[发明专利]热温度限制阀

说明书

一种温度响应阀，包括壳体和设置在壳体内的圆筒形结构件。壳体限定入口通道和出口通道，其中圆筒形结构件的圆筒形本体设置在入口通道和出口通道之间。圆筒形结构件包括第一层，使得当圆筒形结构件的第一层暴露于具有升高的预定温度范围的流体时，圆筒形结构件被构造为从减小的直径膨胀到增大的直径，导致在该升高的预定温度范围下，圆筒形结构件对在入口通道和出口通道之间的流体路径进行限制。

技术领域

本公开总体上涉及根据温度打开和关闭的旁通阀。

背景技术

发动机、变速箱和动力转向系统使用的粘度随温度变化而显著变化的机油。机油冷却器将油中的热量移除。高性能冷却器芯部具有较小的水力学直径，也可以描述为具有较小的通道。这些通道还可以具有“湍流器”或“翅片”以更好地传递热量。寒冷的天气导致机油通过这些较小的通道的流动受到很大限制，因为机油粘度在较低温度下显著增加。

在寒冷的天气中，机油系统必须仍然能够除去多余的热量。该系统的一个或多个部分通常在可描述为“热点”的区域中不断向机油中释放热量。在诸如发动机活塞、变速箱变矩器、液压风扇马达、动力转向液压马达、轴承和齿轮等区域存在此类热点。在寒冷的天气中，机油仍需要流经“热点”区域，以便热量可以消散到流动的机油中或从中流动的机油中传出。这也有助于防止机油过热或燃烧。

高性能冷却器使用横截面较小的长端口产生湍流，从而在机油冷却时使机油流动受到更大的限制。流体在较小的水力学直径中流动的能力取决于温度的升高。随着温度降低，机油变得非常粘稠，需要更高的压差才能使机油流过芯部，或者在严寒条件下，流动可能几乎停止。

冷却回路必须允许机油流回动力系统，由此机油起到冷却剂和润滑剂的作用。一些机油冷却器系统具有在芯部的上游和下游部分之间的永久打开的旁路孔，这需要额外的芯部补偿以冷却未被旁通的机油，以补偿旁通热油。穿过旁通孔并经过机油冷却器的低粘度热油非常重要。必须增加芯部尺寸，以补偿旁通油中的多余的热量。

另一种已知的系统使用热致动器来打开第一旁通端口，以通过第二弹簧部分反作用于阀座，以应用第二阀座，如美国专利6,499,666中所述。这需要附加的部件，例如热活塞、两个弹簧和两个独立的阀座部件来实现旁通功能，并将这种附加的成本推高到更高的零件成本水平。增加执行致动的部件的数量增加在指定温度和压力下打开和关闭致动的可变性。可能需要高压释放阀，并且可能需要其他部件，例如在动力转向冷却器回路中，可能需要另外的球和弹簧。旁通回路具有一个活塞阀，其具有在活塞阀后方的热膨胀蜡状材料。“蜡状”材料位于活塞或隔膜的后面，其提供足够的力和行程来移动阀，但是该组件相对昂贵。该组件通常具有辅助高压“提升”阀和弹簧，以在关闭的热阀部分周围提供高压释放。具有多个部件的双系统的这些部件是增加的成本。

由于包装空间的原因，散热器“箱内”油箱机油冷却器的尺寸受到限制。因此，对于极热条件传热能力通常受到限制。外部机油冷却器在较冷的环境温度下的高效率可能会限制机油的流动，因为由于试图流过冷却器芯部中的芯部小管通道的机油粘度极高所致的机油的流动。受限制的流动限制了下游部件的润滑和冷却。

前述系统上的压差导致流体从系统的高势部分流向低势部分。公制通常以千帕(kPa)或兆帕(MPa)为单位。对于动力转向、变速器和发动机冷却器，它们是“流动阻力区域”。机油冷却器从系统中承担大部分工作的部分接收上游机油，并由于热能进入机油中而失去其部分效率。穿过冷却器回路的机油在流过冷却器管路时会遇到一些阻力，并在流过高性能冷却器通道时大大增加。在现有技术的高性能冷却器中，通道的水力学直径较小，通道的尺寸减小以提高冷却性能。较小的通道对粘度变化敏感。该一条件可以被认为是相对于温度变化的可变阻力，因为机油的粘度相对于温度显著变化。油的稠度从极冷条件下的“蜂蜜状”厚度变化到高温时的“水状”厚度变化。