[发明专利]恒温阀和包括所述阀的车辆

说明书

一种恒温阀(1)，包括：外壳(2)，该外壳具有流体入口(20)、第一出口(21)和第二出口(22)；阀瓣(4)，该阀瓣在阀瓣(4)关闭第一出口(21)的关闭位置和阀瓣(4)打开第一出口(21)的打开位置之间可移动；恒温致动器(6)，该恒温致动器包括连接到阀瓣(4)的致动杆(61)和包含热膨胀材料的胶囊(60)；以及加热元件(8)。胶囊(60)具有内部部分(63a)和外部部分(63b)，该内部部分延伸到外壳(2)内以便浸入在在外壳(2)的入口(20)和第二出口之间流动的流体中，该外部部分延伸到外壳(2)外。加热元件(8)布置在外壳(2)外部和胶囊(60)外部以便加热外部部分(63b)。

技术领域

本发明涉及一种恒温阀，用于控制流体流速，特别是用于车辆发动机的冷却剂流速，还涉及配备有该阀的车辆。

背景技术

已知使用配备有恒温阀的进水口收集器或出水口壳体来调节车辆发动机的温度。恒温阀控制发动机的流向散热器的冷却剂流速。

恒温阀传统上包括壳体，壳体具有流体入口、连接到散热器的第一流体出口、连接到被称为旁路回路的副回路的第二流体出口，用于关闭第一流体出口的阀瓣，以及恒温致动器，该恒温致动器通常是设置有致动杆的蜡囊，该致动杆使得可以移动阀瓣以便打开通向散热器的通道。蜡从固态到液态的状态的变化(其导致体积的增加，从而移动阀瓣)取决于壳体中循环的流体的温度。超过预定的打开温度，通常包括在80℃和90℃之间，蜡改变状态，导致阀瓣打开。

为了优化现代发动机的效率并且满足新的污染物和CO2排放标准的要求，在轻度使用(低载和中载)中，发动机的热调节有利地推迟到100℃和110℃之间。尽管如此，对于某些使用情况(重载和/或高速)，有必要降低冷却剂的温度，以便避免发动机的有害过热。

为了消除这种风险，已知给恒温阀配备加热元件，其在胶囊内侧延伸，以便加热蜡并且预测阀瓣的打开。加热元件通常是直接加热蜡的电阻的形式。该电阻可以集成到恒温致动器的致动杆中。配备有这种加热元件的恒温阀通常提供两种操作模式：非受控操作模式，其中，阀瓣的打开仅由蜡囊浸入于其中的循环流体的温度来控制；以及受控操作模式，其中，加热元件提供能量，该能量被添加到循环流体的能量中，使得与非受控操作中的打开温度相比，阀瓣的打开温度预期约为20℃。因此，例如在高发动机应力的条件下，恒温阀瓣的电子控制使得可以预期通向散热器的循环的打开，从而改善热量的排出。

加热元件通常由包含在金属杆中的电阻制成，该金属杆用作恒温器杆。因此，这种类型的加热元件从文献US20080290085、US20100230399和US20150351157中已知。

从文献EP2630351中已知一种电控恒温器，其公开了浸入胶囊的蜡中的PTC型(代表正向温度系数)加热元件。

文献DE102009056041公开了一种用作主动温度探头的PTC型元件，以控制布置在蜡囊中的加热电阻的加热功率。

从文献RU2270923中已知电控恒温器的另一个示例，其公开了安装在壳体外侧并且配备有电加热电阻的可膨胀负载胶囊，以便将阀瓣开口朝向散热器回路移动。然而，胶囊通过阀瓣与循环流体隔离，使得该恒温器不能在非受控模式下操作，除非提供位于上游的温度传感器或浸入在循环流体中的第二恒温器。

电控恒温阀的缺点是连接到加热元件的电导体的密封性。存在循环流体通过这些电导体上升到发动机计算机的风险，以及导致电子设备故障的风险。

另一缺点在于，集成在蜡囊中的加热元件需要使用纯蜡，无导电电荷。事实上，这些导电的金属电荷存在例如经由显微焊现象团聚在集成加热元件的致动杆上的风险，使得致动杆对于确保胶囊和循环流体之间的密封的动态密封而言是磨损性的。