1048

ческой памятью формы может быть использован материал на ос­ нове сплава марганец - медь.

Устройство работает следующим образом.

Во время циркуляции жидкости по малому кругу возникает перепад давлений, действующий со стороны входного патруб­ ка 3. Однако основной клапан 9 остается закрытым под действи­ ем пружин 7 и 11. При прогреве двигателя повышается темпера­ тура охладителя в системе охлаждения и пружина 14 термочувст­ вительного узла начинает нагреваться и, преодолевая усилие бо­ лее 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 на­ греве 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 диапа­ зоне клапаны 9 и 10 находятся в промежуточном положении.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Термостат системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входными и выходным патруб­ ками и запорный термочувствительный узел, размещенный в корпусе и снабженный пружиной, выполненной из материала с термомеханической памятью формы, отличающийся тем, что за­ порный узел образован полой цилиндрической осью, жестко ус­ тановленной на корпусе, цилиндрической направляющей, концентрично размещенной на оси с возможностью возвратно по­ ступательного перемещения, основным и вспомогательным кла­ панами, установленными на направляющей один параллельно другому, и размещенной между клапанами с возможностью сво­ бодного хода подпружиненной муфтой с ползуном, причем по­ следний расположен коаксиально относительно цилиндрической оси и направляющей, а пружина из материала с термомеханиче­ ской памятью формы одним концом связана с корпусом, а другим

сподпружиненной муфтой.

2.Термостат по п. 1, отличающийся тем, что пружина из ма­ териала с термомеханической памятью формы связана с корпу­

сом через промежуточную опору, с выполненными в ней отвер­ стиями для прохода рабочей среды.

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

(21)4859686/06 (22)16.08.90 (46)20.07.95 Бюл.№20

(71 республиканский инженерно-технический центр по восста­ новлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО АН

СССР

(72)Попович С.Н.; Михайлусев А.Д.; Хачин В.Н.; Лопаткин И.Л.; Кондраков И.М.; Чайковский Э.Г.

(73)Попович Сергей Николаевич; Хачин Владимир Николаевич

(74)(56) Авторское свидетельство СССР № 1826607, кп. F 0 1Р 7/16,1990.

(54) ТЕРМОСТАТ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖ­ ДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Сущность изобретения: при отключенном двигателе байпас­ ный клапан 5 открыт, а основной клапан 4 закрыт. После вклю­ чения двигателя происходит смывание термочувствительного элемента 6 охлаждающей жидкостью, которая постепенно нагре­ вается и воздействует на термочувствительный элемент 6, изме­ няя его характеристики. При температуре охлаждающей жидко­ сти, равной 90°С, происходит полное перекрытие байпасного клапана 5 и полное открытие основного клапана 4. Жидкость на­ чинает циркулировать по большому кругу охлаждения.

ся на долговечности термочувствительного элемента и понизить надежность термостата.

Целью изобретения является повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что, как и известный,

предлагаемый термостат системы жидкостного охлаждения дви­ гателя внутреннего сгорания содержит полый корпус с входным, выходным и перепускным трубопроводами, основной и байпас­ ный клапаны, связанные между собой посредством штока, термо­ чувствительный элемент, выполненный из материала, обладаю­ щего эффектом памяти формы в интервале температур прямого и обратного мартенситных превращений, и подсоединенный с од­ ной стороны к байпасному клапану, а с другой к внутреннему кронштейну, и нагружающий элемент в виде пружины.

В отличие от известного в предлагаемом термостате корпус изнутри снабжен верхними и нижней скобами с отверстиями для штока, термочувствительной элемент выполнен в виде дугооб­ разных пластин, закрепленных между байпасным клапаном и внутренним кронштейном, расположённым между верхними ско­ бами, а нагружающий элемент размещен между основным клапа­ ном и внутренним кронштейном.

На фиг. 1 изображена схема термостата при холодном двига­ теле; на фиг. 2 - то же, при полностью прогретом двигателе.

Термостат системы жидкостного охлаждения содержит кор­ пус 1 и крышку 2, связанные между собой, кронштейн 3, завальцованный между корпусом 1 и крышкой 2, основной клапан 4, байпасный клапан 5, термочувствительный элемент 6, возврат­ ную пружину 7, патрубки для подачи 8 и отвода 9 охлаждающей жидкости. На кронштейне 3 жестко закреплены верхняя 10 и нижняя 11 направляющие скобы, имеющие центральные отвер­ стия 12 для штока 13, соединяющего байпасный 5 и основной 4 клапаны. Между байпасным клапаном 5 и верхней направляющей скобой 10 установлены термочувствительные элементы 6 из сплава с термомеханической памятью формы в виде дугообраз­ ных пластин. Между основным клапаном 4 и верхней направ­ ляющей скобой 10 установлена возвратная пружина 1. Термочув­

ствительный элемент в виде дугообразных пластин изготавлива­ ется из сплава с термомеханической памятью формы (52-56% никеля, 44-46% титана), что позволяет при обратном мартенсит­

ном превращении генерировать значительные механические на­ пряжения порядка 40-80 кг/мм2

При отключенном двигателе байпасный клапан 5 открыт, а основной клапан 4 закрыт. После включения двигателя начинает­ ся циркуляция охлаждающей жидкости по малому кругу охлаж­ дения, при этом происходит смывание термочувствительного элемента 6, установленного между открытым байпасным клапа­ ном 5 и верхней направляющей скобой 10. Охлаждающая жид­ кость, омывая головки блока цилиндров, нагревается и передает теплоту термочувствительному элементу 6, который по достиже­ нии 70°С срабатывает, восстанавливая заданную в его "памяти" форму: байпасный клапан 5 начинает закрываться, а основной клапан 4 приоткрывается. По достижении охлаждающей жидко­ стью рабочей температуры, равной 90°С, происходит полное пе­ рекрытие байпасного клапана 5 и полное открытие основного клапана 4, после чего жидкость начинает циркулировать по большому кругу охлаждения, снижая свою температуру при про­ хождении по радиатору. При отключении двигателя происходит постепенное понижение температуры охлаждающей жидкости, омываемый ею термочувствительный элемент 6 охлаждается и под действием эффекта обратимой памяти формы и под воздей­ ствием возвратной пружины 7 закрывает основной клапан 4 и от­ крывает байпасный клапан 5. При включении двигателя цикл по­ вторяется.

Формула изобретения

Термостат системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с входным, выходным и перепускным трубопроводами, основной и байпас­ ный клапаны, связанные между собой посредством штока, термо­ чувствительный элемент, выполненный из материала, обладаю­ щего эффектом памяти в интервале температур прямого и обрат­ ного мартенситных превращений и подсоединенного с одной стороны к байпасному клапану, а с другой к внутреннему крон­ штейну, и нагружающий элемент в виде пружины, отличающий­ ся тем, что с целью повышения надежности корпус изнутри снабжен верхними и нижней скобами с отверстиями для штока, термочувствительный элемент выполнен в виде дугообразных

Функционально-физический метод конструирования Коллера

Использование метода функционально-физического проек­ тирования позволяет создавать принципиально новые устройства на базе известных явлений, открытых в физике, математике и др. областях науки. В основе метода лежит анализ потоков вещества, энергии и информации через систему, а также технологии их преобразования, разработка функциональной модели устройства с помощью элементарных функций, подбор способов и устройств реализации этих функций.

Для каждой элементарной функции предлагается группа уст­ ройств, принцип действия которых основан на разных физиче­ ских явлениях и эффектах. Разработана специальная таблица, в которой можно «вычислить» последовательность применения физических (или других) эффектов при необходимости реализо­ вать сложную функцию.

Технология конструирования нового устройства логична, и большинство рутинных операций можно поручить выполнять компьютеру.

Коллер выделил 12 парных элементарных функций:

Для каждой функции были найдены физические принципы реализации, которые затем были внесены в таблицу.

Поиск конструкции осуществляется в последовательности: поиск элементарных функций, поиск эффектов, синтез структур­ ной модели объекта.

Например, так выглядит структура системы, вырабатываю­ щей электроэнергию при помощи паровой турбины (рис. 7):

Рис. 7. Система машин, используемая для получения электрической энергии

Рис. 8. Структура получения функции (вырабатывать электроэнергию), выраженная через взаимосвязанные элементарные функции

Рис. 9. Структура сложного эффекта «выработка электроэнергии» как логическая цепочка первичных физических эффектов

Применяя при проектировании этот способ конструирования, можно синтезировать огромное количество разных вариантов сложной функции за счет применения альтернативных физиче­ ских эффектов преобразования одних явлений в другие.

Кроме того, этот способ пригоден и для выявления функцио­ нальных узлов ТС на этапе построения компонентной модели ТС.

На рис. 10 представлены обозначения функций и некоторые эффекты, реализующие их.