[发明专利]用于内燃发动机冷却系统的蜡型恒温器

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜡型恒温器，其用于内燃发动机（ICE）（例如具有冷却回路的柴油机动力传动系统的内燃发动机）的冷却系统。

背景技术

众所周知，在内燃发动机中，燃烧过程和污染物排放在启动时最为严重，此时内燃发动机仍是冷的。

为了减少使内燃发动机充分有效的必要的预热时间，即为了加速内燃发动机（ICE）的预热，本领域熟知，在不允许冷却剂接触相关的散热器的情况下，使冷却剂在冷却回路中的流动转移方向回到发动机，直到冷却剂的温度以及从而发动机温度达到目标温度，即90℃左右。

更详细地，内燃发动机的冷却回路通常包括将ICE连接至散热器的冷却剂（例如水）的环路和冷却剂泵。冷却回路通常具有旁通导管和恒温器，其中旁通管道允许将散热器排除在外，恒温器允许冷却剂转向回到内燃发动机，并从而阻止冷却剂流经散热器，直到冷却剂温度达到所述目标温度，其通常为90℃左右。

这种恒温器（即由温度促动的三通阀）通常是蜡型恒温器，其中恒温器本体包括两个入口、一个出口以及与活塞一体的关闭构件，其中两个入口分别经由旁通管道来自发动机和来自散热器，出口被引导至发动机，所述活塞滑动地由包含在蜡室内的蜡推动，蜡室轮流地热力连接至流经恒温器本体的冷却剂，且特别地连接至来自发动机的上述入口的冷却剂。

特别地，内燃发动机冷却系统内的恒温器的关闭构件打开或关闭来自散热器的入口和去往发动机的出口之间的通道，而所述来自发动机的入口和去往发动机的出口之间的通道通常是打开的。

恒温器包括将关闭构件压向其关闭位置的复位弹簧，由于与恒温器的关闭构件一体的活塞与蜡室内的蜡机械地连接，当蜡增大其体积（由于穿过恒温器本体的冷却剂温度的升高）时，弹簧由上述的蜡推动，对抗弹簧的作用，移动关闭构件直到其达到其打开位置。

通常以一方式选择蜡，使得当冷却剂的目标温度快要达到时，蜡从固体向液体变化状态，同时膨胀自身体积，并从而推动活塞对抗弹簧，并打开恒温器的散热器入口和发动机出口之间的通道。

众所周知，为了提高恒温器的性能，可为其提供加热设备，其通常由动力传动系的ECU（电子控制单元）所调节的加热器组成，以加热所述蜡室内的蜡。

用于在即使当冷却剂尚未达到目标温度时加热蜡、从而在ECU确定适当时打开散热器和ICE之间的通道的电加热器的存在允许当由发动机产生的热量可能造成过热问题时恒温器的更稳定的表现以及发动机的快速冷却。

用于内燃发动机冷却系统的这种恒温器的问题在于：当关闭构件第一次打开散热器到发动机的通道时，来自散热器的冷却剂冷于（直到ΔT°>110℃）来自发动机的冷却剂，从而其可导致蜡室内的蜡温度的快速下降，这种方式使得蜡减小其体积，关闭构件在所述复位弹簧的偏压下快速向其完全关闭位置移动。

此时，来自发动机的冷却剂的更高温度再次使得蜡体积增大，这种方式使得恒温器的关闭构件再次被推向其全部打开位置，允许来自散热器的低温冷却剂再次降低蜡的温度，等等。

恒温器的这种不稳定的特性导致温度波动，直到达到热力学稳定状态。

因此希望在当来自散热器的低温的冷却剂开始在恒温器内流动时的启动瞬间保持关闭构件打开，以此方式降低蜡室内的蜡的温度并因此使得关闭构件关闭。

另一方面，还应该注意到，用上述电加热器加热现有技术中的恒温器内设置的蜡室内的蜡以保持恒温器打开，可导致在所述启动瞬间，蜡室内蜡的过热或恒温器关闭构件的不完全打开。

因此，本发明的一个目标是为内燃发动机的冷却系统提供一种新的蜡型恒温器，其不出现上述问题，并因此允许恒温器的关闭构件在发动机的冷启动瞬间保持打开。

本发明的另一个目标是为内燃发动机的冷却系统提供一种新的蜡型恒温器，其防止冷却系统内的热不稳定性并证实为有效快速地将冷却剂保持在目标稳定温度。

发明内容

这些目标和其他目标通过根据独立权利要求1中要求的特性的内燃发动机的冷却系统的蜡型恒温器来实现。所发明的蜡型恒温器的进一步的特殊特性在从属权利中要求。

根据本发明，内燃发动机冷却系统的蜡型恒温器，其具有散热器、将散热器连接至内燃发动机的冷却剂回路以及旁通导管，包括：

恒温器本体，其具有来自散热器的一个入口、经由所述旁通导管来自内燃发动机的一个入口和通往内燃发动机的一个出口；

关闭构件，其与第一活塞为一个整体，可从内部通道的关闭位置移动到打开位置，所述内部通道从来自散热器的入口延伸至去往内燃发动机的出口；

主蜡室，其与恒温器本体内的冷却剂热力学地连接；