在发动机冷却系统中使用的具有离心式空气分离器的除气瓶技术方案

技术编号:13418180 阅读:84 留言:0更新日期:2016-07-27 15:46
本发明专利技术公开了一种用于引起到进入冷却剂的旋流流动方向的除气瓶。除气瓶包括主体和具有圆柱形壁的空气分离器。进入冷却剂进口附接到空气分离器的上端并且相对空气分离器的圆柱形壁沿切线方向定位,因此当冷却剂进入空气分离器时引起旋流运动。空气分离器可以是圆柱形形状或是圆锥形形状。当困有空气的冷却剂切向地流入空气分离器时,其将遵循空气分离器的圆柱形形状或圆锥形形状。离心力将进入冷却剂保持挤压抵靠空气分离器的内壁,同时空气与冷却剂分离。旋流的冷却剂向下环行到罐,同时空气保持在冷却剂的顶部。

【技术实现步骤摘要】

公开的专利技术构思总体上涉及用于内燃发动机的冷却系统。更具体地,公开的专利技术构思涉及在内燃发动机冷却系统中使用的具有离心式空气分离器的除气瓶。
技术介绍
大多数具有内燃发动机的现代车辆的冷却系统是封闭系统。通常会在封闭的冷却剂系统中捕获气体(比如空气和/或冷却剂蒸汽)。然而,困于冷却剂中的气体的存在降低冷却系统效率,这可能潜在地导致包括涡轮增压器和变速器的发动机部件的故障,并且甚至可能导致发动机本身故障。因此,需要用于使冷却系统通气以允许受困气体的逸出的装置。用于内燃发动机冷却系统的当前脱气和除气系统包含具有除气腔的冷却剂瓶。在发动机运转期间,冷却剂的一部分通过除气腔。当发动机工作时,冷却剂通过除气腔的运动是连续的。结果,气体与冷却剂分离并且积聚。当冷却剂的温度升高时,冷却剂瓶或除气瓶还用作用于冷却剂的溢流罐。当前的除气瓶设计是基于浮力效应以使空气与冷却剂分离。与发动机冷却剂相比,空气具有更低密度,因此当具有受困空气的冷却剂移动通过流动路径时,气泡向上流到顶部同时冷却剂保持在下面处在除气瓶底部,该除气瓶底部形成冷却剂罐。为了实现良好的空气-冷却剂分离,流动路径需要足够长。然而,由于车辆封装空间的约束,除气瓶尺寸是受限制的。为了获得足够长的流动路径,除气瓶内部分为通过孔连接的许多小腔,这使加工成本昂贵。当冷却剂流过孔时,它可以在高流速下形成湍流。如果湍流太剧烈,则冷却剂开始起泡沫,并且因此形成气泡。除具有已知的低效率之外,当划分和指定车辆封装空间时,车辆除气瓶通常在低优先级列表上。结果,除气瓶必须安装进狭窄地限定的空间。因此,从车辆到车辆,除气瓶经常必须重新设计以安装在其指定空间内。因此,内部腔和流动路径也必须在车辆至车辆间改变,这导致增加的设计成本。因此,与车辆技术的许多领域一样,有与当代内燃发动机的冷却系统中使用的除气瓶的设计有关的改进余地。
技术实现思路
通过提供附接到冷却剂罐的离心式空气分离器,公开的专利技术构思克服与已知的除气瓶有关的问题。进入的冷却剂进口相对空气分离器的圆柱形壁沿切线方向定位,因此当冷却剂进入空气分离器时,这引起旋流。空气分离器可以是圆柱形形状或是圆锥形形状。当困有空气的冷却剂切向流入空气分离器时,它将遵循空气分离器的圆柱形形状或圆锥形形状。离心力保持进入的冷却剂挤压抵靠空气分离器的内壁,同时空气与冷却剂分离。旋流的冷却剂向下环行到罐,同时空气移动到旋流的中心。除气瓶特别包括用于容纳一定体积气体的上部部分以及用于容纳一定量冷却剂的下部部分。空气分离器大体上定位在除气瓶主体内。分离器具有周向壁。冷却剂进口相对周向壁沿切线方向附接到空气分离器。除气瓶的主体具有内部并且空气分离器具有在空气分离器和主体的内部之间开口的通气孔。可移除的冷却剂加注盖可以安装到空气分离器的顶部或安装到主体的顶部。当与附图结合时,根据下述优选实施例的详细描述,上述优势和其他优势以及特征将显然易见。附图说明为了本专利技术的更完整理解,现在应该参考在附图中更详细图示并且在下面通过本专利技术的示例描述的实施例,其中:图1是根据公开的专利技术构思的第一个实施例的具有圆柱形空气分离器的除气瓶的剖视图,空气分离器具有安装在其上的可移除的盖;图2是伴随空气分离器的上部部分移除以图示由切向冷却剂进口形成的进入冷却剂的流动方向的图1的除气瓶的俯视图;图3是根据公开的专利技术构思的第二个实施例的具有圆锥形空气分离器的除气瓶的剖视图,空气分离器具有安装在其上的可移除的盖;以及图4是根据公开的专利技术构思的第三个实施例的具有圆锥形空气分离器的除气瓶的剖视图,空气分离器具有安装在相关箱上的可移除的盖。具体实施方式在以下附图中,相同的附图标记将用于指示相同的部件。在下面的描述中,各种操作参数和部件被描述用于不同构造的实施例。这些具体参数和部件包括作为示例并且不意味着限制。公开的专利技术构思的除气瓶在图1到4的其不同的实施例中图示。然而,应当理解的是,图示的实施例是示意性的并且不旨在作为限制,因为在不背离公开的专利技术构思的情况下,必要时可以采取其他形状的除气瓶以符合指定的封装空间。参考图1,示出总体上图示为10的除气瓶。除气瓶10包括具有出口14的主体12。除气瓶10的主体12的图示形状可以与示出的形状不同。除气瓶10的主体12为一定量冷却剂16和一定体积空气18提供内部空间。如图所示的冷却剂16和空气18的水平旨在示意而非限制。空气分离器20大体上设置在除气瓶10的主体12内,空气分离器20的一部分从主体12的顶侧延伸。空气分离器20优选是可以装配到主体12的单独零件,因此允许空气分离器20成为可以适应于各种各样的冷却系统箱的标准部件,因此降低空气分离器20和除气瓶10的成本。切向冷却剂进口22从空气分离器20的顶部部分延伸。可移除的冷却剂加注盖24以常规方式被附接到从空气分离器20向上延伸的螺纹颈部(未示出)。空气分离器20具有从上到下在直径上总体上恒定的圆柱形形状。一个或多个小通气孔26在空气分离器20的侧面上邻近限定在主体12内的该一定体积空气18的区域中形成以允许空气的通过。通过切向冷却剂进口22进入空气分离器20的冷却剂在与聚集在主体12的下部部分中的冷却剂16接触之前围绕空气分离器20的内部环行。这种流动的路径是旋流的并且总体上遵循由旋流运动28限定的路径。作为由旋流运动28形成的离心力的结果,当冷却剂通过切向冷却剂进口22进入除气瓶10时,冷却剂被导向并且抵靠空气分离器20的内壁并且变得与被携带到空气分离器20中的任何空气分离。通过重力移动,流动的冷却剂向下环行并且进入主体12的下部部分。分离的空气保持在顶部并且最后通过小通气孔26离开空气分离器20以加入容纳在主体12内的一定体积空气18中。图2是如从顶部所看到的除气箱10的视图。空气分离器20的上部部分已经被移除以示出切向冷却剂进口22和进入冷却剂流的循环方向。如图所示,切向冷却剂进口管路22相对空气分离器20的周向壁沿切线方向设置。虽然图1图示了具有圆柱形形状的空气分离器的除气瓶,可以有利地采取其他设计。在图3中图示一种这样的设计。根据该实施例,示出总体上图示为30的除气瓶。除气瓶30包括具有出口34的主体32。除气瓶30的主体32为一定量冷却剂36和一定体积空气38提供内部空间。如图所示的冷却剂36和空气38的水平旨在示意而本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种与内燃发动机一起使用的除气瓶,包含:主体,所述主体具有用于一定体积气体的上部部分和用于一定量冷却剂的下部部分;空气分离器,所述空气分离器附接到所述主体并且大体上定位在所述主体内,所述分离器具有周向壁;冷却剂进口,所述冷却剂进口附接到所述空气分离器并且相对所述壁沿切线方向定位在所述空气分离器上。

【技术特征摘要】
2015.01.20 US 14/600,7851.一种与内燃发动机一起使用的除气瓶,包含:
主体,所述主体具有用于一定体积气体的上部部分和用于一定量冷却
剂的下部部分;
空气分离器,所述空气分离器附接到所述主体并且大体上定位在所述
主体内,所述分离器具有周向壁;
冷却剂进口,所述冷却剂进口附接到所述空气分离器并且相对所述壁
沿切线方向定位在所述空气分离器上。
2.如权利要求1所述的除气瓶,其中所述空气分离器具有形状并且其
中所述形状是圆柱形。
3.如权利要求1所述的除气瓶,进一步地包括附接到所述主体的所述
下部部分的出口。
4.如权利要求1所述的除气瓶,其中所述空气分离器具有上部部分,
所述上部部分具有形状并且其中所述形状是圆锥形。
5.如权利要求4所述的除气瓶,其中所述空气分离器具有下部部分,
所述下部部分具有形状并且其中所述形状是圆柱形。
6.如权利要求1所述的除气瓶,其中所述主体具有内部并且其中所述
空气分离器具有通气孔,所述通气孔在所述空气分离器和所述主体的所述
内部之间开口。
7.如权利要求1所述的除气瓶,其中所述空气分离器具有顶部并且其
中所述除气瓶进一步地包括可移除地定位在所述空气分离器的所述顶部
上的加注盖。
8.如权利要求1所述的除气瓶,其中所述主体具有顶部并且其中所述
除气瓶进一步地包括可移除地定位在所述主体的所述顶部上的加注盖。
9.一种与内燃发动机一起使用的除气瓶,包含:
主体,所述主体具有用于容纳气体的上部部分和用于容纳冷却剂的下

\t部部分;
空气分离器,所述空气分离器附接到所述主体并且大体上定位在所述
主体内,所述分离器具有周向壁,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张弈埃里克·迈尔斯梅萨姆·梅拉瓦兰克里斯蒂安·格奥尔杜内斯库
申请(专利权)人:福特全球技术公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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