CN102791986A - 机械式内燃机冷却剂泵 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在一种用于泵送内燃机用冷却剂的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其具有：固定的圆筒状支撑体(22)；可转动的驱动轮(32)，由滚柱轴承(28)支撑在圆筒状支撑体(22)处且受内燃机驱动；位于可转动转子轴(18)处的泵轮(20)，该转子轴(18)由滚柱轴承(26)支撑在圆筒状支撑体(22)处，以及可切换的摩擦离合器(40)，用于使驱动轮(32)与泵轮(20)接合。圆筒状支撑体(22)一体地包括驱动轮滚柱轴承(28)的内环，以及圆筒状支撑体(22)一体地包括轴滚柱轴承(26)的外环。

Description

机械式内燃机冷却剂泵
技术领域
本发明涉及一种机械式内燃机冷却剂泵，该机械式内燃机冷却剂泵具有可切换的摩擦离合器，用于把冷却剂泵送给内燃机。
背景技术
机械式冷却剂泵是一种由内燃机驱动的冷却剂泵，例如利用驱动带驱动该泵的驱动轮。只要内燃机是冷的，就仅需要最少的冷却剂流量或者甚至不需要冷却剂流量。因此，采用具有摩擦离合器的可切换的机械式冷却剂泵，该摩擦离合器使驱动轮与用于保持正泵送冷却剂的泵轮的轴接合或分离。
可切换的冷却剂泵包括第一滚柱轴承和第二滚柱轴承，第一滚柱轴承用于将驱动轮支撑于固定的圆筒状支撑体上滚柱轴承，第二滚柱轴承用于支撑泵轮的可转动轴滚柱轴承。在实践中，采用现成的滚柱轴承并将其压配合到冷却剂泵的各个部件上。压配合处理需要相当精确地制造冷却剂泵的对应的圆筒状部件，即，固定的圆筒状支撑体的内外柱面、转轴的外表面以及驱动轮的内表面。另外，压配合处理是一种需要做大量组装工作的复杂处理。
即使两个滚柱轴承不设置成径向成直线，而设置成轴向成直线，实际上，驱动轮的外径也高于9-10厘米。
对于位移量较小的内燃机而言，需要驱动轮外径较小的紧凑型冷却剂泵。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单且紧凑的可切换的机械式冷却剂泵。
利用具有权利要求1所述特征的机械式内燃机冷却剂泵来实现此目的。
用于泵送内燃机用冷却剂的机械式可切换的冷却剂泵具有安装在泵框架体上的固定的圆筒状支撑体。圆筒状支撑体一体地包括驱动轮的滚柱轴承的内环，且一体地包括转子轴滚柱轴承的外环。圆筒状支撑体、驱动轮滚柱轴承内环和转子轴轴承外环用单个部件来实现，但不安装到一起。不采用任何具有单独内外环的滚柱轴承。
由于至少驱动轮滚柱轴承的内环和轴滚柱轴承的外环不是单独的而是圆筒状支撑体的一体部件，因而所述两环不再需要被压配合到其它部件上。因此，安装过程得以简化。由于至少两个独立的轴承环背离(fall away)，所以驱动轮的外径可以显著减小，使得泵转子以较高的转速驱动，并能够实现更紧凑且轻质的冷却剂泵。这满足发动机设计者的需求。
至少两个压配合连接件背离，使得各部件的制造可以不太精确，结果成本不会太高。
优选地，可转动轴一体地包括轴滚柱轴承的内环，使得轴滚柱轴承不包括任何单独的滚柱轴承环。因此，驱动轮的外径进一步减小，且泵更紧凑和轻质。
依据一种优选实施例，圆筒状支撑体是单独部件，且被压配合到泵框架体的圆筒状部分内。优选地，支撑体的外柱面被压配合到泵壳体的内柱面。此构造允许单独地预制造由转子轴、圆筒状支撑体和两个滚柱轴承组成的组件。此预制造组件接着与泵框架体、泵轮、驱动轮、可轴向移动的离合器摩擦环以及离合器电磁铁组装。
优选地，驱动轮滚柱轴承的外环由被压配合到驱动轮主体内的独立轴承环形成。
依据一种优选实施例，轴滚柱轴承与泵框架体的圆筒状部分轴向重叠。因此，轴滚柱轴承的整个轴向长度由泵框架体支撑，使得转子轴、位于该转子轴的一个轴向端部处的泵轮、以及位于该转子轴的另一轴向端部处的机械离合器被尽可能刚性且稳定地支撑。
依据一种优选实施例，驱动轮滚柱轴承完全设置在泵框架体的圆筒状部分的轴向远侧。驱动轮滚柱轴承能够例如设置在圆筒状泵框架体部分的轴向附近。此布置减小了驱动轮的径向范围。
优选地，驱动轮的驱动带部分与轴滚柱轴承轴向重叠，使得驱动带设置在泵框架体和内燃机的轴向附近。
依据一种优选实施例，摩擦离合器由固定在泵框架体上的电磁铁致动。驱动轮主体的截面优选为U形，且包括在其轴向近端处开口的环状空腔。电磁铁可设置在驱动轮的空腔的内部。驱动轮的远端设置有与固定在转子轴上的可轴向移动的摩擦环协作的摩擦环。两摩擦环限定出用于使驱动轮与泵轮接合的可切换的摩擦离合器。电磁铁产生针对可移动摩擦环的轴向推力或拉力。
附图说明
参照附图更详细地说明本发明的实施例：
图1示出具有由电磁铁致动的机械式摩擦离合器的内燃机冷却剂泵的纵向剖视图。
具体实施方式
图1示出可切换的冷却剂泵10的纵向剖视图，其由内燃机(未示出)驱动，且正经由内燃机缸体(未示出)的冷却剂通道泵送液体冷却剂。
冷却剂泵10具有驱动轮32、泵轮20和可切换的摩擦离合器40，该驱动轮32包括用于驱动带36的驱动带部分33，该泵轮20由转动着的轴向转子轴18支撑，可切换的摩擦离合器40通过电磁铁38来切换。处于接合状态的摩擦离合器40使驱动轮32和泵轮20经由轴18连接。
可转动的驱动轮主体34具有U形截面且由铁磁材料组成。驱动轮主体34的轴向环状开口被定向为轴向近侧朝向泵轮20。U形驱动轮主体34的径向外侧腿部13的近端限定出圆筒状驱动带部分33。径向内侧腿部15也是圆筒，且由驱动轮滚柱轴承28支撑，该驱动轮滚柱轴承28被支撑在固定的圆筒状支撑体22处。
支撑体22被压配合到泵框架体12的圆筒状部分16内，该泵框架体12可安装在内燃机的发动机缸体上。驱动轮滚柱轴承28的内轴承环采用的是支撑体22的外侧部分的一部分，而外滚柱轴承环是独立的轴承环30。驱动轮滚柱轴承28的独立外轴承环被压配合到驱动轮主体34的圆筒状内侧腿部15中。
转子轴18由轴滚柱轴承26支撑在圆筒状支撑体22上。此滚柱轴承26的内环采用的是转子轴18的一部分，外轴承环采用的是圆筒状支撑体22的一部分。
转子轴18通过轴密封件24相对于泵框架体12密封。
驱动轮滚柱轴承28全部设置在泵框架体12的圆筒状部分16的轴向远侧。驱动轮滚柱轴承28设置在圆筒状泵框架体部分16的轴向附近。驱动轮主体34的驱动带部分33与轴滚柱轴承26在轴向上重叠且在径向上成一直线，使得驱动带36被设置成轴向接近泵框架体12和内燃机。
机械式摩擦离合器40具有摩擦环42和相对的摩擦环44，摩擦环42由转子轴18支撑，相对的摩擦环44由连接驱动轮32的两腿部13，15的径向环的轴向外(远)侧表面形成。轴侧摩擦环42由固定在轴18上的毂体46和固定在该毂体46上并保持摩擦环42的预载盘簧48支撑。预载弹簧48轴向预压或者偏压摩擦环44，因而离合器40处于脱离状态。
固定的电磁铁38设置在由U形驱动轮32包围的环状空腔的内部，并固定在泵框架体12上。电磁铁38由环状励磁线圈组成，当电磁铁38被施加直流电时，该励磁线圈生成环形电磁场。当电磁铁38通电时，离合器40接合。
滚柱轴承26，28的滚动元件可以是球状件、圆柱件或者针状件。

Claims (8)

1.一种用于泵送内燃机用冷却剂的机械式内燃机冷却剂泵(10)，具有固定的圆筒状支撑体(22)，
可转动的驱动轮(32)，由滚柱轴承(28)支撑在所述圆筒状支撑体(22)处且由所述内燃机驱动，
位于可转动的转子轴(18)处的泵轮(20)，所述转子轴(18)由滚柱轴承(26)支撑在所述圆筒状支撑体(22)处，以及
可切换的摩擦离合器(40)，用于使所述驱动轮(32)与所述泵轮(20)接合，
其中，所述圆筒状支撑体(22)一体地包括所述驱动轮的滚柱轴承(28)的内环，以及
所述圆筒状支撑体(22)一体地包括所述轴的滚柱轴承(26)的外环。
2.根据权利要求1所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述圆筒状支撑体(22)被压配合到泵框架体(12)的圆筒状部分(16)内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述转子轴(18)一体地包括所述轴的滚柱轴承(26)的内环。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述驱动轮的滚柱轴承(28)的所述外环由被压配合到驱动轮主体(34)内的独立轴承环(30)形成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述轴的滚柱轴承(26)与所述泵框架体(12)的所述圆筒状部分(16)轴向重叠。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述驱动轮(32)的所述滚柱轴承(28)设置在所述泵框架体(12)的所述圆筒状部分(16)的轴向远侧。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述驱动轮(32)的驱动带部分(33)与所述轴的滚柱轴承(26)轴向重叠。
8.根据前述权利要求中任一项所述的机械式内燃机冷却剂泵(10)，其中，所述摩擦离合器(40)利用固定在所述泵框架体(12)上的电磁铁(38)致动。
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