内燃发动机流体计量阀组件的制作方法
【专利说明】内燃发动机流体计量阀组件
[0001]相关申请
[0002]此申请涉及2013年2月19日提交的申请号为61/766，406，标题为“内燃发动机流体计量阀组件”的美国临时专利申请并且要求其优先权权益，该临时专利申请的全文以引用的方式结合在此。
技术领域
[0003]本发明的实施例大体上涉及用于内燃发动机的冷却系统，并且更具体来说，涉及配置成用在内燃发动机的冷却系统中的流体计量阀组件。
【背景技术】
[0004]典型的内燃发动机包括配置成允许冷却剂剂(诸如水)流过散热器的主冷却线路。旁路导管在发动机的起动阶段期间打开并且允许冷却剂通过旁路导管循环。通常，恒温阀系统控制冷却剂的流量。至少一个阀由热膨胀构件驱动并且与旁路阀适配。阀彼此连接，从而使得在预定的较低温度下，恒温阀关闭并且旁路阀打开。随着温度增加，恒温阀打开并且旁通阀逐渐关闭。标题为“用于燃烧发动机的冷却系统”的W02010/061343提供冷却系统的进一步细节，W02010/061343的全文以引用的方式结合在此。
[0005]某些阀可以包括计量特征结构，其允许较少量流体通过其被计量。然而，这些计量特征结构中的许多的尺寸和形状被设计成使得允许太多流体通过其。简言之，计量特征结构可能太大而不能允许较少量或微调量的流体通过其。而且，已知的计量特征结构可能形成有复杂的形状和边界，这可能增加制造时间和成本。
【发明内容】
[0006]本发明的某些实施例提供配置成用在内燃发动机冷却系统的冷却剂调节器中的流体计量阀组件。该组件可以包括配置成可旋转地固定在冷却剂调节器的内腔内的主体。可以穿过主体形成流体通道。流体通道可以至少部分地由主体的计量边缘限定。组件还可以包括靠近主体的计量边缘形成的计量构件。计量构件被配置成当主体在冷却剂调节器内旋转时允许可变剂量的流体被计量进入冷却剂调节器中或从冷却剂调节器中被计量出。计量构件可以包括形成到主体中的一个或多个线性特征结构(与例如通过复杂的切割操作形成的复杂特征结构相比)。在至少一个实施例中，计量构件形成在计量边缘处。在至少一个其他实施例中，计量构件从计量边缘偏移。
[0007]计量构件可以包括连接到收缩流体出口的流体入口。流体入口可以包括限定在线性侧壁与垂直基底之间的流体入口开口。线性侧壁可以连接到平行于计量边缘的线性屏障入口壁。线性屏障入口壁可以连接到收缩流体出口的线性成角度的出口壁。线性成角度的出口壁可以朝向与计量边缘平行的线性屏障出口壁汇聚。计量构件可以是T形的。
[0008]在至少一个实施例中，计量构件从流体入口倾斜至流体出口。计量构件在流体入口处的第一深度可以大于计量构件在流体出口处的第二深度。
[0009]在至少一个实施例中，计量构件可以包括在流体出口顶点处汇聚的成角度的侧壁。计量构件可以形成半漏斗。
[0010]在至少一个实施例中，计量构件可以包括连接到流体出口的流体入口，流体出口具有与流体入口相同的宽度。
[0011 ] 计量边缘可以是弯曲的。计量构件的至少一个壁部分可以平行于弯曲的计量边缘。
[0012]计量构件可以包括形成到主体中的仅一个或多个线性特征结构。线性特征结构可以是通过冲压、压入等容易形成的简单的几何形状。
[0013]本发明的某些实施例提供内燃发动机冷却系统，该系统可以包括冷却剂调节器，其具有内腔、致动器以及可旋转地固定在内腔内并且操作地连接到致动器的流体计量阀组件。致动器被配置成使流体计量阀组件在内腔内旋转。流体计量阀组件可以包括可旋转地固定在内腔内并且具有操作地连接到致动器的驱动轴的主体。可以穿过主体形成流体通道。流体通道至少部分地由主体的计量边缘限定。流体计量阀组件还可以包括靠近主体的计量边缘形成的计量构件。计量构件被配置成当主体在冷却剂调节器内旋转时允许可变剂量的流体被计量进入冷却剂调节器中或从冷却剂调节器中被计量出。计量构件可以包括形成到主体中的一个或多个线性特征结构。
【附图说明】
[0014]图1示出根据本发明的实施例的内燃发动机冷却系统的示意图。
[0015]图2示出根据本发明的实施例的冷却剂调节器的透视内部图。
[0016]图3示出根据本发明的实施例的冷却剂调节器的俯视内部图，其中流体计量阀组件处于旋转位置中。
[0017]图4示出根据本发明的实施例的流体计量阀组件的侧视图。
[0018]图5示出根据本发明的实施例的形成在流体计量阀组件的计量边缘处的计量构件的前视图。
[0019]图6示出根据本发明的实施例的穿过图4的线6-6的流体计量阀组件的横截面图。
[0020]图7示出根据本发明的实施例的流体计量阀组件的侧视图。
[0021]图8示出根据本发明的实施例的形成在流体计量阀组件的计量边缘处的计量构件的前视图。
[0022]图9示出根据本发明的实施例的相对于封闭构件处于关闭位置中的流体计量阀组件的仰视图。
[0023]图10示出根据本发明的实施例的处于计量打开位置中的流体计量阀组件的仰视图。
[0024]图11示出根据本发明的实施例的流体计量阀组件的透视图。
[0025]图12示出根据本发明的实施例的形成在流体计量阀组件的计量边缘处的计量构件的前视图。
[0026]图13示出根据本发明的实施例的流体计量阀组件的透视图。
[0027]图14示出根据本发明的实施例的形成在流体计量阀组件的计量边缘处的计量构件的前视图。
[0028]图15示出根据本发明的实施例的流体计量阀组件的透视图。
[0029]在详细解释本发明的实施例之前，应理解，本发明的应用并不限于以下描述中阐述或附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施例或者以各种方式来实践或执行。另外，应理解，本文使用的措辞和术语是用于描述的目的，并且不应认为是限制性的。“包括(including)”和“包括(comprising)”以及其变体的使用意味着涵盖随后列出的项目和其等效物以及额外项目和其等效物。
【具体实施方式】
[0030]本发明的实施例提供流体计量阀组件，所述流体计量阀组件被配置成提供内燃发动机冷却系统的增强的温度控制。本发明的实施例提供流体计量阀组件，所述流体计量阀组件被配置成允许少量的、微调剂量的冷却剂通过组件的小的旋转而被计量进入到冷却系统中。
[0031]图1示出根据本发明的实施例的内燃发动机冷却系统I的示意图。系统I包括操作地连接到冷却泵12 (诸如水泵)的内燃发动机10。冷却线路13包括与冷却剂调节器16流体连通的散热器14。调节元件(诸如流体计量阀组件17)可旋转地固定在冷却剂调节器16内，并且可以由驱动器(诸如蜗杆传动等)致动。发动机控制器18操作地控制驱动器。发动机控制器18检测特定的发动机状态、系统内的温度等。冷却线路13可以由旁路20分路，旁路20也与冷却剂调节器16流体连通。冷却剂最初经由冷却剂调节器16，通过旁路20循环，以使得内燃发动机10尽快达到操作温度。旁路20仅在冷却剂达到预定温度之后被阻塞。
[0032]冷却剂调节器16被配置成完全中断冷却剂的流动。中断可以在冷起动阶段中执行，以使得内燃发动机10可以相对快速地被加热。但是，如果没有进行冷起动阶段，则内燃发动机10可能过热。为了避免过热，子分支22被配置成将冷却剂避开冷却剂调节器16分流冷却剂。
[0033]冷却剂调节器16内的流体计量阀组件17可以包括由例如直流电机致动的球状或球形主体。主体可以包括一个或多个通道或开口，所述通道或开口被配置成旋转成与导管对准和不对准，以选择性地阻止和允许流体流过通道或开口。因此，主体被配置成在一定的旋转角度下选择性地打开和关闭各个流径。
[0034]在内燃发动机10的操作期间，散热器14的流径被打开以允许冷的冷却剂流从散热器14到热的冷却剂流径中。因此，热的和冷的冷却剂混合，由此允许控制系统的温度。
[0035]图2示出根据本发明的实施例的冷却剂调节器100的透视内部图。冷却剂调节器100包括限定内腔104和106的壳体102。内腔104与流体入口导管108和流体出口导管110连通。类似地，内腔106与流体入口导管112和流体出口导管114连通。可替代地，流体入口导管108、112和流体出口导管110和114可以颠倒，从而使得导管108和112是流体出口导管，并且导管110和114是流体出口导管。另外，冷却剂调节器100可以包括比所示的更多或更少的内腔104和106。例如，冷却剂调节器100可以包括仅单个内腔，或者可以包括与流体入口和出口导管流体连通的三个或更多个内腔。
[0036]流体计量阀组件116可以可旋转地固定在内腔104内。流体计量阀组件116包括配置成可旋转地固定在内腔104的互补形(reciprocally-shaped)区域内的半球形或球形主体118。主体118包括从一个或两个端部122和124处的轴向中心延伸的轴向驱动轴120。主体118还包括可以通过径向梁128 (诸如辐条)连接到驱动轴120的外圆周壁126，所述径向梁可以连接到驱动轴120或者围绕驱动轴120的轮毂。
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