CN103477087A - 机械式冷却剂泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机的机械式冷却剂泵（10）。所述机械式冷却剂泵（10）包括可旋转泵转子轮（12），其具有转子叶片（14）和中心轴向入口开口（27）的。所述泵转子轮（12）安装在轴向轴（15）并且向外径向泵送冷却剂。泵定子叶片（16、17）的非旋转环环绕泵转子轮（12）的圆周。该泵定子叶片（16、17）的非旋转环由静止叶片（16）和可枢转叶片（17）形成，所述静止叶片（16）完全固定在限定的位置，所述可枢转叶片（17）绕着布置在可枢转叶片（17）内的枢转轴（18）可以枢转。所述可枢转泵定子叶片（17）能够定位在至少三个不同的位置，即打开位置、关闭位置和中间位置。

Description

机械式冷却剂泵

技术领域

本发明涉及用于内燃机的机械式冷却剂泵。

背景技术

现有技术的可变机械式冷却剂泵从DE102008027157A1可知。这个泵包括由发动机驱动的泵转子轮和有众多可枢转泵定子叶片的静止叶片保持环。冷却剂流是完全可控的，使得燃烧发动机冷却剂回路中的冷却剂流可以适应于发动机的需要。这样的泵的控制是通过所有可枢转泵定子叶片的致动实现的，所述致动一般机械地或电子地进行。但是，由于作用到每个叶片上的高液压和机械力，所有泵定子叶片的致动需要高致动功率。其结果是，必须能够提供最大致动功率的致动器必须是相对地大而且耗能的。

发明内容

本发明的目的是提供有最小化的致动器的机械式冷却剂泵，使得泵能够设计的尽可能的小。

这个目的是由有权利要求1的特征的机械式冷却剂泵解决的。

根据权利要求1用于内燃机的机械式冷却剂泵包括有转子叶片和中心轴向入口开口的可旋转泵转子轮。所述泵转子轮安装在轴向轴并且向外径向泵送冷却剂。泵定子叶片的非旋转环环绕泵转子轮的圆周。该泵定子叶片的非旋转环由静止叶片和可枢转叶片形成，所述静止叶片完全固定在限定的位置，所述可枢转叶片绕着布置在可枢转叶片内的枢转轴可以枢转。该可枢转泵定子叶片能够定位在至少三个不同的位置，即打开位置、关闭位置和中间位置。

由不可控静止叶片和可控可枢转叶片形成泵定子叶片的布置几乎与可枢转叶片的减少数量成比例的减少泵定子叶片的致动功率。其结果是，用于控制泵定子叶片的能量消耗减少使得致动器的尺寸可以最小化。然而，泵仍然完全可控，并且可以完全打开或完全关闭。

根据优选的实施例，静止叶片和可枢转叶片交替地布置。静止和可枢转泵定子叶片的交替布置保持机械式冷却剂泵完全可控，并且以几乎50%降低致动功率，因为仅有一半的泵定子叶片必须由致动器致动。

优选地，静止叶片和可枢转叶片在形状上完全相同。所有泵定子叶片完全相同的形状保持机械式冷却剂泵的制造成本较低，因为可枢转和静止泵定子叶片都可以通过同一条生产线制造。而且，有相同形状的泵定子叶片的泵的装配是较不复杂的。替代地，静止叶片和可枢转叶片在形状上可以不同。

优选地，静止叶片的位置与可枢转叶片的打开位置完全相同。静止泵定子叶片的这个位置导致最优的流体行为，使得由泵转子轮向外径向泵送的冷却剂流不被扰乱。

可枢转叶片的枢转轴优选地在可枢转叶片的周向中间三分之一处。流体力在两个周向叶片端部产生相当大的转矩。在可枢转叶片的周向中间三分之一处的枢转轴的定位能够提供转矩的平衡，使得相对小的致动力足够打开或关闭可枢转叶片。

根据优选的实施例，静止叶片和可枢转叶片在关闭位置以它们的周向端部部分地彼此重叠。虽然只有泵定子叶片的每一个第二叶片是可枢转的，泵仍然可以完全打开和关闭，使得该泵是完全可控的并且冷却剂流能够以降低能源消耗的好处适合于发电机的需要。

优选地，静止叶片保持环设置有轴向开口，其用于安放可枢转叶片的枢转轴和静止叶片的固定轴。所述固定轴保持静止叶片在打开位置完全固定，即不可枢转。轴向开口是提供承座（bearing）的不复杂的技术，其实现简单并因此成本效益的。

优选地，当可枢转叶片在关闭位置时，可枢转叶片无缝地重叠和接触相邻的静止叶片。可枢转叶片在关闭位置被完全固定的静止叶片停止和/或支持。

替代地，在关闭位置的重叠的泵定子叶片可以形成在它们之间的极小的缝隙。在泵定子叶片的关闭位置，所述极小的缝隙允许少于打开位置的泵送体积的百分之十的泄露。

附图说明

下面是参照附图对本发明的详细说明，附图中：

图1示出了可枢转泵定子叶片在打开位置的机械式冷却剂泵的顶视图，并且

图2示出了可枢转泵定子叶片在关闭位置的机械式冷却剂泵的顶视图。

具体实施方式

在图1中，示出用于为内燃机泵送冷却剂的机械式冷却剂泵10。所述机械式冷却剂泵10包括支持叶片控制环21的主泵体11、保持泵定子叶片16、17的静止叶片保持环（未示出）和泵转子轮12。

静止叶片保持环（未示出）布置在主泵体11和叶片控制环21之间。静止叶片保持环（未示出）可以是主泵体11的组成部分或单独的部分。主泵体11形成为流体密封壳体。主泵体11设置有安装凸缘13，使得主泵体11可以用凸缘13直接地安装到发动机缸体（未示出）或者可以具有安装到凸缘13的罩体（未示出）。

安装到轴向轴15的可旋转泵转子轮12设置有众多的转子叶片14，所述转子叶片14定位于有中心入口开口27的环形入口环26和环形背板28之间。

放射状地向外的泵转子轮12、布置为叶片环的众多泵定子叶片16、17由静止叶片保持环（未示出）支持。一些泵定子叶片16、17是完全固定的静止叶片16，剩下的泵定子叶片16、17是可枢转叶片17，所述可枢转叶片17绕着布置在可枢转叶片17的周向中间三分之一处的枢转轴18可以枢转。静止和可变的泵定子叶片16、17的布置是交替的，使得静止和可枢转的叶片16、17的数量相等。

静止和可枢转的泵定子叶片16、17在形状上都是完全相同的。替代地，静止和可枢转的泵定子叶片16、17在形状上可以是不同的。泵定子叶片16、17具有轻微的弯曲，由此泵定子叶片16、17的弯曲半径接近或类似于泵转子轮12的外半径。

静止叶片保持环（未示出）设置有众多的轴向开口（未示出）用于安放可枢转泵定子叶片17的枢转轴24和静止叶片16的固定轴25。可枢转泵定子叶片17由叶片控制环21控制，所述叶片控制环21周向可旋转地布置在静止叶片保持环（未示出）和泵定子叶片16、17之间。

叶片控制环21设置有轴向致动开口30。用于致动可枢转叶片17的轴向致动开口30具有纵向形状，其不在叶片控制环21的圆周方向取向而是布置在相对于圆周15°-45°的角度。可枢转泵定子叶片17的致动销（未示出）在致动开口被分别地引导，使得可枢转泵定子叶片17在叶片控制环21旋转时被枢转。

静止叶片16被静止叶片16的固定轴25永久地保持，即完全地固定，在打开的位置，即使是叶片控制环21被旋转。替代地或另外地，叶片控制环21可以设置有轴向引导开口（未示出）。用于静止叶片16的轴向引导开口（未示出）可以设置有纵向形状，其在叶片控制环21的圆周方向取向，使得静止叶片16的致动销（未示出）永久地保持静止叶片16在打开的位置，即使是叶片控制环21被旋转。

如图1中所示，静止泵定子叶片16的位置与可枢转叶片17的打开位置完全相同。如图2所示，静止叶片16和可枢转叶片17的周向端部在关闭位置无缝地彼此重叠并且彼此接触。

叶片控制环21由未示出的致动器致动，使得叶片控制环21在致动器是活动的时可以旋转。

Claims (8)

1.用于内燃机的机械式冷却剂泵（10），其具有向外径向地泵送冷却剂的带有转子叶片（14）的泵转子轮（12），和

泵定子叶片（16、17）的非旋转环环绕所述泵转子轮（12），

其特征在于，

一些泵定子叶片（16、17）是静止叶片（16），而一些泵定子叶片（16、17）是可枢转叶片（17），所述可枢转叶片（17）分别地绕着布置在可枢转叶片（17）内的枢转轴（18）枢转。

2.根据权利要求1所述的机械式冷却剂泵（10），其中，所述静止叶片（16）和可枢转叶片（17）交替地布置。

3.根据权利要求1或2所述的机械式冷却剂泵（10），其中，所述静止叶片（16）和可枢转叶片（17）在形状上完全相同。

4.根据前述权利要求的一项所述的机械式冷却剂泵（10），其中，所述静止叶片（16）的位置和可枢转叶片（17）的打开位置完全相同。

5.根据前述权利要求的一项所述的机械式冷却剂泵（10），其中，所述可枢转叶片（17）的枢转轴（18）在可枢转叶片（17）的周向中间三分之一处。

6.根据前述权利要求的一项所述的机械式冷却剂泵（10），其中，所述静止叶片（16）和可枢转叶片（17）在关闭位置彼此重叠。

7.根据前述权利要求的一项所述的机械式冷却剂泵（10），其中，静止叶片保持环设置有轴向开口，用于安放可枢转叶片（17）的枢转轴（24）和静止叶片（16）的固定轴（25）。

8.根据权利要求3和6所述的机械式冷却剂泵（10），其中，当可枢转叶片（17）在关闭位置时，可枢转叶片（17）无缝地重叠静止叶片（16）。

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