CN106065806A - 水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泵。所述水泵包括：多个出口和调节单元，通过所述多个出口排出冷却剂；所述调节单元用于通过选择性地打开或关闭出口而调节冷却剂流动。因此，能够实现单独冷却操作。

Description

水泵

技术领域

本发明涉及一种水泵，更特别地涉及这样一种水泵，其能够通过选择性地打开/关闭设置在水泵处的冷却剂端口而实现单独冷却操作。

背景技术

与发动机的完全升温状态相比，由于在发动机的冷启动状态下，发动机的温度较低，因此，发动机的热量损失和摩擦损失较大，并且因此，车辆的燃料效率劣化。

鉴于此，当发动机启动时，使得发动机尽可能迅速升温在提高燃料效率和提高EM方面是非常有帮助的。

当前，已经研发了这样一种技术，所述技术用于通过控制冷却剂的流量或者通过控制离合器水泵而使得冷却剂在发动机中未流通(称为“零流量”)，从而限制发动机启动时产生的热量来迅速升高发动机的温度。还已经研发了一种通过即使在发动机已经升温之后也能单独控制发动机缸盖的温度和发动机缸体的温度来提高燃料效率的技术。

在使用柴油机的情况下，所述柴油机的排气温度不如汽油发动机的排气温度高，单独冷却技术也被使用以提高发动机在冬天启动时加热器的使用的方便性。

作为示例，单独地设置了分别用于将冷却剂循环到发动机缸盖(包括EGR冷却器和加热器管路)和发动机缸体的水泵。

当发动机最初被启动时，仅仅与发动机缸盖连接的水泵运行以减小必须在初始阶段加热的冷却剂的量，从而促使冷却剂温度的迅速升高。然后，一旦冷却剂温度已经升高到高于预定温度，包括与发动机缸体连接的冷却剂管路的主水泵额外地运行以冷却发动机。

然而，如上所述，需要两个水泵以单独操作与发动机缸盖和发动机缸体连接的冷却剂管路，这增加了制造成本、组件布局复杂性和控制的变量的数量并且导致不准确的故障诊断。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

因此，鉴于上述问题而作出本发明，并且本发明的目的是提供一种能够通过选择性地打开/关闭设置在水泵处的冷却剂端口而实现单独冷却操作的水泵。

根据本发明，上述和其他目的可以通过提供这样一种水泵而实现，所述水泵包括：多个出口，通过所述多个出口排出冷却剂；和调节单元，其用于通过选择性地打开或关闭出口而调节冷却剂流动。

所述出口可以包括与发动机缸盖连接的第一出口和与发动机缸体连接的第二出口。

所述出口还可以包括与需要与发动机分别冷却的辅助装置连接的旁路出口。

所述调节单元可以包括旋转板，所述旋转板构造为围绕旋转轴旋转并且具有在与所述旋转轴间隔开的位置处形成的槽口，所述旋转板根据其旋转角度而选择性地使得所述槽口与所述出口连通，并且所述出口可以沿着所述槽口的旋转路径设置。

与发动机缸盖连接的第一出口和与发动机缸体连接的第二出口可以相对于所述旋转板的所述旋转轴对称地布置，所述槽口可以包括第一槽口和第二槽口，并且所述第一槽口和所述第二槽口设置在对应于所述第一出口和所述第二出口的位置处。

旁路出口可以在所述第一出口与所述第二出口之间沿着所述槽口的旋转路径设置，并且所述第一槽口和所述第二槽口中的任意一个可以形成为沿着其旋转路径延伸的细长孔形状。

所述调节单元还包括用于提供旋转力的致动器以及动力传输单元，所述动力传输单元连接在所述致动器与所述旋转板之间并且构造为向所述旋转板传递所述致动器的旋转力。

附图说明

通过随后结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：

图1是示出根据本发明实施方案的水泵的构造的视图；

图2是用于说明根据本发明实施方案的水泵的调节单元的结构的视图；

图3是配备有根据本发明实施方案的水泵的冷却回路的示意性视图；

图4是用于说明根据本发明实施方案的具有两个出口的水泵的单独冷却操作的视图；以及

图5是用于说明根据本发明实施方案的具有三个出口的水泵的单独冷却操作的视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施方案，其示例在附图中示出。只要可能，在所有附图中将使用相同附图标记来指示相同或相似的部分。

根据本发明的水泵10包括多个出口12和调节单元。

参考图1至图3，通过入口14供应到水泵10的冷却剂从各个出口12单独排出。

水泵10可以通过带轮与曲柄连接，或者可以与电机连接以接收用于运行水泵10的动力。

入口14可以设置在水泵10的一部分处，出口12可以靠近入口14设置。出口12可以彼此相邻地布置。

调节单元用于通过选择性地打开或者关闭各个出口12而调节冷却剂的流量和流动方向。

例如，调节单元可以打开或者关闭所有的出口12或者可以部分地打开或关闭出口12。

通过根据驱动状态而选择性地打开或关闭设置在单个水泵10处的多个出口12，冷却剂可以选择性地供应到需要被冷却的部分并且可以单独冷却所述部分。因此，根据本发明，可以使用单个水泵10实现通常使用两个或者多个水泵而执行的单独冷却，从而减少水泵的数量、降低制造成本和减轻重量，并且提高水泵组件的运行效率。

出口12可以包括第一出口12a和第二出口12b。

例如，第一出口12a可以与发动机缸盖40连接，第二出口12b可以与发动机缸体42连接。

在冷启动状态下(其中，发动机的温度相对较低)，第一出口12a和第二出口12b关闭，以使得冷却剂保持在发动机中未流通，从而更迅速地升高发动机的温度。

当发动机最初被启动时，仅仅与发动机缸盖40连接的第一出口12打开，而与发动机缸体42连接的第二出口12b关闭，从而单独地冷却发动机缸盖。因此，在初始阶段必须被加热的冷却剂的量减小，因此能够快速升高冷却剂的温度。一旦冷却剂的温度已经升高到高于预定温度，第一出口12a和第二出口12b就打开从而使得发动机缸盖和发动机缸体一起冷却。

通过使冷却剂保持在发动机中未流通或者根据车辆的驱动状态单独冷却发动机缸盖和发动机缸体，冷却器的温度可以在维持发动机冷却性能的同时更迅速地升高，因此，能够提高燃料效率并改进EM特征。

出口12还可以包括旁路出口12c，其与其他辅助装置50连接，所述其他辅助装置50需要与发动机分开冷却。

例如，辅助装置50可以是需要通过向其供应冷却剂而冷却的油冷却器、节流阀、涡轮增压器等。

当发动机最初启动而辅助装置50需要被冷却时，在第一出口12a和第二出口12b都关闭的状态下，仅仅旁路出口12c打开，从而在使得辅助装置50冷却的同时使得冷却剂的温度迅速升高。

根据本发明的水泵的调节单元可以使用形成为具有薄的圆板形状的旋转板20来实施。

旋转板20可以构造为围绕联接到旋转板20的中央部的旋转轴20a旋转并且可以具有在与旋转轴20a间隔开的预定位置处形成的多个槽口22。在旋转板20旋转期间，槽口22根据旋转角度选择性地与出口12连通，从而选择性地打开或关闭出口12。

为了实现上述配置，出口12优选沿着槽口22的旋转路径设置。

由于槽口22的旋转位移由旋转板20的旋转角度而确定，因此旋转板20的旋转角度根据发动机驱动状态而适当地调节，以选择性地打开或关闭出口12或者调节出口12的打开程度。

而且，由于旋转板20能够形成为非常薄，因此能够实现出口12的选择性打开/关闭而不影响水泵10的布局。

调节单元还可以包括致动器30和动力传输单元。

致动器30可以实施为用于提供旋转力的电机。

致动器30和旋转板20通过动力传输单元彼此连接，以使得致动器30的旋转力能够传递到旋转板20。

动力传输单元可以具有使用带、齿轮等的连接结构。致动器30的旋转力通过动力传输单元传递到旋转板20以使得旋转板20旋转。

用于检测旋转板20的旋转角度的传感器可以设置在旋转板20和/或水泵10处。传感器的检测值(信号)可以输入到控制器，并且所述控制器可以基于所述检测值和发动机驱动状态控制致动器30的运行。

尽管在附图中未示出，可以在出口12与旋转板20之间设置用于密封连接部分的附加结构，以防止冷却剂泄漏。

参考图4和图5，与发动机缸盖40连接的第一出口12a和与发动机缸体42连接的第二出口12b可以相对于旋转板20的旋转轴20a对称地布置。

槽口22可以包括第一槽口22a和第二槽口22b，其形成为对应于第一出口12a和第二出口12b。

也就是，第一出口12a和第二出口12b可以根据旋转板20的旋转而由第一槽口22a和第二槽口22b选择性地或者同时打开或关闭。

旁路出口12c可以在第一出口12a和第二出口12b之间沿着槽口22的旋转路径设置。

第一槽口22a和第二槽口22b中的任意一个可以形成为沿着其旋转路径延伸的细长孔形状。如附图所示，在第一槽口22a形成为细长孔的情况下，仅仅第一出口12a通过第一槽口22a打开，从而单独地冷却发动机缸盖40。

在下文中，将说明根据本发明的水泵的运行。

图4是用于说明具有两个出口而没有旁路出口12c的水泵10的单独冷却操作的视图。

在冷启动状态下，其中冷却剂的温度低于第一参考温度(例如，40℃)，如图4中的第一张图所示，第一出口12a和第二出口12b都关闭，以使得冷却剂保持在发动机中未流通，从而促使发动机迅速升温。

然后，在冷却剂的温度为第一参考温度(例如，40℃)或更高并且低于第二参考温度(例如，60℃)的状态下，为了在执行EGR冷却操作和室内加热操作的同时通过减小热容量而促使发动机的迅速升温，如图4中的第二张图所示，仅仅与发动机缸盖40连接的第一出口12a通过第一槽口22a打开。因此，用于升温所需要的时间缩短、发动机的热量损失减小、燃料效率提高，并且通过室内加热性能的改善而增强用户舒适性。

随后，在冷却剂的温度为第二参考温度(例如，60℃)或更高的状态下，即，当发动机缸体需要被冷却时，如图4中的第三张图所示，与发动机缸盖40连接的第一出口12a和与发动机缸体42连接的第二出口12b同时打开。

图5是用于说明具有包括旁路出口12c的三个出口的水泵10的单独冷却操作的视图。

在冷启动状态下，其中，冷却剂的温度低于第一参考温度(例如，40℃)，如图5中的第一张图所示，旁路出口12c打开以冷却必须被冷却的辅助装置50，第一出口12a和第二出口12b关闭，由此，冷却剂保持在发动机中未流通。

然后，在冷却剂的温度为第一参考温度(例如，40℃)或更高并且低于第二参考温度(例如，60℃)的状态下，为了通过减小热容量而迅速升温，如图5中的第二张图所示，仅仅与发动机缸盖40连接的第一出口12a打开，从而缩短用于升温所需要的时间、减少发动机的热量损失、提高燃料效率并且通过室内加热性能的改善而增强用户舒适性。

随后，在冷却剂的温度为第二参考温度(例如，60℃)或更高的状态下，即，当发动机缸体需要被冷却时，如图5中的第三张图所示，与发动机缸盖40连接的第一出口12a和与发动机缸体42连接的第二出口12b同时打开。

显然，从上述说明可以看出，通过根据驱动状态而选择性地打开或者关闭设置在水泵10处的多个出口12，冷却剂可以选择性地供应到需要被冷却的部分并且可以单独地冷却所述部分。因此，能够通过根据本发明的单个水泵10实现单独冷却，而单独冷却通常已经使用两个或者多个水泵执行，从而减少水泵的数量、降低制造成本和减轻重量，并且提高水泵组件的运行效率。

尽管出于说明的目的已公开了本发明的优选实施方案，但是本领域一般技术人员应当理解，各种修改、增加和替换是可能的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (7)

1.一种水泵，其包括：

多个出口，通过所述多个出口排出冷却剂；和

调节单元，其用于通过选择性地打开或关闭出口而调节冷却剂流动。

2.根据权利要求1所述的水泵，其中，所述出口包括与发动机缸盖连接的第一出口和与发动机缸体连接的第二出口。

3.根据权利要求2所述的水泵，其中，所述出口还包括旁路出口，所述旁路出口与需要与发动机分别冷却的辅助装置连接。

4.根据权利要求1所述的水泵，其中，所述调节单元包括旋转板，所述旋转板构造为围绕旋转轴旋转并且具有在与所述旋转轴间隔开的预定位置处形成的槽口，所述旋转板根据其旋转角度而选择性地使得所述槽口与所述出口连通，并且

所述出口沿着所述槽口的旋转路径设置。

5.根据权利要求4所述的水泵，其中，所述出口包括与发动机缸盖连接的第一出口和与发动机缸体连接的第二出口，所述第一出口和所述第二出口相对于所述旋转板的所述旋转轴对称地布置，并且

所述槽口包括第一槽口和第二槽口，所述第一槽口和所述第二槽口设置在对应于所述第一出口和所述第二出口的位置处。

6.根据权利要求5所述的水泵，其中，所述出口还包括在所述第一出口与所述第二出口之间沿着所述槽口的旋转路径设置的旁路出口，并且

所述第一槽口和所述第二槽口中的任意一个形成为沿着其旋转路径延伸的细长孔形状。

7.根据权利要求4所述的水泵，其中，所述调节单元还包括用于提供旋转力的致动器以及动力传输单元，所述动力传输单元连接在所述致动器与所述旋转板之间并且构造为向所述旋转板传递所述致动器的旋转力。