內(nèi)燃發(fā)動機流體計量閥組件的制作方法
【專利說明】內(nèi)燃發(fā)動機流體計量閥組件
[0001]相關(guān)申請
[0002]此申請涉及2013年2月19日提交的申請?zhí)枮?1/766，406，標(biāo)題為“內(nèi)燃發(fā)動機流體計量閥組件”的美國臨時專利申請并且要求其優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該臨時專利申請的全文以引用的方式結(jié)合在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實施例大體上涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，并且更具體來說，涉及配置成用在內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)中的流體計量閥組件。
【背景技術(shù)】
[0004]典型的內(nèi)燃發(fā)動機包括配置成允許冷卻劑劑(諸如水)流過散熱器的主冷卻線路。旁路導(dǎo)管在發(fā)動機的起動階段期間打開并且允許冷卻劑通過旁路導(dǎo)管循環(huán)。通常，恒溫閥系統(tǒng)控制冷卻劑的流量。至少一個閥由熱膨脹構(gòu)件驅(qū)動并且與旁路閥適配。閥彼此連接，從而使得在預(yù)定的較低溫度下，恒溫閥關(guān)閉并且旁路閥打開。隨著溫度增加，恒溫閥打開并且旁通閥逐漸關(guān)閉。標(biāo)題為“用于燃燒發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)”的W02010/061343提供冷卻系統(tǒng)的進一步細(xì)節(jié)，W02010/061343的全文以引用的方式結(jié)合在此。
[0005]某些閥可以包括計量特征結(jié)構(gòu)，其允許較少量流體通過其被計量。然而，這些計量特征結(jié)構(gòu)中的許多的尺寸和形狀被設(shè)計成使得允許太多流體通過其。簡言之，計量特征結(jié)構(gòu)可能太大而不能允許較少量或微調(diào)量的流體通過其。而且，已知的計量特征結(jié)構(gòu)可能形成有復(fù)雜的形狀和邊界，這可能增加制造時間和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的某些實施例提供配置成用在內(nèi)燃發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的冷卻劑調(diào)節(jié)器中的流體計量閥組件。該組件可以包括配置成可旋轉(zhuǎn)地固定在冷卻劑調(diào)節(jié)器的內(nèi)腔內(nèi)的主體。可以穿過主體形成流體通道。流體通道可以至少部分地由主體的計量邊緣限定。組件還可以包括靠近主體的計量邊緣形成的計量構(gòu)件。計量構(gòu)件被配置成當(dāng)主體在冷卻劑調(diào)節(jié)器內(nèi)旋轉(zhuǎn)時允許可變劑量的流體被計量進入冷卻劑調(diào)節(jié)器中或從冷卻劑調(diào)節(jié)器中被計量出。計量構(gòu)件可以包括形成到主體中的一個或多個線性特征結(jié)構(gòu)(與例如通過復(fù)雜的切割操作形成的復(fù)雜特征結(jié)構(gòu)相比)。在至少一個實施例中，計量構(gòu)件形成在計量邊緣處。在至少一個其他實施例中，計量構(gòu)件從計量邊緣偏移。
[0007]計量構(gòu)件可以包括連接到收縮流體出口的流體入口。流體入口可以包括限定在線性側(cè)壁與垂直基底之間的流體入口開口。線性側(cè)壁可以連接到平行于計量邊緣的線性屏障入口壁。線性屏障入口壁可以連接到收縮流體出口的線性成角度的出口壁。線性成角度的出口壁可以朝向與計量邊緣平行的線性屏障出口壁匯聚。計量構(gòu)件可以是T形的。
[0008]在至少一個實施例中，計量構(gòu)件從流體入口傾斜至流體出口。計量構(gòu)件在流體入口處的第一深度可以大于計量構(gòu)件在流體出口處的第二深度。
[0009]在至少一個實施例中，計量構(gòu)件可以包括在流體出口頂點處匯聚的成角度的側(cè)壁。計量構(gòu)件可以形成半漏斗。
[0010]在至少一個實施例中，計量構(gòu)件可以包括連接到流體出口的流體入口，流體出口具有與流體入口相同的寬度。
[0011 ] 計量邊緣可以是彎曲的。計量構(gòu)件的至少一個壁部分可以平行于彎曲的計量邊緣。
[0012]計量構(gòu)件可以包括形成到主體中的僅一個或多個線性特征結(jié)構(gòu)。線性特征結(jié)構(gòu)可以是通過沖壓、壓入等容易形成的簡單的幾何形狀。
[0013]本發(fā)明的某些實施例提供內(nèi)燃發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括冷卻劑調(diào)節(jié)器，其具有內(nèi)腔、致動器以及可旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)腔內(nèi)并且操作地連接到致動器的流體計量閥組件。致動器被配置成使流體計量閥組件在內(nèi)腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。流體計量閥組件可以包括可旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)腔內(nèi)并且具有操作地連接到致動器的驅(qū)動軸的主體。可以穿過主體形成流體通道。流體通道至少部分地由主體的計量邊緣限定。流體計量閥組件還可以包括靠近主體的計量邊緣形成的計量構(gòu)件。計量構(gòu)件被配置成當(dāng)主體在冷卻劑調(diào)節(jié)器內(nèi)旋轉(zhuǎn)時允許可變劑量的流體被計量進入冷卻劑調(diào)節(jié)器中或從冷卻劑調(diào)節(jié)器中被計量出。計量構(gòu)件可以包括形成到主體中的一個或多個線性特征結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0014]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的內(nèi)燃發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的冷卻劑調(diào)節(jié)器的透視內(nèi)部圖。
[0016]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的冷卻劑調(diào)節(jié)器的俯視內(nèi)部圖，其中流體計量閥組件處于旋轉(zhuǎn)位置中。
[0017]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體計量閥組件的側(cè)視圖。
[0018]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在流體計量閥組件的計量邊緣處的計量構(gòu)件的前視圖。
[0019]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的穿過圖4的線6-6的流體計量閥組件的橫截面圖。
[0020]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體計量閥組件的側(cè)視圖。
[0021]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在流體計量閥組件的計量邊緣處的計量構(gòu)件的前視圖。
[0022]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的相對于封閉構(gòu)件處于關(guān)閉位置中的流體計量閥組件的仰視圖。
[0023]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的處于計量打開位置中的流體計量閥組件的仰視圖。
[0024]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體計量閥組件的透視圖。
[0025]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在流體計量閥組件的計量邊緣處的計量構(gòu)件的前視圖。
[0026]圖13示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體計量閥組件的透視圖。
[0027]圖14示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在流體計量閥組件的計量邊緣處的計量構(gòu)件的前視圖。
[0028]圖15示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體計量閥組件的透視圖。
[0029]在詳細(xì)解釋本發(fā)明的實施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用并不限于以下描述中闡述或附圖中示出的構(gòu)造細(xì)節(jié)和部件布置。本發(fā)明能夠具有其他實施例或者以各種方式來實踐或執(zhí)行。另外，應(yīng)理解，本文使用的措辭和術(shù)語是用于描述的目的，并且不應(yīng)認(rèn)為是限制性的。“包括(including)”和“包括(comprising)”以及其變體的使用意味著涵蓋隨后列出的項目和其等效物以及額外項目和其等效物。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明的實施例提供流體計量閥組件，所述流體計量閥組件被配置成提供內(nèi)燃發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的增強的溫度控制。本發(fā)明的實施例提供流體計量閥組件，所述流體計量閥組件被配置成允許少量的、微調(diào)劑量的冷卻劑通過組件的小的旋轉(zhuǎn)而被計量進入到冷卻系統(tǒng)中。
[0031]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的內(nèi)燃發(fā)動機冷卻系統(tǒng)I的示意圖。系統(tǒng)I包括操作地連接到冷卻泵12 (諸如水泵)的內(nèi)燃發(fā)動機10。冷卻線路13包括與冷卻劑調(diào)節(jié)器16流體連通的散熱器14。調(diào)節(jié)元件(諸如流體計量閥組件17)可旋轉(zhuǎn)地固定在冷卻劑調(diào)節(jié)器16內(nèi)，并且可以由驅(qū)動器(諸如蝸桿傳動等)致動。發(fā)動機控制器18操作地控制驅(qū)動器。發(fā)動機控制器18檢測特定的發(fā)動機狀態(tài)、系統(tǒng)內(nèi)的溫度等。冷卻線路13可以由旁路20分路，旁路20也與冷卻劑調(diào)節(jié)器16流體連通。冷卻劑最初經(jīng)由冷卻劑調(diào)節(jié)器16，通過旁路20循環(huán)，以使得內(nèi)燃發(fā)動機10盡快達到操作溫度。旁路20僅在冷卻劑達到預(yù)定溫度之后被阻塞。
[0032]冷卻劑調(diào)節(jié)器16被配置成完全中斷冷卻劑的流動。中斷可以在冷起動階段中執(zhí)行，以使得內(nèi)燃發(fā)動機10可以相對快速地被加熱。但是，如果沒有進行冷起動階段，則內(nèi)燃發(fā)動機10可能過熱。為了避免過熱，子分支22被配置成將冷卻劑避開冷卻劑調(diào)節(jié)器16分流冷卻劑。
[0033]冷卻劑調(diào)節(jié)器16內(nèi)的流體計量閥組件17可以包括由例如直流電機致動的球狀或球形主體。主體可以包括一個或多個通道或開口，所述通道或開口被配置成旋轉(zhuǎn)成與導(dǎo)管對準(zhǔn)和不對準(zhǔn)，以選擇性地阻止和允許流體流過通道或開口。因此，主體被配置成在一定的旋轉(zhuǎn)角度下選擇性地打開和關(guān)閉各個流徑。
[0034]在內(nèi)燃發(fā)動機10的操作期間，散熱器14的流徑被打開以允許冷的冷卻劑流從散熱器14到熱的冷卻劑流徑中。因此，熱的和冷的冷卻劑混合，由此允許控制系統(tǒng)的溫度。
[0035]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的冷卻劑調(diào)節(jié)器100的透視內(nèi)部圖。冷卻劑調(diào)節(jié)器100包括限定內(nèi)腔104和106的殼體102。內(nèi)腔104與流體入口導(dǎo)管108和流體出口導(dǎo)管110連通。類似地，內(nèi)腔106與流體入口導(dǎo)管112和流體出口導(dǎo)管114連通。可替代地，流體入口導(dǎo)管108、112和流體出口導(dǎo)管110和114可以顛倒，從而使得導(dǎo)管108和112是流體出口導(dǎo)管，并且導(dǎo)管110和114是流體出口導(dǎo)管。另外，冷卻劑調(diào)節(jié)器100可以包括比所示的更多或更少的內(nèi)腔104和106。例如，冷卻劑調(diào)節(jié)器100可以包括僅單個內(nèi)腔，或者可以包括與流體入口和出口導(dǎo)管流體連通的三個或更多個內(nèi)腔。
[0036]流體計量閥組件116可以可旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)腔104內(nèi)。流體計量閥組件116包括配置成可旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)腔104的互補形(reciprocally-shaped)區(qū)域內(nèi)的半球形或球形主體118。主體118包括從一個或兩個端部122和124處的軸向中心延伸的軸向驅(qū)動軸120。主體118還包括可以通過徑向梁128 (諸如輻條)連接到驅(qū)動軸120的外圓周壁126，所述徑向梁可以連接到驅(qū)動軸120或者圍繞驅(qū)動軸120的輪轂。
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