一体恒温阀和增压空气冷却器盖组件.pdf

本发明涉及一体恒温阀和增压空气冷却器盖组件。具体而言一种用于涡轮增压发动机的增压空气冷却器的盖(200)。盖主体(202)限定了冷却水室(204)，其在盖的第一侧处开口，以用于在增压空气冷却器的水出口上方附接。多个阀套(100)在盖的与冷却水室开口相反的第二侧处与盖的主体一体地形成。各个阀套具有外围壁(104)，外围壁(104)从盖延伸以限定内腔(112)，该内腔(112)通向在盖中形成的内流体通道(108)中。

权利要求书
1.   一种用于发动机的增压空气冷却器的盖(200)，所述盖包括：
主体(202)，所述主体(202)限定冷却水室(204)，所述冷却水室(204)具有所述盖的第一侧处的开口(206)以用于附接到所述增压空气冷却器；和
多个阀套(100a,100b,100c)，其在所述盖的与冷却水室开口相反的第二侧(208)处与所述盖的主体一体地形成，各阀套限定相应的内腔(116)，所述内腔(116)通向在所述盖中形成的相应的内流体通道(108)中。

2.   根据权利要求1所述的盖，其特征在于，各阀套的外围壁(104)在去往所述相应的流体通道中的所述相应的内腔的开口附近从所述主体的表面突出到在外端(110)，所述在外端围绕所述阀套的外腔(112)，
各外围壁的在外端适于相应阀盖板(26)的附接，所述外围壁包括在其内表面处形成的在内肩部(114)以将所述外腔与所述内腔隔开，所述肩部限定所述内腔与所述外腔之间的窗部(118)。

3.   根据权利要求2所述的盖，其特征在于，所述外腔的截面面积大于所述窗部的截面面积，并且所述窗部的截面面积大于通向所述内流体通道中的所述开口的截面面积，使得底板(12)可穿过所述外腔和所述窗部插入以用于附接在从所述内腔到所述流体通道中的所述开口处，并且使得中间板(22)可穿过所述外腔插入以用于附接在所述窗部处。

4.   根据权利要求3所述的盖，其特征在于，还包括：
多个不同的底板；
多个不同的中间板，其各自对应于所述多个底板中的相应的一个；和
多个不同的阀盖板，其各自对应于所述多个不同的底板和所述多个不同的中间板中的相应的一个，
底板、中间板和阀盖板的各对应组包括不同的阀功能。

5.   根据权利要求2所述的盖，其特征在于，各阀套的外围壁包括通向所述内腔中的相应的中间流体通道(210,226,232)，和通向所述外腔中的外流体通道(216,228,330)。

6.   根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述多个阀套包括所述盖的第一端处的第一阀套(100a)和所述盖的相反端处的第二阀套(100b)，还包括：
加强件(214)，其跨过所述盖的第二侧从所述第一阀套的外围壁侧向地延伸至所述第二阀套的外围壁，所述加强件一体地附接至两个阀套的外围壁。

7.   根据权利要求6所述的盖，其特征在于，所述第二阀套包括上喷嘴(226)，所述中间流体通道延伸穿过所述上喷嘴(226)，并且所述加强件一体地附接至所述上喷嘴(226)。

8.   根据权利要求6所述的盖，其特征在于，还包括在所述加强件内形成的流体导管(226)，所述流体导管(226)具有第一端开口且具有第二端开口，所述第一端开口穿过所述第一阀套的外围壁通向所述第一阀套的内腔中，所述第二端开口邻近第二阀套外围壁。

9.   根据权利要求6所述的盖，其特征在于，还包括第三阀套(100c)，所述第三阀套(100c)形成于所述盖的与所述第一侧和所述第二侧大体正交的第三侧处，所述第三阀套具有外围壁，所述外围壁限定通向在所述盖中形成的外流体通道中的内腔。

10.   根据权利要求9所述的盖，其特征在于，所述第三阀套一体地附接至所述加强件。

说明书一体恒温阀和增压空气冷却器盖组件
技术领域
本发明的实施例大体涉及热机，例如柴油机。具体实施例涉及用于涡轮增压或超动力柴油机的流体换热系统。
背景技术
柴油机用于多种运输应用，例如用于海船的推进。通常，这种发动机使用涡轮增压或超动力器来提取废气压力，以用于对进气进行加压(“增压(charging)”)。典型地，使用增压器的发动机还包括增压空气冷却器，其用于在加压空气引入燃烧缸之前降低加压空气的温度。增压空气冷却器典型地容纳水盘管；高温增压空气流动跨过安装至这些水盘管的翅片，同时穿过那些盘管的水流动至由水冷却的翅片管换热器。此外，柴油机通常由流动穿过内通道的水直接冷却，并且由涂布且在移动部分之间流动的润滑油间接地冷却。
通常，各个冷却系统(增压空气冷却器、冷却水、和油冷)具有其自身的管道和阀组。将所有的这些管道包装成最小可行体积导致金属部分的缠结(tangle)，其对于关键构件(例如恒温阀(thermostat valve)、泵、传感器等)的组装、检查和维护提出了挑战。
例如，各个冷却系统包括恒温混合或分流阀，其通过调整流动穿过或绕过回路冷侧的冷却剂的比例来控制在冷却剂回路热侧处的温度。通常，仅通过移除足量的管道使恒温阀和其他构件可接近以用于检查或维护。
冷却剂和润滑剂管道的典型缠结的附加特性为，在该缠结内的某些构件或连结部是相对柔性的，并且因而具有相对低的固有频率，该固有频率小于发动机运行频率，从而导致谐振或过度振动。因而，典型的发动机运行速度、单个构件或连结部的激发可导致整个管道系统的不利振动。
发明内容
由于上述，提供带有如下冷却系统的发动机将会是有利的，在该冷却系统中可容易接近各种恒温阀。而且，提供带有如下冷却系统的发动机将会是有利的，该冷却系统带有增强的刚性和更高的固有频率，使得典型的发动机运行速度不激发不利的振动。
在实施例中，为涡轮增压发动机的增压空气冷却器提供盖。盖包括主体，该主体限定了冷却水室，该冷却水室在盖的第一侧处具有开口以用于在增压空气冷却器的水出口上方附接。盖还包括多个阀套，阀套在盖的与冷却水室开口相反的第二侧处与盖的主体一体地形成。各个阀套具有外围壁，该外围壁从盖延伸来限定内腔，该内腔通向在盖中形成的内流体通道中。
在其他实施例中，恒温阀安装在增压空气冷却器盖中。恒温阀包括底板，该底板紧固到在增压空气冷却器盖中形成的阀套的内腔中，并且将阀套的内腔与穿过冷却器盖形成的内流体通道隔开，底板包括流孔。恒温阀还包括热致伸缩元件，该热致伸缩元件在流孔处或附近固定地附接至底板，其中，热致伸缩元件的第一端从底板突出到内流体通道中，并且其中，热致伸缩元件的第二端从底板突出到阀套的内腔中。恒温阀还包括：中间板，其紧固至阀套的在内肩部并且将阀套的内腔与阀套的外腔隔开，并且包括与底板的流孔对准的孔口(orifice)；套筒，其密封地穿过中间板的孔口定位，并且被支撑在热致伸缩元件的第二端上，以用于相对于底板移动；阀盖板，其密封紧固至阀套的在外表面并且密封阀套的外腔；和止动器，其与中间板的孔口对准地从阀盖板朝底板突出。
在其他实施例中，混合阀组装到增压空气冷却器盖中。混合阀包括底板，底板紧固到在冷却器盖的主体中一体地形成的阀套的内腔，并且将阀套的内腔与在冷却器盖中形成的内流体通道隔开，底板包括流孔。混合阀还包括：中间板，其紧固到阀套中并且将阀套的内腔与阀套的外腔隔开，并且包括与底板的流孔对准的孔口；阀盖板，其固定于阀套的在外表面处并且密封阀套的外腔；止动器，其与中间板的孔口对准地从阀盖板朝底板突出；和套筒，其受到支撑，以用于在套筒的第一、第二和第三状态之间密封地穿过中间板的孔口移动。在第一状态下，套筒的在内端围绕流孔密封地接触底板，同时套筒的在外端与止动器间隔开，使得流体可经由套筒在内流体通道和外腔之间行进，在第二状态下，套筒的在内端与底板间隔开，并且套筒的在外端与止动器间隔开，使得流体可经由套筒在内部流体、内腔和外腔之中行进，并且在第三状态下，套筒的在内端与底板间隔开，并且套筒的在外端接触止动器，使得流体可经由套筒在内流体通道和内腔之中行进并且停止向外腔或从外腔行进。
技术方案1：一种用于发动机的增压空气冷却器的盖200，所述盖包括：
主体202，所述主体202限定冷却水室204，所述冷却水室204具有所述盖的第一侧处的开口206以用于附接到所述增压空气冷却器；和
多个阀套100a,100b,100c，其在所述盖的与冷却水室开口相反的第二侧208处与所述盖的主体一体地形成，各阀套限定相应的内腔116，所述内腔116通向在所述盖中形成的相应的内流体通道108中。
技术方案2：根据技术方案1所述的盖，其特征在于，各阀套的外围壁104在去往所述相应的流体通道中的所述相应的内腔的开口附近从所述主体的表面突出到在外端110，所述在外端围绕所述阀套的外腔112，
各外围壁的在外端适于相应阀盖板26的附接，所述外围壁包括在其内表面处形成的在内肩部114以将所述外腔与所述内腔隔开，所述肩部限定所述内腔与所述外腔之间的窗部118。
技术方案3：根据技术方案2所述的盖，其特征在于，所述外腔的截面面积大于所述窗部的截面面积，并且所述窗部的截面面积大于通向所述内流体通道中的所述开口的截面面积，使得底板12可穿过所述外腔和所述窗部插入以用于附接在从所述内腔到所述流体通道中的所述开口处，并且使得中间板22可穿过所述外腔插入以用于附接在所述窗部处。
技术方案4：根据技术方案3所述的盖，其特征在于，还包括：
多个不同的底板；
多个不同的中间板，其各自对应于所述多个底板中的相应的一个；和
多个不同的阀盖板，其各自对应于所述多个不同的底板和所述多个不同的中间板中的相应的一个，
底板、中间板和阀盖板的各对应组包括不同的阀功能。
技术方案5：根据技术方案2所述的盖，其特征在于，各阀套的外围壁包括通向所述内腔中的相应的中间流体通道210,226,232，和通向所述外腔中的外流体通道216,228,330。
技术方案6：根据技术方案1所述的盖，其特征在于，所述多个阀套包括所述盖的第一端处的第一阀套100a和所述盖的相反端处的第二阀套100b，还包括：
加强件214，其跨过所述盖的第二侧从所述第一阀套的外围壁侧向地延伸至所述第二阀套的外围壁，所述加强件一体地附接至两个阀套的外围壁。
技术方案7：根据技术方案6所述的盖，其特征在于，所述第二阀套包括上喷嘴226，所述中间流体通道延伸穿过所述上喷嘴226，并且所述加强件一体地附接至所述上喷嘴226。
技术方案8：根据技术方案6所述的盖，其特征在于，还包括在所述加强件内形成的流体导管226，所述流体导管226具有第一端开口且具有第二端开口，所述第一端开口穿过所述第一阀套的外围壁通向所述第一阀套的内腔中，所述第二端开口邻近第二阀套外围壁。
技术方案9：根据技术方案6所述的盖，其特征在于，还包括第三阀套100c，所述第三阀套100c形成于所述盖的与所述第一侧和所述第二侧大体正交的第三侧处，所述第三阀套具有外围壁，所述外围壁限定通向在所述盖中形成的外流体通道中的内腔。
技术方案10：根据技术方案9所述的盖，其特征在于，所述第三阀套一体地附接至所述加强件。
技术方案11：根据技术方案10所述的盖，其特征在于，所述第三阀套具有上喷嘴230，所述上喷嘴230通过桥接件附接至所述加强件。
技术方案12：根据技术方案11所述的盖，其特征在于，所述桥接件大体正交于所述第三阀套的中央轴线且大体平行于所述第二阀套的中央轴线而延伸。
技术方案13：根据技术方案1所述的盖，其特征在于，所述多个阀套至少包括第一阀套100a和第二阀套100b。
所述第一阀套具有：第一内腔116a，其通向在所述盖中形成的第一内流体通道108a中；和第一外腔112a，其与所述第一内流体通道相反地从所述第一内腔敞开，
所述第二阀套具有：第二内腔116b，其通向在所述盖中形成的第二内流体通道108b中；和第二外腔112b，其与所述第二内流体通道相反地从所述第二内腔敞开，
其中，至少当第一阀10a可操作地布置在所述第一阀套中时，所述第一内流体通道构造为用于流体附接到发动机的润滑油过滤器224，所述第一内腔构造为用于流体附接到润滑油冷却器212，并且所述第一外腔构造为用于流体附接到润滑油泵1002排口，
其中，至少当第二阀10b可操作地布置在所述第二阀套中时，所述第二内流体通道构造为用于流体附接以从所述发动机的增压空气冷却器1008接收水，所述第二内腔构造为用于流体附接以对冷却器容器1006输送水，并且所述第二外腔构造为用于流体附接以朝所述发动机输送回水。
技术方案14：根据技术方案13所述的盖，其特征在于，还包括：第一阀，其可操作地布置在所述第一阀套中，其中，所述第一阀构造为将来自所述第一内腔和所述第一外腔的油流分配至所述第一内流体通道；和第二阀，其可操作地布置在所述第二阀套中，其中，所述第二阀构造为在所述第二内腔和所述第二外腔之间分配来自所述第二内流体通道的水流。
技术方案15：一种安装在增压空气冷却器盖202中的阀10，所述阀包括：
底板12，其紧固到在所述增压空气冷却器盖中形成的阀套100的内腔116中并且将所述阀套的内腔与穿过所述冷却器盖形成的内流体通道108隔开，所述底板包括流孔；
热致伸缩元件16，其在所述流孔处或附近固定地附接至所述底板，其中，所述热致伸缩元件的第一端从所述底板突出到所述内流体通道中，并且其中，所述热致伸缩元件的第二端从所述底板突出到所述阀套的内腔中；
中间板22，其紧固至所述阀套的在内肩部114并且将所述阀套的内腔与所述阀套的外腔隔开，并且包括与所述底板的流孔对准的孔口；
套筒18，其密封地穿过所述中间板的孔口定位，并且被支撑在所述热致伸缩元件的第二端上以用于相对于所述底板移动；
阀盖板26，其密封紧固至所述阀套的在外表面并且密封所述阀套的外腔；和
止动器28，其与所述中间板的孔口对准地从所述阀盖板朝所述底板突出。
技术方案16：根据技术方案15所述的阀，其特征在于，所述热致伸缩元件构造为使得在第一温度范围内，在所述流体通道中，所述套筒的在内端接触所述底板同时所述套筒的在外端与所述止动器间隔开，使得流体可经由所述套筒从所述内流体通道行进到所述外腔，在第二温度范围内，在所述流体通道中，所述套筒的在内端与所述底板间隔开并且所述套筒的在外端与所述止动器间隔开，使得流体可从所述内流体通道行进至所述内腔并且经由所述套筒行进至所述外腔，并且在第三温度范围内，在所述流体通道中，所述套筒的在内端与所述底板间隔开并且所述套筒的在外端接触所述止动器，使得流体可从所述内流体通道行进至所述内腔并且停止经由所述套筒行进至所述外腔。
技术方案17：根据技术方案15所述的阀，其特征在于，所述套筒是多个套筒中的一个，并且所述止动器是多个止动器中的一个，各套筒与对应的止动器对准，所述底板和所述中间板各自具有多个孔，所述孔各自与所述多个套筒和止动器中的对应的一个对准。
技术方案18：根据技术方案17所述的阀，其特征在于，所述恒温元件是多个恒温元件中的一个，各个恒温元件将对应的套筒可移动地连接至所述底板。
技术方案19：一种组装到增压空气冷却器盖中的混合阀，所述混合阀包括：
底板，其紧固到在所述冷却器盖的主体中一体地形成的阀套的内腔中，并且将所述阀套的内腔与在所述冷却器盖中形成的内流体通道隔开，所述底板包括流孔；
中间板，其紧固到所述阀套中并且将所述阀套的内腔与所述阀套的外腔隔开，并且包括与所述底板的流孔对准的孔口；
阀盖板，其紧固在所述阀套的在外表面处并且密封所述阀套的外腔；
止动器，其与所述中间板的孔口对准地从所述阀盖板朝所述底板突出；和
套筒，其受到支撑以用于在所述套筒的第一、第二和第三状态之间密封地穿过所述中间板的孔口移动，
其中，在所述第一状态下，所述套筒的在内端围绕所述流孔密封地接触所述底板，同时所述套筒的在外端与所述止动器间隔开，使得流体可经由所述套筒在所述内流体通道和所述外腔之间行进，在所述第二状态下，所述套筒的在内端与所述底板间隔开并且所述套筒的在外端与所述止动器间隔开，使得流体可经由所述套筒在所述内流体通道、所述内腔和所述外腔之间行进，并且在所述第三状态下，所述套筒的在内端与所述底板间隔开并且所述套筒的在外端接触所述止动器，使得流体可经由所述套筒在所述内流体通道和所述内腔之间行进并且停止向所述外腔或从所述外腔行进。
技术方案20：根据技术方案19所述的混合阀，其特征在于，所述套筒是多个套筒中的一个，并且所述止动器是多个止动器中的一个，各套筒与对应的止动器对准，所述底板和所述中间板具有多个孔，所述孔各自与所述多个套筒和止动器中的对应的一个对准。
技术方案21：根据技术方案19所述的混合阀，其特征在于，所述套筒受到支撑以用于通过紧固至所述底板的热致伸缩元件来移动。
技术方案22：根据技术方案21所述的混合阀，其特征在于，所述热致伸缩元件延伸穿过所述流孔。
附图说明
参照附图，通过阅读非限制实施例的下列描述，将更好地理解本发明，其中，在下面：
图1在透视图中示出恒温阀的构件。
图2在透视图中示出了图1所示的阀的恒温元件。
图3在剖面透视图中示出了组装到增压空气冷却器盖的阀套腔中的恒温阀。
图4在侧剖面图中示出了图3所示的恒温阀和阀套腔。
图5在透视图中示出了包括基本如图3和图4所示的三个阀套腔的增压空气冷却器盖的在外侧。
图6在透视图中示出了图5所示的增压空气冷却器盖的在内侧。
图7在剖面图中示出了图5和图6所示的增压空气冷却器盖的加强件和阀套。
图8在透视轮廓图中示出了现有技术增压空气冷却器盖的振动响应。
图9在透视轮廓图中示出了图5和图6所示的增压空气冷却器盖的振动响应。
图10是本发明的实施例的示意流程图。
具体实施方式
下面将详细地参照本发明的示范实施例，其实例在附图中示出。只要可能，遍及附图使用的相同参考字符意指相同的或相似的部分，而不重复描述。尽管本发明的示范实施例是关于具有一体热致伸缩(thermostrictive)元件的温控混合阀来描述的，但是通常，本发明的实施例也能够适用于与三通阀一起使用。
本发明的方面涉及在更大的结构内形成三通阀套，从而将阀构件集成为更坚固的组件。除了增强耐久性之外，本发明的其他优点包括用于检查、维护或修复的增强的接近容易度。此外，阀套以如下方式形成：内部构件可由其他构件置换或替换，以提供不同的阀功能性和流动能力，而无需重构阀套。具体而言，阀套设有内部附接表面，其用于隔板和支撑板，从而允许移动部分的模块化置换。
如在本文中所使用，用语“基本”、“通常”和“大约”指示相对适于实现构件或组件的功能性目的理想期望状态，能够合理地实现的制造和组装公差内的状态。
图1显示了恒温混合阀10，其包括底板12、垫片14、若干热致伸缩元件16和相关的套筒18、盖板20(其将垫片14和热致伸缩元件16锁紧至底板12)、中间板22、密封件24、阀盖板(bonnet plate)26、和止动器28。在本发明的示范实施例中，如在下面参照图3和图4进一步讨论的，将恒温阀组装到在增压空气冷却器盖中一体地形成的阀套中。
参照图2，热致伸缩元件16包括轴30和凸缘32。轴30在其左端处承载弹簧止动器34；并且在其右端处承载套筒18。在操作时，弹簧止动器34限制弹簧(未显示)，该弹簧远离凸缘32地推动弹簧止动器。升高的温度引起轴30沿长度方向膨胀，从而远离凸缘32地承载套筒18。
图3和图4分别显示了根据本发明的实施例的部分地或完全组装到阀套100中的恒温阀10。阀套100形成为增压空气冷却器盖(在这些附图中未完全显示)的主体202的一体部分，并且包括外围壁104，外围壁104从内部表面106(其邻近穿过壁102形成的内流体通道108的开口107)突出至在外端110(其围绕外腔112)，外围壁的在外端适于阀盖板26的附接。外围壁104包括在其在内表面处形成的在内肩部114，该在内肩部114将外腔112与内腔116隔开，内腔116邻近去往内流体通道108中的开口。肩部114限定了内腔116与外腔112之间的窗部118。外腔112的截面面积大于窗部118的截面面积，并且窗部118的截面面积大于去往内流体通道108中的开口107的截面面积，使得底板12可穿过外腔112和窗部118插入以用于在开口107处附接，同时中间板22可穿过外腔112插入以用于在窗部118处附接。然后穿过在中间板22中形成的孔120装配套筒18。
盖板20相对于底板14锁紧凸缘32。因而，当热致伸缩元件16在它们的完全收缩状态下时，套筒18靠凸缘32放置并且延伸穿过中间板22，使得仅可能在内流体通道108与外腔112之间流动；内腔与流阻断。当热致伸缩元件16膨胀时，逐渐允许内通道108与内腔116之间的流。当热致伸缩元件16完全膨胀时，套筒18抵接止动器28；在外腔112与内通道108之间阻断流，同时内通道108与内腔116之间的流最大。因而，阀10作用为温度响应分配阀，其用于根据内通道108中的流体温度由阀套100限制的三种流体体积中的流。
图5至7和10更好地示出了增压空气冷却器盖200，其中，形成有三个阀套100a、100b、100c。(各个阀套100a、100b、100c构造为如同在图3和4中示出的阀套100。而且，通常，各个阀套可容纳如图1-4所示的相应的阀10a、10b、10c。)盖200具有主体202，其包封冷却水室204。在盖的第一侧，冷却水室204具有带凸缘的开口206，以用于连接在增压空气冷却器1008(如图10所示)的水出口上方。将冷却水室204分成三个体积：204a(用于经由增压空气冷却器的增压空气入口附近的水通道从发动机冷却剂通路接收高温水)、204b(用于从增压空气冷却器的介于增压空气入口与增压空气出口之间的水通道接收中温水)、和204c(用于将低温水传送入增压空气冷却器的远离增压空气入口并且邻近增压空气出口的水通道)。与开口206相反，盖主体202的后部208包括三个阀套100a、100b、100c。第一和第二阀套100a、100b远离冷却水室开口206地敞开。第三阀套100c与冷却水室开口206正交地敞开。第一和第三阀套100a、100c没有到冷却水室204的直接流体连接。第二阀套100b通过其内通道108b与体积204a流体地连接。
图5、7和10在透视和示意图中显示了第一阀套100a，第一阀套100a构造为用于润滑油的恒温混合阀，该润滑油由泵1002从发动机机油箱1004泵送。第一阀套100a在增压空气冷却器盖200的顶部处具有第一入口210，其提供为用于如图7所示，允许润滑油从润滑油冷却器212出口进入第一阀套100a的内腔116a中。管道214从第一阀套100a的左侧跨过增压空气冷却器盖延伸至第二出口216。如图10所示，发明性的增压空气冷却器盖200外部的管道将第二入口216与润滑油泵1002的排出喷嘴连接。再次参照图5，管道214包封流体通道218，流体通道218将来自第二入口216的高温润滑油输送至阀套100a的外腔112a。在管道214的上侧，在第二阀套100b附近，存在带凸缘的开口220，其用于流体通道218到润滑油冷却器212入口的流体连接。在第一阀套100a的下侧处，提供喷嘴222以用于内流体通道108a到润滑油过滤器224入口的连接。因而，阀140a在第一阀套100a内的操作将来自泵1002的润滑油的流分配为：或者直接穿过阀套100a至润滑油过滤器224，或者在到达阀套100a之前首先穿过润滑油冷却器212。
例如，在操作时，润滑油流入第二入口216中，然后或者穿过带凸缘的开口220进入润滑油冷却器212中并由此流向内腔116a，或者直接地穿过流体通道218流向第一阀套100a的外腔112a。阀10a在阀套100a内的定位(这是由围绕内通道108内的热致伸缩元件的润滑油的温度决定的)因而将来自润滑油冷却器212的冷却后的润滑油的相应的流分配为穿过内腔116a并进入内通道108a中，或者将来自流体通道218的热润滑油的相应的流分配为穿过外腔112a并进入内通道108a中。因而，阀10a作用为安装到阀套100a中的恒温混合阀，以便第二入口216处的润滑油温度的上升倾向于引起阀恒温元件的膨胀，这倾向于减少从流体通道218穿过阀套100a至喷嘴222的流，并且倾向于增加从润滑油冷却器212穿过阀套100a至喷嘴222的流。由此，在增压空气冷却器盖200中一体地形成的阀套100a内的阀10a与安装在增压空气冷却器盖上的润滑油冷却器212一起作用为恒温阀，以维持从内通道108a进入润滑油过滤器224的油的基本稳定的温度。
典型地，润滑油冷却器和油混合阀已经设计并制造成与(和增压空气冷却器盖相关的)水通道和阀独立的功能性分组；然而，根据本发明的一个方面，润滑油冷却器连接和润滑油恒温阀100a集成到发明性的增压空气冷却器盖200中。
仍然参照图7，管道214与第二阀套100b一体地附接，在此管道214形成出口喷嘴226的壁的部分，该出口喷嘴226与第二阀套100b的内腔116b流体地连接。管道214因而加强增压空气冷却器盖200的整体结构，具体而言，导致阀套100a、100b与增压空气冷却器盖主体202在比任一个套单独的第一固有频率高的第一固有频率下一起振动。
参照图5和10，第二阀套100b构造为恒温混合阀，其用于经由增压空气冷却器从发动机冷却剂通道返回的高温水。第二阀套100b包括：出口喷嘴226，其与内腔116b流体地连接；以及下排口228，其与外腔112b流体地连接。内通道108b穿透增压空气冷却器盖200的主体202，以与冷却水室204的第一体积204a连接，第一体积204a经由增压空气冷却器的空气进口附近的第一组冷却剂通路接收来自发动机冷却剂通道的高温水。在使用时，出口喷嘴226与客户提供的冷却器容器1006(例如翅片管空气冷却散热器、双管海水换热器等)流体地连接，而下排口228例如经由泵(未显示)而流体地连接回到发动机冷却剂通道。冷却水还从冷却器容器1006流回到发动机冷却剂通道。因而，取决于到达内通道108b处的水的温度，第二阀10b作用为恒温混合阀，以分配冷却后的水和未冷却水的流，从而维持流动穿过室204的水的稳定温度。
第三阀套100c构造为恒温混合阀，其用于从增压空气冷却器和从润滑油冷却器返回的中温水。第三阀套100c包括外腔112c、内腔116c、和内通道108c。第三阀套100c还包括：上喷嘴230，其通向外腔112c中；旁通喷嘴231，其经由外部管道将上喷嘴流体地附接至客户容器冷却器1006的入口；和下喷嘴232，其通向内腔116c中并且经由外部管道流体地附接至客户容器冷却器1006的出口。上喷嘴230通过桥接件234连结至第二阀套100b的出口喷嘴226。在操作时，上喷嘴230接收来自润滑油冷却器212和来自增压空气冷却器1008的处于中温的返回冷却水，并且将冷却水输送至外腔112c。旁通喷嘴231将返回冷却水的不被允许流入外腔112c中的任何部分传送至客户容器冷却器1006。下喷嘴232从客户容器冷却器1006接收绕过外腔112c的返回冷却水。取决于内通道108c内的冷却水的温度，将流分配为从外腔112c(以便水直接返回至润滑油冷却器212和返回至增压空气冷却器1008，绕过客户容器冷却器1006)或从内腔116c(以便水从旁通喷嘴231流动穿过客户容器冷却器1006并且返回下喷嘴232中)到内通道。具体而言，当温度在内通道108内上升时，水中的更多分配为从外腔112c穿过内腔116c至客户容器冷却器1006。冷却水从客户容器冷却器1006返回至润滑油冷却器212并且返回至增压空气冷却器1008。
尽管图5、6和10显示了如下实施例，其中提供三个阀(一个用于润滑油、另一个用于高温冷却水(平均温度高于大约80℃)，且第三个用于低温冷却水(平均温度＜50℃))，但是有可能在具有仅两个阀或具有多于三个阀的实施例中获得本发明的益处。例如，在实施例中，第一阀套可提供为用于润滑油，并且第二阀套可提供为用于中温水，其中，高温水默认返回至客户容器冷却器。备选地，第一阀套可提供为用于润滑油，而第二阀套提供为与冷却器容器并联以用于混合和旁通中温和高温水。
参照图8和9，显然根据本发明的实施例的如图9所示的一体增压空气冷却器盖200与如图8所示的现有技术增压空气冷却器盖800相比显著地改善了第一频率振动响应。图8和9标记有轮廓线和斑驳阴影，以在不同位置处指示不同范围的振动移位。
在图8中，显示现有技术增压空气冷却器盖800，凸缘806与轮廓线“a”之间的表面在第一模式振动下移位直到大约7.4mm，该第一模式振动处于小于标准发动机运行频率的第一扰动频率(forcing frequency)；轮廓线“a”与“b”之间的表面移位直到大约14.8mm；轮廓线“b”与“c”之间的表面移位直到大约22.2mm；轮廓线“c”与“d”之间的表面移位直到大约29.6mm；轮廓线“d”与“e”之间的表面移位直到大约37mm；轮廓线“e”与“f”之间的表面移位直到大约44.4mm；轮廓线“f”与“g”之间的表面移位直到大约51.8mm；轮廓线“g”与“h”之间的表面移位直到大约59.2mm；且轮廓线“h”左侧的表面移位多于大约59.2mm，所有均处于第一振动模式。
通过对比，图9的轮廓线显示了，在处于第二扰动频率(常规冷却器盖的第一模式频率的近似两倍)的第一模式振动下，发明性冷却器盖200的凸缘206与轮廓线“j”之间的表面移位不多于0.180mm，同时轮廓线“j”与轮廓线“k”之间的表面移位不多于大约0.360mm。
因此，在实施例中，提供盖以用于涡轮增压发动机的增压空气冷却器。盖包括主体，该主体限定了冷却水室，该冷却水室具有在盖的第一侧处的开口以用于附接在增压空气冷却器的水出口上方。盖还包括多个阀套，阀套在盖的与冷却水室开口相反的第二侧处与盖的主体一体地形成。各个阀套限定了内腔，内腔通向在盖中形成的内流体通道中。在某些实施例中，各个阀套的外围壁在相应内腔的去往相应流体通道中的开口附近从盖的表面突出到围绕阀套外腔的在外端。各个外围壁的在外端适于附接相应的阀盖板，并且各个外围壁包括在其内表面处形成的在内肩部，以将外腔与内腔隔开；肩部限定内腔与外腔之间的窗部。在具体实施例中，外腔的截面面积大于窗部的截面面积，并且窗部的截面面积大于去往内流体通道中的开口的截面面积，使得底板可穿过外腔和窗部插入以用于附接在从内腔到流体通道中的开口处，并且使得中间板可穿过外腔插入以用于附接在窗部处。在某些实施例中，盖可设有多个不同的底板、各自对应于多个底板中的相应一个的多个不同的中间板，和各自对应于多个不同的底板和多个不同的中间板中的相应一个的多个不同的阀盖板，底板、中间板和阀盖板的各对应的组包括不同的阀功能。在某些实施例中，各阀套的外围壁还可包括通向内腔中的中间流体通道，和通向外腔中的外流体通道。在某些实施例中，该多个阀套包括盖的第一端处的第一阀套和盖的相反端处的第二阀套，并且该盖还包括加强件，加强件跨过盖的第二侧从第一阀套的外围壁侧向地延伸至第二阀套的外围壁，加强件一体地附接至两个阀套的外围壁。在具体实施例中，第二阀套包括上喷嘴，中间流体通道穿过该上喷嘴延伸，并且加强件一体地附接至该上喷嘴。而且，可存在在加强件内形成的流体导管，其具有第一端开口且具有第二端开口，该第一端开口穿过第一阀套的外围壁进入第一阀套的内腔中，该第二端开口邻近第二阀套外围壁。在某些实施例中，盖还包括第三阀套，第三阀套形成于盖的与第一侧和第二侧大体正交的第三侧处，第三阀套具有外围壁，该外围壁限定了通向在盖中形成的外流体通道中的内腔。该第三阀套可一体地附接至加强件。例如，第三阀套可具有上喷嘴，该上喷嘴通过桥接件附接至加强件。这种桥接件可大体正交于第三阀套的中央轴线且大体平行于第二阀套的中央轴线延伸。在某些实施例中，多个阀套至少包括第一阀套和第二阀套。第一阀套具有：第一内腔，其通向在盖中形成的第一内流体通道中；和第一外腔，其与第一内流体通道相反地从第一内腔开口；第二阀套具有：第二内腔，其通向在盖中形成的第二内流体通道中；和第二外腔，其与第二内流体通道相反地从第二内腔开口。至少当第一阀可操作地布置在第一阀套中时，第一内流体通道构造为用于流体附接到发动机的润滑油过滤器，第一内腔构造为用于流体附接到润滑油冷却器，并且第一外腔构造为用于流体附接到润滑油泵排口。至少当第二阀可操作地布置在第二阀套中时，第二内流体通道构造为用于流体附接以从发动机的增压空气冷却器接收水，第二内腔构造为用于流体附接以将水输送至冷却器容器，且第二外腔构造为用于流体附接以朝发动机输送回水。而且，当第一阀可操作地布置在第一阀套中时，第一阀可构造为将来自第一内腔和第一外腔的油流分配至第一内流体通道；并且当第二阀可操作地布置在第二阀套中时，第二阀可构造为在第二内腔和第二外腔之中分配来自第二内流体通道的水流。
在其他实施例中，阀安装在增压空气冷却器盖中。恒温阀包括底板，该底板紧固到在增压空气冷却器盖中形成的阀套的内腔中，并且将阀套的内腔与穿过冷却器盖形成的内流体通道隔开，底板包括流孔。恒温阀还包括热致伸缩元件，热致伸缩元件在流孔处或附近固定地附接至底板，其中，热致伸缩元件的第一端从底板突出到内流体通道中，并且其中，热致伸缩元件的第二端从底板突出到阀套的内腔中。恒温阀还包括中间板，该中间板固定至阀套的在内肩部并且将阀套的内腔与阀套的外腔隔开，并且包括与底板的流孔对准的孔口；套筒，其密封地穿过中间板的孔口定位，并且被支撑在热致伸缩元件的第二端上，以用于相对于底板移动；阀盖板，其密封紧固至阀套的在外表面并且密封阀套的外腔；和止动器，其与中间板的孔口对准地从阀盖板朝底板突出。在某些实施例中，热致伸缩元件构造为，使得在第一温度范围内，在流体通道中，套筒的在内端接触底板，同时套筒的在外端与止动器间隔开，使得流体可经由套筒从内流体通道向外腔行进，在第二温度范围内，在流体通道中，套筒的在内端与底板间隔开，并且套筒的在外端与止动器间隔开，使得流体可从内流体通道行进至内腔，并且经由套筒去往外腔，并且在第三温度范围内，在流体通道中，套筒的在内端与底板间隔开，并且套筒的在外端接触止动器，使得流体可从内流体通道行进至内腔并且停止经由套筒向外腔行进。在某些实施例中，套筒是多个套筒中的一个，并且止动器是多个止动器中的一个，各套筒与对应的止动器对准，底板和中间板各具有多个孔，孔各自与该多个套筒和止动器中的对应的一个对准。在具体实施例中，恒温元件是多个恒温元件中的一个，各个恒温元件将对应的套筒可移动地连接至底板。
在其他实施例中，混合阀组装到增压空气冷却器盖中。混合阀包括底板，该底板紧固到在冷却器盖的主体中一体地形成的阀套的内腔中，并且将阀套的内腔与在冷却器盖中形成的内流体通道隔开，底板包括流孔。混合阀还包括：中间板，该中间板紧固到阀套中并且将阀套的内腔与阀套的外腔隔开，并且包括与底板的流孔对准的孔口；阀盖板，其紧固在阀套的在外表面处并且密封阀套的外腔；止动器，其与中间板的孔口对准地从阀盖板朝底板突出；和套筒，其受到支撑，以用于在套筒的第一、第二和第三状态之间穿过中间板的孔口密封地移动。在第一状态下，套筒的在内端围绕流孔密封地接触底板，同时套筒的在外端与止动器间隔开，使得流体可经由套筒在内流体通道和外腔之间行进，在第二状态下，套筒的在内端与底板间隔开，并且套筒的在外端与止动器间隔开，使得流体可经由套筒在内部流体、内腔和外腔之间行进，并且在第三状态下，套筒的在内端与底板间隔开，并且套筒的在外端接触止动器，使得流体可经由套筒在内流体通道和内腔之间行进并且停止向外腔或从外腔行进。在某些实施例中，套筒是多个套筒中的一个，并且止动器是多个止动器中的一个，各套筒与对应的止动器对准，底板和中间板具有多个孔，孔各自与该多个套筒和止动器中的对应的一个对准。在某些实施例中，支撑套筒，以用于通过紧固至底板的热致伸缩元件进行移动。在具体实施例中，热致伸缩元件延伸穿过流孔。
对在本文中使用的“水”的引用更一般地指发动机冷却剂，其可为水、水和乙二醇的混合物(即“防冻剂”)等。
应当理解的是，上面的描述意图为说明性的且不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此结合地使用。此外，可进行许多修改以使具体的情形或材料适应本发明的教导而不脱离其范畴。虽然在本文中描述的材料的尺寸和类型意图限定本发明的参数，但是它们决不意图为限制性的并且为示范实施例。在回顾上面的描述后，许多其他实施例对本领域技术人员将是显而易见的。本发明的范围因此应当参照所附权利要求、以及这种权利要求赋予权利的等同物的全部范围而确定。在所附权利要求中，用语“包含(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英语等同物。而且，在下列权利要求中，用语诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“底”、“顶”等仅用作标注，并且不意图对它们的对象强加数字或位置要求。此外，下列权利要求的限制不书写成装置加功能格式，并且不意图基于35 U.S.C.§112、第六章来解释，除非或直至这种权利要求限制清楚地使用短语“装置，其用于”，后面跟着没有其他结构的功能陈述。
本书面说明使用实例来公开本发明的数个实施例，包括最佳实施方式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明的实施例，包括制造和使用任何设备或系统并且实行任何合并的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括由本领域技术人员想到的其他实例。如果这些其他示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。
如在本文中使用的，以单数叙述且以词语“一”或“一个”前置的元件或步骤应当理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地陈述这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意图解释为排除也包括所述特征的附加实施例的存在。而且，除非相反地明确地陈述，否则“包括”、“包含”、或“具有”具有特定特性的一个元件或多个元件的实施例可包括不具有该特性的额外的这种元件。
因为在上述增压空气冷却器和恒温阀中可进行某些改变，而不脱离在本文中涉及的本发明的精神和范围，因而意图以上描述或在附图中显示的主题应当仅解释为例示本文中的发明性构思的实例，并且不应解释为限制本发明。