термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входными и выходным патрубками и запорный термочувствительный узел, размещенный в корпусе и снабженный пружиной, выполненной из материала с термомеханической памятью формы, отличающийся тем, что запорный узел образован полой цилиндрической осью, жестко установленной на корпусе, цилиндрической направляющей, концентрично размещенной на оси с возможностью возвратно поступательного перемещения, основным и вспомогательным клапанами, установленными на направляющей один параллельно другому, и размещенной между клапанами с возможностью свободного хода подпружиненной муфтой с ползуном, причем последний расположен коаксиально относительно цилиндрической оси и направляющей, а пружина из материала с термомеханической памятью формы одним концом связана с корпусом, а другим - с подпружиненной муфтой.

2. Термостат по п. 1, отличающийся тем, что пружина из материала с термомеханической памятью формы связана с корпусом через промежуточную опору, с выполненными в ней отверстиями для прохода рабочей среды.

3. Термостат по п. 1, отличающийся тем, что муфта жестко связана с основным клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может найти применение при проектировании и изготовлении элементов конструкции систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известно устройство, включающее термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и запорный элемент, связанный с корпусом при помощи пружины, выполненной из материала с термомеханической памятью формы (Авт.св. СССР N 1040198, кл. F 01 Р 7/16, 1981).

Недостатком данного термостата является его малая эффективность, обусловленная в основном, негативными характеристиками материала, из которого изготовлен исполнительный механизм клапана, а именно, данный материал не обеспечивает безгистерезисной его работы, кроме того, конструкция клапана в недостаточной степени обеспечивает стабильность регулирования потока охладителя.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, принятым в качестве прототипа, является термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входными и выходным патрубками и запорный термочувствительный узел, размещенный в корпусе и снабженный пружиной, выполненной из материала с термомеханической памятью формы (патент РФ N 2059082, кл. F 01 Р 7/16, 1996).

Данное техническое решение, хотя и не обладает недостатками вышеизложенного технического решения, однако также имеет негативные стороны, которые были выявлены в процессе его эксплуатации. В силу того, что запорный орган образован элементами цилиндрического плана, размещенными один в другом, для его нормального функционирования требуется дополнительная точность изготовления, и при ее отклонении от определенного уровня функциональные характеристики запорного органа понижаются (начинает заедать), что в свою очередь отрицательно сказывается на эффективности работы устройства и на его надежности.

Техническим результатом от реализации изобретения является повышение надежности и эффективности его работы при сохранении функциональных характеристик на высоком уровне.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в термостате системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с входными и выходным патрубками и запорный термочувствительный узел, размещенный в корпусе и снабженный пружиной, выполненной из материала с термомеханической памятью формы, запорный узел образован полой цилиндрической осью, жестко установленной на корпусе, цилиндрической направляющей, концентрично размещенной на оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения, основным и вспомогательным клапанами, установленными на направляющей один параллельно другому, и размещенной между клапанами с возможностью свободного хода подпружиненной муфтой с ползуном, причем последний расположен коаксиально относительно цилиндрической оси и направляющей, а пружина из материала с термомеханической памятью формы одним концом связана с корпусом, а другим - с подпружиненной муфтой.

Кроме того, пружина, выполненная из материала с термомеханической памятью формы, может быть связана с корпусом через промежуточную опору с выполненными в ней отверстиями для прохода рабочей среды, а муфта может быть жестко связана с основным клапаном.

На чертеже показан термостат в разрезе.

Термостат содержит корпус 1 с входными 2,3 и выходным 4 патрубками и запорный термочувствительный узел 5. Запорный узел 5 образован полой цилиндрической осью 6, жестко установленной на корпусе 1 и снабженной внутренней пружиной 7, цилиндрической направляющей 8, концентрично размещенной на оси 6 с возможностью возвратно поступательного перемещения, основным 9 и вспомогательным 10 клапанами, установленными на направляющей 8 один параллельно другому. Между клапанами 9 и 10 размещена с возможностью свободного хода подпружиненная при помощи пружины 11 муфта 12 с ползуном 13. Ползун 13 расположен коаксиально относительно цилиндрической оси 6 и направляющей 8, а пружина 14 из материала с термомеханической памятью формы одним концом связана с корпусом 1, а другим - с муфтой 12.

Кроме того, как вариант исполнения конструкции пружина 14 из материала с термомеханической памятью формы связана с корпусом 1 через промежуточную опору 15, в которой выполнены отверстия для прохода рабочей среды.

Основной клапан 9 запорного узла в первоначальном состоянии прижат к входному патрубку 3, и при этом муфта 12 может быть с ним жестко связана. В качестве материала с термомеханической памятью формы может быть использован материал на основе сплава марганец-медь.

Устройство работает следующим образом.

Во время циркуляции жидкости по малому кругу возникает перепад давлений, действующий со стороны входного патрубка 3. Однако основной клапан 9 остается закрытым под действием пружин 7 и 11. При прогреве двигателя повышается температура охладителя в системе охлаждения и пружина 14 термочувствительного узла начинает нагреваться и, преодолевая усилие более слабой пружины 11, которая определяет положение муфты 12, перемещает муфту 12 по внешней стороне направляющей 8. При достижении заданной температуры торец ползуна 13 муфты 12 упрется во вспомогательный клапан 10, и при дальнейшем нагреве пружины 14 запорного термочувствительного узла 5 весь узел начнет перемещаться до тех пор, пока клапан 10 не упрется в корпус 1 или опору 15 и жидкость начнет циркулировать по большому кругу. При изменении температуры в рабочем диапазоне клапаны 9 и 10 находятся в промежуточном положении.