CN102792029A

CN102792029A - 机械式冷却液泵

Info

Publication number: CN102792029A
Application number: CN2010800635391A
Authority: CN
Inventors: J-M.杜兰德; A.布罗梅尔
Original assignee: Pierburg Pump Technology GmbH
Current assignee: Pierburg Pump Technology GmbH
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2030-02-11
Also published as: CN102792029B; EP2534380A1; JP2013519814A; BR112012019847A2; US8967982B2; WO2011098126A1; US20120315160A1; JP5606556B2

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的机械式冷却液泵（10）。此机械式冷却液泵（10）包括静止的主泵体（12）和由该主泵体（12）可转动地支撑的泵轮（14），其中，泵轮（14）即是包括基盘（36）和阀盘（18）的叶轮，具有中央轴向进口（16），且泵轮（14）从该进口（16）径向向外泵送冷却液。泵轮（14）具有可轴向移位的阀盘（18），该阀盘（18）由致动器（38）驱动，且在阀盘（18）的封闭位置即远侧阀盘位置封闭轴向进口（16）。在阀盘开放位置，阀盘（18）位于泵轮（14）的轴向近端处。

Description

机械式冷却液泵

技术领域

本发明涉及用于内燃机的机械式冷却液泵。

背景技术

机械式冷却液泵是一种由内燃机驱动的冷却液泵，例如利用驱动带驱动该冷却液泵的驱动轮来进行驱动。在内燃机冷的时候，仅需要最少的冷却液流量。因此，机械式冷却液泵可用于改变冷却液流量的大小。在内燃机冷的时候，流量最小，结果内燃机预热阶段缩短。

可改变冷却液流量大小的现有机械式冷却液泵可由US4752183获知。此泵包括外壳和供泵轮装载于其上的转子轴，其中，该泵轮径向向外泵送冷却液。泵轮包括基盘和分离的阀盘。基盘具有轴向进口且固定在转子轴上。阀盘单独设置在盘轴上，其中，盘轴被并入转子轴内且可轴向移动，以便泵轮能够通过改变基盘与阀盘即泵轮的径向出口之间的轴向距离来改变冷却液流量。供基盘装载于其上的转子轴是泵的进口区域，使得该转子轴对利用泵轮轴向吸入的冷却液具有相当大的流阻。此流阻导致冷却液流内发生紊乱，由此即便泵以最小流量泵送，该泵的能耗也相当高。

发明内容

本发明的目的是提供一种流阻减小的机械式冷却液泵。

此目的利用具有权利要求1所述特征的机械式冷却液泵来实现。

依据权利要求1的内燃机用机械式冷却液泵包括静止的主泵体和由该主泵体可转动地支撑的泵轮。泵轮是包括基盘和阀叶片的叶轮。冷却液泵具有中央轴向进口。泵轮从进口径向向外泵送冷却液。泵轮具有可轴向移位的阀盘，该阀盘利用致动器驱动且在阀盘的封闭位置即远侧阀盘位置封闭轴向进口。在阀盘开放位置，阀盘位于泵轮的轴向近端处。

泵轮由主泵体可转动地支撑且轴向进口能够利用可轴向移位的阀盘封闭，这个事实提供一种流阻最小化的冷却液泵，特别是当阀盘位于开放位置时在进口区域无流阻。另外，此泵构造提供一种通用的冷却液泵的方案，即，适用于所有潜在内燃机的可控冷却液泵，而无论有或没有涡壳和/或有或没有完整外壳。因为阀被集成到泵轮内，所以不需要外壳。

优选地，泵轮附接在转子轴上，该转子轴由主泵体可转动地支撑。

优选地，阀盘附接在盘轴上，盘轴具有永久磁铁。通过驱动静止的电磁线圈，盘轴处的永久磁铁被磁铁吸引或者排斥。这是一种无接触地、液密地且连续地驱动阀盘的简单致动器。

依据一种优选实施例，转子轴具有轴向圆柱状凹进，盘轴在该圆筒状凹进内受到轴向引导。圆柱状凹进支撑被轴向引导的盘轴，且允许阀盘在开放位置与封闭位置之间移位。

优选地，泵轮具有远侧盖环，轴向进口是该盖环的中央孔。盖环与泵叶片一起形成经由该盖环的中央孔轴向吸入冷却液的叶轮。另外，当阀盘位于封闭位置时，盖环是该阀盘的轴向止动器。

优选地，阀盘受到推压弹簧的预应力，该阀盘被预应力的推压弹簧推入开放位置。推压弹簧可以是设在盖环的环形凹进内的压缩弹簧。推压弹簧被支撑在阀盘的远侧。盖环内的凹进在处于封闭位置的阀盘与盖环之间提供最小的间隙，此间隙尽可能小，以便轴向进口能够近似液密地封闭。另外，推压弹簧在致动器的电力损失的情况下使泵自动防止故障。

选择性地，阀盘受到拉伸弹簧的预应力，且该阀盘被预应力的拉伸弹簧拉入开放位置。此弹簧可设在基盘的凹进内并固定在阀盘的近侧处，以便阀盘被拉伸弹簧拉入开放位置。

另一可供选择的方式是将拉伸弹簧设置在转子轴的轴向圆柱状凹进中，以便盘轴被弹簧拉动。通过拉动盘轴，阀盘被拉入开放位置。拉伸弹簧的这种选择性布置使得可以提供一种不需要任何弹簧用引导部件的泵轮。

依据一种优选实施例，泵轮具有至少一个用于轴向引导阀盘的轴向引导部件，该引导部件位于盖环与基盘之间。在开放位置与封闭位置之间轴向移位的过程中，引导部件支撑阀盘。引导部件可用轴杆、狭缝或轨道来实现。

优选地，若引导部件是轴杆，则弹簧与该引导部件同轴设置。两部件即引导部件和弹簧的同轴设置使得流经泵轮的冷却液的流阻最小化。

依据一种优选实施例，致动器是电磁致动器。选择性地，致动器可以是温控部件、气动部件或者液压部件。电磁致动器使得可以独立于冷却液温度地控制盘轴。另外，电磁致动器可以液密地设在主泵体内，以便可以无接触地驱动阀盘或者盘轴。电磁致动器可以将阀盘定位在中间位置。

优选地，转子轴和盘轴由非铁磁性材料制成。这使得可在盘轴具有永久磁铁时利用电磁致动器驱动该盘轴。

附图说明

以下参照附图详细说明本发明，附图中：

图1a和1b示出位于开放和封闭位置的机械式冷却液泵的剖视图，

图2示出处于封闭位置的机械式冷却液泵的第二实施例，以及

图3示出处于封闭位置的机械式冷却液泵的第三实施例。

具体实施方式

图1中，示出用于内燃机的机械式冷却液泵10。机械式冷却液泵10包括静止的主泵体12和由该主泵体12可转动地支撑的泵轮14。泵轮14从该泵轮14的进口16径向向外泵送冷却液。

机械式冷却液泵10直接经由法兰48安装在内燃机的发动机组（engineblock）上，或者可具有未示出的额外的外壳部。

泵轮14包括基盘36、固定在该基盘36的远侧（distal side）上的多个叶片40、以及设在该叶片40的远端处的盖环28。盖环28具有中央轴向进口16。泵轮14包括可轴向移位且如图1b所示在封闭位置封闭轴向进口16的阀盘18。

当阀盘18在开放位置时，该阀盘18位于基盘36的环凹进50中，以使该阀盘18的远侧和基盘36的远侧处于一个平面内。

静止的主泵体12支撑利用内燃机经由驱动带（未示出）驱动的可转动转子轴20，该驱动带驱动与转子轴20连接的驱动轮42，该转子轴20与泵轮14连接。转子轴20由非铁磁性材料制成。驱动轮42设在主泵体12的与泵轮14相反的轴端上，且直接与转子轴20连接。转子轴20由两个转子轴轴承44可转动地支撑，这两个转子轴轴承44设在主泵体12内的电磁致动器38的轴向两侧处。轴承44可以是本领域技术人员已知的任何类型轴承。

致动器38优选是电磁环圈，且位于轴承44之间。致动器38驱动阀盘18。阀盘18附接在盘轴22上，且永久磁铁24设在该盘轴22的轴向远端处，即位于该盘轴22的与阀盘18相反的端部处。盘轴22由非铁磁性材料制成。盘轴22设在轴向圆柱状凹进26内并在其内受引导，该圆柱状凹进26位于转子轴20中。

阀盘18还受作为杆状件的轴向引导部件34引导。引导部件34位于泵轮14的盖环28与基盘36之间。引导部件34在开放位置（图1a）与封闭位置（图1b）之间轴向引导阀盘18。

推压弹簧30与引导部件34同轴设置。推压弹簧30是设在盖环28的环凹进51中的压缩弹簧。当致动器38不启动时，推压弹簧30把阀盘18的远侧推入如图1a所示的开放位置。此布置使得泵10在致动器38电力损失的情况下自动防止故障。当致动器38启动时，阀盘18被驱动，使得该阀盘18移入如图1b所示的封闭位置，或者移入中间位置（未示出）以便改变泵的冷却液流量。

图2示出处于封闭位置的机械式冷却液泵10'的另一实施例，其中，阀盘18受到拉伸弹簧32的预应力，使得该阀盘18被拉伸弹簧32拉入开放位置（未示出）。拉伸弹簧32设在基盘36的环凹进50中且在阀盘18的近侧处，以便该阀盘18被拉入开放位置。拉伸弹簧32与引导部件34同轴设置。

图3示出泵轮14的处于封闭位置的机械式冷却液泵10″的第三实施例，其中，阀盘18受到拉伸弹簧32的预应力，使得该阀盘18被拉伸弹簧32拉入开放位置（未示出）。拉伸弹簧32设在转子轴20的轴向圆柱状凹进26的内部，且与盘轴22连接。通过拉动盘轴22，阀盘18被拉入开放位置（未示出）。

拉伸弹簧32的这样的布置使得可以提供一种不需要弹簧引导部件34（图2）的泵轮14。阀盘18在开放位置（未示出）与封闭位置之间经由盘轴22在转子轴20的轴向圆柱状凹进26内引导，如图3所示。

Claims

1.一种用于内燃机的机械式冷却液泵（10），包括静止的主泵体（12）和由所述主泵体（12）可转动地支撑的泵轮（14），其中，所述泵轮（14）具有中央轴向进口（16），且所述泵轮（14）从所述进口（16）径向向外泵送所述冷却液，其特征在于，

所述泵轮（14）具有可轴向移位的阀盘（18），所述阀盘（18）由致动器（38）驱动，并且在所述阀盘（18）的封闭位置封闭所述轴向进口（16）。

2.根据权利要求1所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述泵轮（14）附接在转子轴（20）上，所述转子轴（20）由所述主泵体（12）可转动地支撑。

3.根据前述任一权利要求所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述转子轴（20）具有轴向圆柱状凹进（26），所述盘轴（22）在所述圆筒状凹进（26）内受到轴向引导。

4.根据前述任一权利要求所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述泵轮（14）具有远侧盖环（28），所述轴向进口（16）是所述盖环（28）的中央孔。

5.根据前述任一权利要求所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述阀盘（18）受到推压弹簧（30）的预应力，且所述阀盘（18）被预应力的所述推压弹簧（30）推入开放位置。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述阀盘（18）受到拉伸弹簧（32）的预应力，且所述阀盘（18）被预应力的所述拉伸弹簧（32）拉入开放位置。

7.根据前述任一权利要求所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述泵轮（14）具有至少一个用于轴向引导所述阀盘（18）的轴向引导部件（34），所述引导部件（34）位于所述盖环（28）与基盘（36）之间。

8.根据前述任一权利要求所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述弹簧（30；32）沿着所述引导部件（34）纵向设置。

9.根据前述任一权利要求所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述致动器（38）是电磁致动器。

10.根据权利要求9所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述阀盘（18）附接在盘轴（22）上，且所述盘轴（22）具有永久磁铁（24）。

11.根据权利要求2所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述转子轴（20）由非铁磁性材料制成。

12.根据权利要求10所述的机械式冷却液泵（10），其中，所述盘轴（22）由非铁磁性材料制成。