调温装置和冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车辆中的冷却系统的调温装置(1)，包括：进料管道(3)，其适于接收穿过机动车辆的燃式发动机被循环的冷却流体；进料开口(17)，其适于接收来自冷却系统中的先导管线的冷却流体；第一和第二排料管道(5a、5b)；以及能够轴向地位移的阀杆(11)，阀体(10)被固定在所述阀杆上。依赖温度的启动元件(14)被设置成以便取决于经由进料开口(17)被接收的冷却流体的温度影响阀杆的位移位置，以及所述进料开口经由沿轴向方向穿过阀杆延伸的连接管道(18)与第二排料管道(5b)连接在一起。本发明还涉及一种包括所述调温装置的冷却系统。
【专利说明】调温装直和冷却系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的调温装置以及一种根据权利要求9的前序部分的冷却系统。
【背景技术】
[0002]包括具有蜡体的依赖温度的启动元件的调温装置通常被用于调节冷却系统中的冷却流体的温度，所述冷却系统冷却机动车辆中的燃式发动机。调温装置取决于冷却流体的温度将从燃式发动机流出的冷却流体在冷却流体返回到燃式发动机之前引导到待冷却的散热器或在不经过散热器的情况下直接引导回到燃式发动机。在多种机动车辆中，调温装置被耦连到冷却系统的在燃式发动机的冷却流体出口与散热器的冷却流体进口之间的冷却回路中。已被示出的有利的是取决于被引导到燃式发动机中的冷却流体的温度控制调温装置，而非取决于离开燃式发动机的冷却流体的温度控制调温装置。为了使得能够在不必改变调温装置的在冷却回路中的布置的情况下进行所述控制，已开发这样的调温装置，所述调温装置被设置成接收来自先导管线的控制冷却流体流，所述先导管线使得朝向燃式发动机的冷却流体进口流动的冷却流体的一部分转向。后者类型的调温装置先前从EP2037 097 A2 和 EP 2 366 878A2 已知。
[0003]发明目的
[0004]本发明的目的是提供一种具有新颖和有利设计的以上指定类型的调温装置。
【发明内容】
[0005]所述目的根据本发明借助于展现出在权利要求1中被限定的特征的调温装置被实现。
[0006]根据本发明的调温装置包括:
[0007]-进料管道，其适于接收穿过机动车辆中的燃式发动机被循环的冷却流体，
[0008]-进料开口，其适于接收来自先导管线的冷却流体，
[0009]-第一排料管道，其被连接到所述进料管道，以及冷却流体适于从所述第一排料管道被引导到散热器，
[0010]-第二排料管道，其被连接到所述进料管道，以及冷却流体适于从所述第二排料管道在不经过所述散热器的情况下返回到燃式发动机，
[0011]-阀体，其能够在多个位置之间位移以便调节冷却流体的从所述进料管道到所述排料管道的流动，
[0012]-依赖温度的启动元件，以及
[0013]-能够轴向地位移的阀杆，阀体被固定在所述阀杆上，其中启动元件被设置成取决于经由所述进料开口被接收的冷却流体的温度影响阀杆和阀体的位移位置，以及其中所述进料开口经由沿轴向方向穿过阀杆延伸的连接管道被连接到第二排料管道。
[0014]因此，阀杆被用在根据本发明的调温装置中以便将从先导管线被接收的冷却流体引导到第二排料管道。作为结果，调温装置能够被赋予特别紧凑且空间效率高的设计。
[0015]根据本发明的一个实施方式，阀杆穿过被结合在启动元件中的蜡体延伸以便使得热量能够从在阀杆内部穿过所述连接管道流动的冷却流体传递到蜡体。与蜡体被从外侧加热的常规类型的调温装置相比，以所述方式从内部加热蜡体使得在来自在阀杆内部穿过连接管道流动的冷却流体的热量的作用下能够将蜡体更有效率地彻底加热。
[0016]本发明的第二实施方式的特征在于:
[0017]-调温装置包括活塞腔以及被接收在活塞腔中的能够位移的活塞，于是阀杆穿过所述活塞腔延伸，
[0018]-所述活塞被固定地连接到阀杆外侧并且被放置在阀杆外侧上，以及
[0019]-蜡体被安置在活塞腔中并且被设置成作用在所述活塞上。
[0020]从而可以以有效率且空间效率高的方式将蜡体的扩展转换为阀杆和阀体的轴向位移。
[0021]根据本发明的调温装置的其它有利特征在从属权利要求以及以下的【具体实施方式】中被描述。
[0022]本发明还涉及一种展示出在权利要求9中被限定的特征的冷却系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明将会在以下利用示例性实施方式的协助并且参考附图被描述。以下附图被描绘:
[0024]图1是根据本发明的第一实施方式的调温装置的侧视图，
[0025]图2是根据图1的调温装置的前视图，
[0026]图3是沿图2中的线II1-1II的剖视图，
[0027]图4是穿过根据本发明的第二实施方式的调温装置的剖视图，以及
[0028]图5是包括根据本发明的调温装置的冷却系统的示意图。
【具体实施方式】
[0029]图1-3展示了根据本发明的实施方式的调温装置I。所述调温装置I适于被结合在机动车辆中的冷却系统(例如在图5中被展示类型的冷却系统40)中。调温装置I包括调温器外壳2。用于接收穿过机动车辆中的燃式发动机被循环的冷却流体的进料管道3被设置在调温器外壳2中。所述进料管道3适于被连接到所述冷却系统中的管线，以便能够经由被设置在调温器外壳2中的进料开口 4接收来自所述管线的冷却流体。第一排料管道5a和第二排料管道5b还被设置在调温器外壳2中。这些排料管道5a、5b都被连接到进料管道3。来自第一排料管道5a的冷却流体适于从调温装置I被引导到所述冷却系统中的散热器，而来自第二排料管道5b的冷却流体适于在不经过所述散热器的情况下返回到燃式发动机。第一排料管道5a适于被连接到所述冷却系统中的管线以便使得冷却流体可以经由被设置在调温器外壳2中的第一出口开口 6a经过所述管线，而第二排料管道5b适于被连接到所述冷却系统中的第二管线以便使得冷却流体可以经由被设置在调温器外壳2中的第二出口开口 6b经过所述第二管线。
[0030]阀体10被可位移地设置在调温器外壳2中。所述阀体10能够在多个位置之间轴向地位移特别调节冷却流体的从所述进料管道3到所述排料管道5a、5b的流动。阀体10被固定在能够轴向地位移的阀杆11上并且能够与所述阀杆一起位移，所述阀杆被可位移地放置在调温器外壳2中。第一阀座12a在进料管道3与第一排料管道5a之间被设置在调温器外壳2中，以及第二阀座12b在进料管道3与第二排料管道5b之间被设置在调温器外壳2中。在被展不的实施例中，第一阀座12通过围绕第一开口 13a延伸的边缘被形成，所述第一开口构成进料管道3与第一排料管道5a之间的流道，而第二阀座12b通过围绕第二开口 13b延伸的边缘被形成，所述第二开口构成进料管道3与第二排料管道5b之间的流道。阀体10包括第一阀构件10a，所述第一阀构件在阀体的第一端部位置中能够被接收在第一阀座12a中以便关闭所述第一开口 13a并且从而防止冷却流体从进料管道3流动到第一排料管道5a。阀体10还包括第二阀构件10b，所述第二阀构件在阀体的第二端部位置中能够被接收在第二阀座12b中以便关闭所述第二开口 13b并且从而防止冷却流体从进料管道3流动到第二排料管道5b。两个阀构件10a、10b被设置在沿阀杆的轴向方向观察距彼此一定距离处。当第一阀构件1a被定位在其与第一阀座12a接合的被闭合位置中时，第二阀构件1b被定位在距第二阀座12b —段距离处的打开位置中，如在图3中被展示的，于是冷却流体从而被允许从进料管道3经由所述第二开口 13b流动到第二排料管道5b。当第二阀构件1b被定位在其与第二阀座12b接合的被闭合位置中时，第一阀构件1a被定位在距第一阀座12a —段距离处的打开位置中，于是冷却流体从而被允许从进料管道3经由所述第一开口 13a流动到第一排料管道5a。当阀体10被定位在各所述端部位置之间的位置中时，冷却流体被允许从进料管道3以不同程度经由所述第一开口 13a流动到第一排料管道5a并且经由所述第二开口 13b流动到第二排料管道5b。阀杆11穿过相应阀构件10a、1b的中心延伸。在被展示的实施例中，相应阀构件10a、10b由锥形阀头组成。
[0031]阀体10能够在被设置在调温器外壳2中的启动元件14的作用下并且抵抗来自作用在阀体10或阀杆11上的弹簧装置15的弹簧力沿所述第二端部位置的方向从所述第一端部位置位移。在被展示的实施例中，弹簧装置15由压缩弹簧组成，所述压缩弹簧的一个端部抵靠第二排料管道5b内侧的支撑面16a并且所述压缩弹簧的另一侧抵靠第二阀构件1b上的支撑面。所述压缩弹簧围绕阀杆的端部11b，所述端部被接收在第二排料管道5b中。调温装置I还包括进料开口 17，所述进料开口适于接收来自所述冷却系统中的先导管线的冷却流体。启动元件14被设置成取决于经由所述进料开口 17从先导管线被接收的冷却流体的温度影响阀杆11和阀体10的位移位置。进料开口 17经由沿轴向方向穿过阀杆11延伸的连接管道18被连接到第二排料管道5b。从先导管线被接收的冷却流体一直被允许经由连接管道18进一步流动到第二排料管道5b，无论阀杆11和阀体10的位置。
[0032]在被展示的实施例中，阀杆11是管状的并且在两个端部处开口，于是连接管道18由在阀杆的各端部之间的穿过阀杆轴向地延伸的内部空间形成。阀杆11有利地由具有高导热能力的金属材料制成。
[0033]在被展示的实施例中，启动元件14包括腊体20。阀杆11穿过所述腊体20延伸以便使得热量能够从穿过阀杆11内侧的连接管道18流动的冷却流体传递到蜡体20。活塞腔21被设置在调温器外壳2中，以及活塞22被可位移地接收在所述活塞腔中。阀杆11穿过活塞腔21延伸，以及活塞22与阀杆11外侧固定地连接在一起并且被放置在阀杆外侧上。蜡体20被安置在活塞腔21中并且被设置成作用在活塞22上。当穿过连接管道18流动的冷却流体具有低于蜡体20中的蜡物质的融化温度的温度时，蜡体处于固态，以及阀体10接下来被定位于在图3中被展示的第一端部位置中。当蜡体20在来自穿过连接管道18流动的冷却流体的热量的作用下被加热到所述融化温度时，蜡体将会开始融化。随着蜡体20融化，其体积增大并且因此在活塞22上施加压缩力，以使得所述活塞抵抗弹簧装置15的作用与阀杆11和阀体10 —起被位移。因此，阀体10沿前述第二端部位置的方向从前述第一端部位置被位移。当实质上整个蜡体20已融化时，阀体10到达第二端部位置。当蜡体20接下来由于穿过连接管道18流动的冷却流体的温度下降而已冷却到低于所述融化温度的温度时，蜡体开始变硬。随着蜡体20变硬，其体积减小，于是活塞22与阀杆11和阀体10 —起在弹簧装置15的作用下沿相反方向被位移。
[0034]在被展示的实施例中，呈O形环形式的密封构件23a、23b在活塞腔21的两侧上被设置在阀杆11与调温器外壳2之间。
[0035]在图1-3中被展示的实施方式中，调温装置I中的适于连接到先导管线的进料开口 17被设置在阀杆的穿过调温器外壳的开口 24从调温器外壳2伸出的一个端部Ila中。先导管线在这种情况下适于被直接地连接到阀杆的所述伸出的端部11a，以及相关的进料开口 17在这种情况下还构成连接管道18中的进料开口。图4展示了替代实施方式，其中调温装置I中的适于连接到先导管线的进料开口 17替代地被设置在调温器外壳2中，于是阀杆11以其一个端部Ila延伸到进料管道25中，所述进料管道被设置在调温器外壳2中被连接到所述进料开口 17。先导管线在这种情况下适于被连接到调温器外壳2，以及连接管道在这种情况下配置有适于与先导管线独立的进料开口 26。除了这些细节中的不同之夕卜，在图4中被展示的调温装置与在图1-3中被展示的调温装置以及以上被描述的调温装置一致。
[0036]图5示意性地展示了根据本发明的冷却系统40，所述冷却系统适于机动车辆。所述冷却系统40包括冷却回路41，所述冷却回路借助于在冷却回路中流动的冷却流体冷却车辆中的燃式发动机42，所述冷却流体优选地呈水的形式并且具有凝固点降低添加剂(例如乙二醇)。冷却流体泵43被耦连到冷却回路41中以便在冷却回路中循环冷却流体。例如呈常规冷却流体散热器形式的散热器44也被耦连到冷却回路41中以便冷却所述冷却流体。所述散热器44包括经由冷却回路的第一管线47与燃式发动机42中的冷却流体出口46b连接在一起的冷却流体进口 45a以及经由冷却回路的第二管线48与燃式发动机42中的冷却流体进口 46a连接在一起的冷却流体出口 45b。所述第一管线47经由冷却回路的第三管线49与所述第二管线48连接在一起。所述第三管线49在第一点Pl处被连接到第二管线48其被设置成允许冷却流体从燃式发动机的冷却流体出口 46b在冷却流体不经过所述散热器44的情况下返回到燃式发动机的冷却流体进口 46a。因此，第三管线49构成旁路管线，冷却回路41中的冷却流体循环能够经由所述旁路管线在燃式发动机42的冷却流体出口 46b与冷却流体进口 46a之间绕过所述冷却流体的路径中的散热器44。燃式发动机的冷却流体进口 46a与冷却流体出口 46b之间的冷却流体穿过燃式发动机内侧的冷却流体管道被循环同时吸收来自燃式发动机的热量。
[0037]穿过散热器44流动的冷却流体借助于在机动车辆处于移动状态中朝向散热器吹的空气被冷却。冷却系统40还能够包括风扇51，所述风扇被设置成产生穿过散热器44的空气流。所述风扇51能够被耦连到燃式发动机42以便被驱动。以上被描述类型的调温装置I以下述方式被耦连到冷却回路41中:
[0038]-调温装置的进料管道3经由第一管线47的第一管线区段47a与燃式发动机42的冷却流体出口 46b连接在一起，
[0039]-调温装置的第一排料管道5a经由第一管线47的第二管线区段47b与散热器44的冷却流体进口 45a连接在一起，
[0040]-调温装置的第二排料管道5b与第三管线49连接在一起，以及
[0041]-调温装置的进料开口17与冷却回路40的先导管线50连接在一起。
[0042]先导管线50在被定位在所述第一点Pl与燃式发动机42的冷却流体进口 46a之间的第二点P2处被连接到第二管线48。冷却流体的被馈送到燃式发动机的冷却流体进口46a的一小部分从第二管线48被偏转到先导管线50并且通过先导管线被引导到调温装置
I。在调温装置I中，从先导管线50被接收的冷却流体与启动元件14热传递式接触并且接下来经由连接管道18、调温装置I中的第二排料管道5b以及第三管线49被引导回到第二管线48。经由先导管线50被引导到调温装置I的冷却流体具有与被引导到燃式发动机42中的冷却流体相同的温度。因此，调温装置的启动元件14通过被引导到燃式发动机42中的冷却流体的温度被控制。当冷却回路41中的冷却流体的温度较低时，蜡体20维持在固态，以及阀体10被保持在前述第一端部位置中，于是从燃式发动机42经由第一管线37流动到调温装置I的所有冷却流体在不经过散热器44的情况下经由第三管线49和第二管线48返回到燃式发动机42。当冷却回路41中的冷却流体已变得足够热以至于蜡体20已开始融化时，阀体10将会表现为处于前述第一与第二端部位置之间的位置，于是从燃式发动机42经由第一管线47流动到调温装置I的冷却流体中的一定量被进一步引导到散热器44并且在冷却流体经由第二管线48返回到燃式发动机之前在所述散热器中被冷却，而冷却流体的第二量在不经过散热器44的情况下经由第三管线49和第二管线48返回到燃式发动机42。当实质上整个蜡体20都已融化时，阀体10表现为前述第二端部位置，于是从燃式发动机42经由第一管线47流动到调温装置I的所有冷却流体被进一步引导到散热器44并且在冷却流体经由第二管线48返回到燃式发动机42之前在所述散热器中被冷却。
[0043]根据本发明的调温装置以及根据本发明的冷却系统特别适于被用在重型机动车辆(诸如公交车、拖拉机、或货运车辆)中。
[0044]本发明显见地不以任何方式被限制到以上被描述的实施方式中，而是本发明的多种可能的改型在不偏离本发明的如在所附权利要求中被限定的基本思想的情况下对于本领域中的技术人员应当是显见的。
【权利要求】
1.一种用于机动车辆中的冷却系统的调温装置，所述调温装置(I)包括: -进料管道(3)，其适于接收穿过机动车辆中的燃式发动机被循环的冷却流体， -进料开口(17)，其适于接收来自所述冷却系统的先导管线的冷却流体， -第一排料管道(5a)，其与所述进料管道(3)连接在一起，以及冷却流体适于从所述第一排料管道被引导到所述冷却系统中的散热器， -第二排料管道(5b)，其与所述进料管道(3)连接在一起，以及冷却流体适于从所述第二排料管道在不经过所述散热器的情况下返回到燃式发动机， -阀体(10)，其能够在多个位置之间位移以便调节冷却流体的从所述进料管道(3)到所述排料管道(5a、5b)的流动， -依赖温度的启动元件(14)，以及 -能够轴向地位移的阀杆(11)，阀体(10)被固定在所述阀杆上，于是启动元件(14)被设置成取决于经由所述进料开口(17)被接收的冷却流体的温度影响阀杆(11)和阀体(10)的位移位置， 其特征在于，所述进料开口(17)经由沿轴向方向穿过阀杆(11)延伸的连接管道(18)与第二排料管道(5b)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的调温装置，其特征在于，启动元件(14)包括蜡体(20)。
3.根据权利要求2所述的调温装置，其特征在于，阀杆(11)穿过所述蜡体(20)延伸以便允许热量从在所述阀杆(11)内部穿过所述连接管道(18)流动的冷却流体传递到蜡体(20)。
4.根据权利要求3所述的调温装置，其特征在于: -调温装置(I)包括活塞腔(21)以及被可位移地接收在活塞腔中的活塞(22)，其中阀杆(11)穿过所述活塞腔(21)延伸， -所述活塞(22)与阀杆(11)外侧固定地连接在一起并且被放置在阀杆外侧，以及 -蜡体(20)被安置在活塞腔(21)中并且被设置成作用在所述活塞(22)上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的调温装置，其特征在于: -调温装置(I)包括被设置在所述进料管道(3)与第一排料管道(5a)之间的第一阀座(12a)，以及被设置在所述进料管道(3)与第二排料管道(5b)之间的第二阀座(12b)，-阀体(10)包括第一阀构件(10a)，所述第一阀构件在阀体的第一端部位置中能够被接收在第一阀座(12a)中以便防止冷却流体从所述进料管道(3)流动到第一排料管道(5a)，以及 -阀体(10)包括第二阀构件(10b)，所述第二阀构件在阀体的第二端部位置中能够被接收在第二阀座(12b)中以便防止冷却流体从所述进料管道(3)流动到第二排料管道(5b)。
6.根据权利要求5所述的调温装置，其特征在于，阀体(10)能够在启动元件(14)的作用下并且抵抗作用在阀体(10)或阀杆(11)上的弹簧装置(15)的弹簧力沿所述第二端部位置的方向从所述第一端部位置位移。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的调温装置，其特征在于，阀杆(11)是管状的并且在两个端部处开口，于是连接管道(18)由阀杆(11)中的在阀杆的各端部之间的内部空间形成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的调温装置，其特征在于，所述进料开口(17)被设置在阀杆(11)的一个端部中。
9.一种用于机动车辆的冷却系统，包括用于借助于在冷却回路中流动的冷却流体冷却车辆中的燃式发动机(42)的冷却回路(41)，所述冷却系统(40)包括: -冷却流体泵(43)，其用于在冷却回路(41)中循环冷却流体，以及-散热器(44)，其被耦连到冷却回路(41)中以便冷却冷却流体，其中所述散热器(44)包括经由冷却回路中的第一管线(47)与燃式发动机(42)的冷却流体出口(46b)连接在一起的冷却流体进口(45a)，以及经由冷却回路中的第二管线(48)与燃式发动机(42)的冷却流体进口(46a)连接在一起的冷却流体出口(45b)，于是所述第一管线(47)经由冷却回路中的第三管线(49)与所述第二管线(48)连接在一起，所述第三管线(49)在第一点(Pl)处被连接到第二管线(48)并且被设置成允许冷却流体在不经过所述散热器(44)的情况下返回到燃式发动机(42)， 其特征在于，根据权利要求1-8中任一项所述的调温装置(I)被耦连到所述第一管线(47)中，于是: -调温装置的所述进料管道(3)与燃式发动机(42)的冷却流体出口(46b)连接在一起， -调温装置的所述第一排料管道(5a)与散热器(44)的冷却流体进口(45a)连接在一起， -调温装置的所述第二排料管道(5b)与所述第三管线(49)连接在一起，以及-调温装置的所述进料开口(17)与冷却回路中的先导管线(50)连接在一起，所述先导管线(50)在被定位在所述第一点(Pl)与燃式发动机(42)的冷却流体进口(46a)之间的第二点(P2)处被连接到所述第二管线(48)。
【文档编号】F16K31/68GK104204439SQ201380018457
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月25日 优先权日:2012年4月5日
【发明者】F·乌曼 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司