходной канал, при том что первый входной канал связан по текучей среде с блоком цилиндров двигателя, а третий выходной канал связан по текучей среде с перепускной линией, что позволяет выталкиваемый из двигателя нагретый хладагент без охлаждения направлять обратно в двигатель.

8. Термостат по п. 6, в котором второй восковой актуатор содержит третий клапан, выполненный с возможностью управления тем, выталкивать ли хладагент в первый выходной канал, связанный по текучей среде с радиатором.

9. Термостат по п. 6, в котором при совместном нахождении первого и второго восковых актуаторов в первом продольном положении хладагент течет из второго входного канала во второй выходной канал и при этом второй входной канал связан по текучей среде с головкой блока цилиндров, а второй выходной канал связан по текучей среде с компонентной линией, содержащей сердечник отопителя.

10. Термостат по п. 1, в котором восковой корпус по меньшей мере одного воскового актуатора независимо от продольного положения находится в физическом контакте с хладагентом, текущим из по меньшей мере одного из двух входных каналов.

11. Термостат, содержащий:

по меньшей мере один восковой актуатор, выполненный с возможностью управления распределением хладагента двигателя по некоторому количеству хладагентных линий в зависимости от температуры хладагента таким образом, что:

в первом диапазоне температур хладагента по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту течь первым потоком между головкой блока цилиндров и компонентной линией,

во втором диапазоне температур хладагента, превышающих температуры первого диапазона, по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту в дополнение к первому потоку в компонентную линию течь вторым потоком из блока цилиндров двигателя в компонентную линию,

в третьем диапазоне температур хладагента, превышающих температуры второго диапазона, по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту в дополнение к первому и второму потокам течь третьим потоком из головки блока цилиндров двигателя через термостат в перепускную линию,

в четвертом диапазоне температур хладагента, превышающих температуры третьего диапазона, по меньшей мере один восковой актуатор позволяет хладагенту в дополнение к первому, второму и третьему потокам течь четвертым потоком в радиатор, и

в пятом диапазоне температур хладагента, превышающих температуры четвертого диапазона, по меньшей мере один восковой актуатор перекрывает третий поток хладагента.

12. Термостат по п. 11, в котором первый диапазон температур хладагента содержит температуру холодного запуска двигателя.

13. Термостат по п. 11, в котором пятый диапазон температур хладагента содержит максимальную температуру хладагента.

14. Термостат, содержащий:

клапанный узел, содержащий несколько клапанов, приводимый в движение по меньшей мере одним восковым актуатором, имеющим продольную ось, и опосредующий течение хладагента между двумя входными каналами и тремя выходными каналами в зависимости от продольного положения вдоль продольной оси актуатора, изменяющегося при изменении температуры хладагента, при этом

в первом продольном положении клапанный узел позволяет хладагенту течь между вторым входным каналом и вторым выходным каналом, при том что второй входной канал связан по текучей среде с головкой блока цилиндров двигателя, а второй выходной канал связан по текучей среде с компонентной линией, содержащей сердечник отопителя, при этом

во втором продольном положении клапанный узел позволяет хладагенту течь между первым входным каналом и вторым выходным каналом в дополнение к потоку хладагента между вторым входным каналом и вторым выходным каналом, при том что первый входной канал связан по текучей среде с блоком цилиндров двигателя, при этом каждый клапан выполнен с отверстием по центру, диаметр которого позволяет соответствующей части воскового актуатора скользить сквозь него.

15. Термостат по п. 14, в котором в третьем продольном положении клапанный узел позволяет хладагенту течь между вторым входным каналом и третьим выходным каналом в дополнение к потоку хладагента между первым входным каналом и вторым выходным каналом и потоку хладагента между вторым входным каналом и вторым выходным каналом, при том что третий выходной канал связан по текучей среде с перепускной линией, что позволяет выталкиваемый из двигателя нагретый хладагент без охлаждения направлять обратно в двигатель.

16. Термостат по п. 15, в котором в четвертом продольном положении клапанный узел позволяет хладагенту течь между обоими входными каналами и тремя выходными каналами, и

в пятом продольном положении клапанный узел перекрывает поток хладагента между обоими входными каналами и третьим выходным каналом, продолжая позволять хладагенту течь между обоими входными каналами и первым выходным каналом и между обоими входными каналами и вторым выходным каналом.