DE102008016056A1

DE102008016056A1 - Jet pump i.e. oil pump, for conveying operating medium and/or cooling medium in internal combustion engine i.e. diesel engine, of vehicle, has spin generator provided in flow of direction before or within region of mixing chamber

Info

Publication number: DE102008016056A1
Application number: DE200810016056
Authority: DE
Inventors: Emad Dr. Khalifa
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-01

Abstract

The pump has an inlet (1) i.e. nozzle (6), delivering a drive flow under a pressure, and an intake connection (2) intaking an intake flow. A mixing chamber (3) produces a mixture of both drive and intake flows, and an outlet (4) is downstream to the mixing chamber. A spin generator (5) is provided in a flow of direction before or within a region of the mixing chamber. A cylindrical-shaped section (7) is provided at an end of the nozzle, and the spin generator is attached at region of the cylindrical-shaped section of the nozzle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlpumpe zum Fördern von Arbeits- und/oder Kühlmedium in einem Arbeits- und/oder Kühlmediumkreislauf eines Fahrzeuges.The The invention relates to a jet pump for conveying work and / or cooling medium in a working and / or cooling medium circuit of a vehicle.

Strahlpumpen, auch Injektoren genannt, sind bekannt. Dabei wird über einen in die Strahlpumpe einströmenden Arbeits- und/oder Kühlmediumvolumenstrom (Treibstrom) ein zu förderndes Arbeits- und/oder Kühlmedium (Saugstrom), über einen Sauganschluss der Strahlpumpe vom Treibstrom angesaugt, mitgerissen, mit dem Treibstrom vermischt, wobei das Gemisch gleichzeitig beschleunigt und aus der Strahlpumpe heraus befördert wird. Die Durchmischung erfolgt in einer so genannten Mischkammer. In der Mischkammer überträgt der Treibstrom durch Impulsaustausch mit dem Saugstrom einen Teil seiner Bewegungsenergie an den Saugstrom.Jet pumps, also called injectors are known. It is about a flowing into the jet pump Working and / or cooling medium volume flow (Driving current) to be conveyed Working and / or cooling medium (Suction flow), over sucked a suction port of the jet pump from the motive flow, entrained, mixed with the motive stream, wherein the mixture accelerates simultaneously and out of the jet pump. The mixing takes place in a so-called mixing chamber. In the mixing chamber transmits the drive current by exchange of momentum with the suction flow a part of its kinetic energy to the suction flow.

Derartige Pumpen weisen keinerlei bewegliche Bauteile sowie nur eine geringe mechanische Beanspruchung auf. Sie sind somit ideal für den Einsatz in wartungsarmen Komponenten wie beispielsweise hydrodynamischen Maschinen in Fahrzeugen, wie Last- und Schienenfahrzeugen geeignet. Beispielsweise kann eine solche Strahlpumpe in einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs eingesetzt werden, wo sie eine vorhandene Ölpumpe unterstützt.such Pumps have no moving parts and only a small one mechanical stress on. They are therefore ideal for use in low-maintenance components such as hydrodynamic Machines in vehicles, such as trucks and rail vehicles suitable. For example, such a jet pump in a cooling circuit a vehicle where it supports an existing oil pump.

Der Wirkungsgrad einer Strahlpumpe hängt hierbei stark von der Höhe der Drücke und Volumenströme der Treib- und Saugströme, die die Strahlpumpe durchströmen, ab. Diese werden durch die entsprechende Ausgestaltung der einzelnen Komponenten, wie zum Beispiel der Mischkammer, entscheidend beeinflusst.Of the Efficiency of a jet pump depends here strong from the height the pressures and volume flows the motive and suction flows, which flow through the jet pump, from. These are determined by the appropriate design of the individual Components, such as the mixing chamber, decisively influenced.

Bisherige Strahlpumpen haben den Nachteil, dass diese relativ groß bauend ausgeführt werden müssen, da zum einen durch eine relativ lange Mischkammer eine gute Durchmischung von Treib- und Saugstrom erreicht wird und zusätzlich durch einen relativ langen Auslass, der als Diffusor ausgebildet sein kann, eine Strömungsablösung in der Strahlpumpe vermieden wird. Dies bedeutet aber, dass bei Verkürzung der Baulänge der Strahlpumpe und insbesondere der Mischkammer und/oder des Diffusors der Wirkungsgrad der Strahlpumpe schlechter wird.Previous Jet pumps have the disadvantage that they are relatively large accomplished Need to become, because on the one hand by a relatively long mixing chamber a good mixing Of driving and suction flow is achieved and additionally by a relative long outlet, which may be formed as a diffuser, a flow separation in the jet pump is avoided. This means that when shortening the overall length the jet pump and in particular the mixing chamber and / or the diffuser of the Efficiency of the jet pump is worse.

In der Vergangenheit wurden Versuche unternommen, den Wirkungsgrad der Strahlpumpe zu verbessern, indem die Baulänge im Wesentlichen beibehalten wurde, die Längenproportionen von Mischkammer und Diffusor jedoch verändert wurden. Die Verkürzung des Diffusors brachte jedoch stets die Gefahr der Strömungsablösung im Bereich des Auslasses der Strahlpumpe, wodurch der Druck am Ausgang der Strahlpumpe kleiner wurde und der Wirkungsgrad sank.In In the past, attempts were made to increase the efficiency to improve the jet pump by maintaining the overall length substantially became, the length proportions However, the mixing chamber and diffuser were changed. The shortening of the However, diffusers always brought the risk of flow separation in the Area of the outlet of the jet pump, reducing the pressure at the outlet the jet pump became smaller and the efficiency decreased.

Besonders in Fahrzeugen sind aber kompakte Komponenten erwünscht, da zum einen der Bauraum eingeschränkt ist und zum anderen geringere Baulängen auch einen Gewichtsvorteil und somit eine deutliche Kraftstoffeinsparung mit sich bringen. Trotz aller Anstrengungen konnte bis heute keine zufrieden stellende Lösung für dieses Problem gefunden werden.Especially In vehicles but compact components are desirable because on the one hand, the space limited is and on the other hand smaller lengths also a weight advantage and thus bring a significant fuel economy. In spite of Efforts to date have not been able to find a satisfactory solution for this Problem can be found.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlpumpe zum Fördern von Arbeits- und/oder Kühlmedium in einem Arbeits- und/oder Kühlmediumkreislauf eines Fahrzeuges anzugeben, welche hinsichtlich der genannten Probleme verbessert ist. Insbesondere soll die Strahlpumpe effizienter werden, indem der Saugvolumenstrom vergrößert wird und somit eine Verbesserung des Wirkungsgrades unter Beibehaltung der nahezu gleichen Baulänge erreicht wird. Insbesondere soll durch den erhöhten Saugvolumenstrom eine im Arbeits- und/oder Kühlmediumkreislauf eines Fahrzeugs vorhandene Ölpumpe durch die Strahlpumpe unterstützt werden, so dass die Ölpumpe baulich wesentlich kleiner oder eine Ölpumpe mit geringerer Leistung eingesetzt werden kann.Of the present invention is based on the object, a jet pump to promote of working and / or cooling medium in a working and / or cooling medium circuit indicate a vehicle, which in terms of the problems mentioned is improved. In particular, the jet pump should become more efficient, by increasing the suction volume flow and thus an improvement in the efficiency while maintaining the almost same length is reached. In particular, should by the increased suction flow a in the working and / or cooling medium circuit a vehicle existing oil pump be supported by the jet pump, so the oil pump structurally much smaller or an oil pump with lower power can be used.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Strahlpumpe gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.The inventive task is achieved by a jet pump according to the independent claim solved. The dependent ones claims represent preferred embodiments of the invention.

Die Erfinder haben erkannt, dass die Baulänge der Strahlpumpe dadurch beibehalten werde kann, indem die Mischkammer in Strömungsrichtung länger und der Diffusor kürzer ausgeführt wird, wobei in die Strahlpumpe ein Drallerzeuger eingebracht wird, welcher eine bessere Durchmischung von Treib- und Saugstrom gewährleistet und eine Strömungsablösung verhindert. Gleichzeitig erhöht sich damit der Druck am Ausgang der Strahlpumpe. Dem im Wesentlichen in Längsrichtung der Strahlpumpe durch die Strahlpumpe strömenden Treibstrom wird eine Drallbewegung überlagert. Dazu wird je nach Ausbildung des Drallerzeugers ein Teil beziehungsweise der gesamte Teilstrom im Wesentlichen in Umfangsrichtung umgelenkt. Dabei spielt die Verteilung der Bewegungsenergie der Strömung eine Rolle, wobei besonders bei turbulenten Strömungen der Treibstrom große und kleine Wirbel mit sich führt. Dabei tragen die großen Wirbel einen Großteil der kinetischen Energie. Wird nun ein Drall in die Strömung eingebracht, so tragen auch die kleinen Wirbel mehr Bewegungsenergie, so dass kleine und große Wirbel kinetische Energie tragen. Somit wird insgesamt das Größenspektrum der Bewegungsenergie der Strömung vergrößert, wobei damit die Anzahl von Wellen, welche die Energie tragen, gemeint ist und dadurch der Drall vergrößert. Der Treibstrom erhält ein breiteres Größenspektrum.The inventors have recognized that the length of the jet pump can be maintained by making the mixing chamber longer in the flow direction and the diffuser shorter, wherein in the jet pump, a swirl generator is introduced, which ensures a better mixing of motive and suction flow and a flow separation prevented. At the same time, this increases the pressure at the outlet of the jet pump. The swirling movement is superimposed on the motive flow flowing essentially in the longitudinal direction of the jet pump through the jet pump. For this purpose, depending on the design of the swirl generator, a part or the entire partial flow is deflected substantially in the circumferential direction. In this case, the distribution of the kinetic energy of the flow plays a role, whereby, especially in turbulent flows, the driving current leads large and small vortices with it. The large vortexes carry a large part of the kinetic energy. Now, if a twist is introduced into the flow, so also carry the small vortex more kinetic energy, so that small and large vortex carry kinetic energy. Thus, overall, the magnitude spectrum of kinetic energy of the flow is increased, thereby meaning the number of waves carrying the energy, and thereby the swirl increases. The drive current gets a wider range of sizes.

Eine erfindungsgemäße Strahlpumpe weist einen Einlass zum Zuführen eines unter Druck stehenden Treibstromes sowie einen Sauganschluss zum Ansaugen eines Saugstromes auf. Weiterhin ist eine Mischkammer zum Herstellen eines Gemisches aus den beiden Strömen (Treib- und Saugstrom) sowie ein der Mischkammer nachgeschalteter Auslass vorgesehen. In Strömungsrichtung vor oder im Bereich der Mischkammer ist ein Drallerzeuger vorgesehen.A jet pump according to the invention has an inlet for feeding a pressurized drive stream and a suction port to Suction of a suction flow. Furthermore, a mixing chamber for Preparation of a mixture of the two streams (motive and suction flow) and provided downstream of the mixing chamber outlet. In flow direction Before or in the mixing chamber, a swirl generator is provided.

Dies bedeutet, dass der Drallerzeuger beispielsweise auch im Einlass stromab des Treibstromes oder bereits in einer Zuführleitung zum Einlass der Strahlpumpe angeordnet sein kann. Auch ist es denkbar, dass ein solcher Drallerzeuger im Bereich des Sauganschlusses angeordnet sein kann. Weiterhin kann sich ein solcher Drallerzeuger auch in den Bereich der Mischkammer und/oder des Auslasses erstrecken.This means that the swirl generator, for example, in the inlet downstream of the motive flow or already in a supply line can be arranged to the inlet of the jet pump. It is also conceivable that such a swirl generator arranged in the region of the suction port can be. Furthermore, such a swirl generator can also in extend the region of the mixing chamber and / or the outlet.

Besonders bevorzugt ist der Einlass der Strahlpumpe als Düse ausgeführt oder bildet eine solche aus. Dabei kann es sich beispielsweise um eine stetig verjüngende Düse handeln, wobei sich der Durchmesser in Strömungsrichtung des Treibstromes verjüngt. Hierdurch wird die Geschwindigkeit des Treibstromes erhöht, so dass sich der Impuls des Treibstromes vergrößert, der den Impulsaustausch zwischen Treib- und Saugstrom verbessert, was schließlich zu einem größeren Wirkungsgrad der Strahlpumpe beiträgt.Especially Preferably, the inlet of the jet pump is designed as a nozzle or forms such out. This may be, for example, a continuously tapered nozzle, wherein the diameter in the flow direction of the drive current rejuvenated. As a result, the speed of the drive current is increased, so that the momentum of the drive current increases, the momentum exchange between Drive and suction improved, eventually leading to greater efficiency the jet pump contributes.

Vorzugsweise weist die Düse an ihrem einen Ende einen zylinderförmigen Abschnitt (in Längsrichtung der Strahlpumpe gesehen) auf, der vom Treibstrom umströmt ist. Dieser Abschnitt kann aber – in einem Axialschnitt durch die Längsachse der Strahlpumpe – auch eine von der Rechteckform abweichende Querschnittsfläche aufweisen, also beispielsweise konisch ausgebildet sein.Preferably has the nozzle at its one end a cylindrical portion (in the longitudinal direction the jet pump seen), which is flowed around by the motive flow. However, this section can - in an axial section through the longitudinal axis the jet pump - too have a different cross-sectional area from the rectangular shape, so be conical, for example.

Vorteilhaft ist der Drallerzeuger im Bereich des zylindrischen Abschnitts der Düse angebracht oder einteilig mit der Düse ausgeführt. Mit Vorteil weist der Drallerzeuger eine Vielzahl von Umlenkschaufeln auf. Die Umlenkschaufeln können beispielsweise direkt in die Düse, bevorzugt in den Bereich des zylinderförmigen Abschnitts eingearbeitet sein – beispielsweise mittels eines Umform- oder zerspanenden Prozesses. Auch können die Umlenkschaufeln jeweils als separates Teil gefertigt werden und anschließend in den zylinderförmigen Abschnitt der Düse eingebracht und fixiert werden. Bevorzugt liegt die Breite der Umlenkschaufeln im Bereich von einem 20stel des geringsten Einlassdurchmessers, beispielsweise dem zylindrischen Teil der Düse ohne Umlenkschaufeln. Natürlich ist es denkbar, eine Düse vorzusehen, die frei ist von einem zylinderförmigen Abschnitt, wobei der Drallerzeuger eine solche Außenkontur aufweisen kann, dass Letzterer der Innenkontur der Düse beziehungsweise des Einlasses entspricht. Durch eine solche Konus-Verbindung wird somit keine weitere Fixierung des Drallerzeugers benötigt, da dieser über Kraft- und/oder Formschluss im Inneren der Düse fixiert ist. Auch andere Arten der Fixierung, zum Beispiel durch Kraft-, Form- oder Stoffschluss, sind denkbar.Advantageous is the swirl generator in the region of the cylindrical portion of Nozzle attached or in one piece with the nozzle executed. Advantageously, the swirl generator has a plurality of turning vanes on. The turning vanes can for example, directly into the nozzle, preferably be incorporated in the region of the cylindrical portion - for example by means of a forming or machining process. Also, the Deflection blades are each manufactured as a separate part and subsequently in the cylindrical Section of the nozzle be introduced and fixed. Preferably, the width of the turning vanes is in the range of one-twentieth of the smallest inlet diameter, for example the cylindrical part of the nozzle without turning vanes. Naturally it is conceivable a nozzle to be provided, which is free of a cylindrical portion, wherein the Swirl generator such an outer contour may have, that the latter of the inner contour of the nozzle or corresponds to the inlet. By such a cone connection is thus no further fixation of the swirl generator is required, since this and / or positive connection is fixed in the interior of the nozzle. Others too Types of fixation, for example by force, form or material bond, are conceivable.

Die Umlenkschaufeln des Drallerzeugers weisen vorteilhaft einen stromlinienförmigen Querschnitt auf. Es ist denkbar, geeignete Aktuatoren vorzusehen, womit der Querschnitt und somit das Strömungsprofil der einzelnen Umlenkschaufeln des Drallerzeugers veränderbar sind. Hierbei können beispielsweise gezielt verformbare Werkstoffe zum Einsatz kommen. Statt der Veränderung des Querschnitts beziehungsweise der Hüllkurve der Umlenkschaufeln ist es auch denkbar, die Umlenkschaufeln lediglich verstellbar auszuführen.The Deflection vanes of the swirl generator advantageously have a streamlined cross section on. It is conceivable to provide suitable actuators, whereby the Cross section and thus the flow profile the individual turning vanes of the swirl generator changeable are. Here you can For example, specifically deformable materials are used. Instead of change of the cross section or the envelope of the deflecting vanes It is also conceivable to perform the deflecting blades only adjustable.

Die Umlenkschaufeln können um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Strahlpumpe verläuft, gewölbt sein, so dass die axiale Bewegungskomponente im wesentlichen in eine Umfangskomponente abgelenkt wird, so dass der Treib- und/oder Saugstrom beispielsweise spiralförmig um die Längsachse der Strahlpumpe abgelenkt wird. Bei der Ausgestaltung des Drallerzeugers kommt es somit darauf an, dass der axialen Bewegungskomponente im Wesentlichen eine radiale Bewegungskomponente überlagert wird, beziehungsweise der in Längsrichtung der Strahlpumpe strömende Treibstrom im Wesentlichen radial nach innen in Richtung auf die Längsachse der Strahlpumpe hin umgelenkt wird.The Turning vanes can about an axis substantially perpendicular to the longitudinal axis of the Jet pump runs, domed be such that the axial movement component substantially in one Peripheral component is deflected so that the motive and / or suction flow for example, spiral around the longitudinal axis the jet pump is deflected. In the design of the swirl generator comes It is therefore important that the axial component of motion substantially a radial component of motion is superimposed, respectively in the longitudinal direction the jet pump is flowing Driving current substantially radially inward toward the longitudinal axis the jet pump is deflected out.

Auch ist es denkbar, den Drallerzeuger um die Längsachse der Strahlpumpe drehbar zu lagern oder sogar einen Freilauf vorzusehen. Weiterhin wäre es denkbar, den Drallerzeuger zum Steuern der Intensität des Dralles in Längsrichtung der Strahlpumpe verschiebbar auszuführen.Also it is conceivable, the swirl generator rotatable about the longitudinal axis of the jet pump to store or even provide a freewheel. Furthermore, it would be conceivable the swirl generator for controlling the intensity of the swirl in the longitudinal direction the jet pump slidably perform.

Besonders vorteilhaft ist der Auslass als Diffusor ausgeführt oder bildet einen solchen aus. Vorteilhaft liegt der Öffnungswinkel des Diffusors im Bereich von 0 bis 8 Grad. Aber auch andere Öffnungswinkel sind denkbar.Especially Advantageously, the outlet is designed as a diffuser or forms such out. Advantageously, the opening angle of the diffuser in the range of 0 to 8 degrees. But also other opening angles are conceivable.

Mit Vorteil sind die Mischkammer und der Diffusor einteilig ausgebildet. Dies ermöglicht gleichzeitig eine einfachere Herstellung sowie die Reduzierung von Bauteilen. Es wäre jedoch auch denkbar, die Düse beziehungsweise den Einlass, die Mischkammer sowie den Diffusor beziehungsweise den Auslass ebenfalls einteilig auszubilden. Stattdessen können jedoch auch alle Teile einzeln hergestellt und zu einer Strahlpumpe montiert werden.Advantageously, the mixing chamber and the diffuser are integrally formed. At the same time, this makes it easier to produce and reduce components. However, it would also be conceivable also to form the nozzle or the inlet, the mixing chamber and the diffuser or the outlet in one piece. Instead However, all parts can be manufactured individually and assembled into a jet pump.

Die erfindungsgemäße Strahlpumpe kann beispielsweise in einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs zur Unterstützung der Ölpumpe angeordnet sein. Auch ist es denkbar, eine Strahlpumpe in einem Arbeitsmediumkreislauf eines Fahrzeuges einzusetzen, wobei die Strahlpumpe in diesem Fall eine vorhandene Pumpe, insbesondere Ölpumpe oder eine Pumpwirkung aufweisende Komponente, beispielsweise eine hydrodynamische Komponente und insbesondere eine hydrodynamische Kupplung, einen hydrodynamischen Wandler oder einen hydrodynamischen Retarder unterstützen kann. Auch ist ein Einsatz in hydrodynamischen Mehrkreislaufgetrieben, Wandlergetrieben oder Turbogetrieben denkbar. In diesen Fällen kann die vorhandene Pumpe baulich beziehungsweise leistungsmäßig deutlich kleiner ausgebildet sein, so dass neben der Bauraumeinsparung besonders beim Einsatz in Fahrzeugen auch eine Gewichts- und insbesondere eine Kraftstoffeinsparung erzielt wird. Dieses Down-Sizing der Ölpumpe ist auf den erhöhten Saugvolumenstrom, der durch das Einbringen des Drallerzeugers erzielbar ist, zurückzuführen. Ferner ist es denkbar, eine solche Strahlpumpe auch in kombinierten Arbeits- und/oder Kühlkreisläufen eines Fahrzeugs einzusetzen, wobei in diesem Fall das Arbeitsmedium einer hydrodynamischen Komponente über den Kühlkreislauf des Fahrzeugs gekühlt wird und diese somit eine Einheit darstellen.The jet pump according to the invention For example, in a cooling circuit a vehicle for support the oil pump be arranged. It is also conceivable, a jet pump in a working medium circuit to use a vehicle, the jet pump in this case an existing pump, in particular oil pump or a pumping action having component, for example, a hydrodynamic component and in particular a hydrodynamic coupling, a hydrodynamic coupling Converter or a hydrodynamic retarder can support. It is also used in hydrodynamic multi-circuit transmissions, Conversion gears or turbo gears conceivable. In these cases can the existing pump structurally or performance significantly be made smaller, so that in addition to the space savings especially when used in vehicles also a weight and in particular a fuel saving is achieved. This down-sizing of the oil pump is on the raised Suction volume flow, which can be achieved by introducing the swirl generator, due. Further It is conceivable, such a jet pump in combined work and / or Cooling circuits of a Use vehicle, in which case the working fluid of a hydrodynamic Component over the cooling circuit the vehicle cooled and thus they represent a unity.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den beigefügten Figuren exemplarisch erläutert werden.The Invention will be described below by way of examples and the accompanying figures by way of example explained become.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs eines Fahrzeugs mit einer Strahlpumpe. 1 a schematic representation of a cooling circuit of a vehicle with a jet pump.

2 eine schematische Darstellung der Strahlpumpe in einem Ölkreislauf eines Fahrzeuges gemäß der 1. 2 a schematic representation of the jet pump in an oil circuit of a vehicle according to the 1 ,

3 eine schematische Darstellung eines Arbeitsmediumkreislaufs eines Fahrzeuges mit einem Turbogetriebe und einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe. 3 a schematic representation of a working medium circuit of a vehicle with a turbo transmission and a jet pump according to the invention.

4 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Strahlpumpe. 4 a section through a jet pump according to the invention.

5 eine vergrößerte Detailansicht der 4. 5 an enlarged detail view of the 4 ,

6 ein Diagramm in dem der Saugvolumenstrom sowie der Druck nach dem Injektor über der Wandlung dargestellt ist. 6 a diagram in which the suction volume flow and the pressure after the injector is shown on the conversion.

7 den Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe im Verhältnis zur Wandlung. 7 the efficiency of a jet pump according to the invention in relation to the conversion.

In 4 ist eine erfindungsgemäße Strahlpumpe gezeigt. Diese weist einen Einlass 1 für einen Treibstrom eines Kühlmediums- und/oder Arbeitsmediums auf. In Strömungsrichtung hinter dem Einlass 1 ist eine Düse 6 angeordnet. Die Düse 6 kann vom Einlass 1 ausgebildet sein. Die Düse 6 mündet in eine Mischkammer 3. Im Bereich der Düse 6 sind mehrere Sauganschlüsse 2 vorgesehen, die in leitender Verbindung mit einem Saugstrom, beispielsweise dem in einem Ölsumpf befindlichen Arbeitsmedium einer hydrodynamischen Maschine stehen.In 4 a jet pump according to the invention is shown. This has an inlet 1 for a motive flow of a cooling medium and / or working medium. In the flow direction behind the inlet 1 is a nozzle 6 arranged. The nozzle 6 can from the inlet 1 be educated. The nozzle 6 flows into a mixing chamber 3 , In the area of the nozzle 6 are several suction connections 2 provided, which are in conductive connection with a suction flow, for example, located in an oil sump working fluid of a hydrodynamic machine.

Die Mischkammer ist vorliegend zylinderförmig ausgeführt. Sie ist von großer axialer Erstreckung. Stromab der Mischkammer 3 ist ein Diffusor 9 angeordnet. Der Diffusor 9 weist einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Durchmesser auf. Der Diffusor 9 kann einteilig mit einem Auslass 4 zum Abführen des in der Mischkammer 3 hergestellten Gemisches aus Treib- und Saugstrom ausgeführt sein.The mixing chamber is in the present case designed cylindrical. It is of great axial extent. Downstream of the mixing chamber 3 is a diffuser 9 arranged. The diffuser 9 has a diameter that widens in the flow direction. The diffuser 9 Can be made in one piece with an outlet 4 for discharging the in the mixing chamber 3 be prepared mixture of motive and suction flow.

Die Düse 6 bildet vorliegend einen zylinderförmigen Abschnitt 7 aus. Der zylinderförmige Abschnitt 7 weist auf dessen radial innerer Oberfläche einen Drallerzeuger 5 auf. Der Drallerzeuger 5 umfasst eine Vielzahl von Umlenkschaufeln 8, welche derart geformt sind, dass sie den in Axialrichtung verlaufenden Treibstrom im Wesentlichen in Umfangsrichtung ablenken. Durch die Erzeugung dieses Dralles im Treib- und/oder Saugstrom wird die Durchmischung des vom Treibstrom mitgerissenen Saugstroms verbessert.The nozzle 6 in the present case forms a cylindrical section 7 out. The cylindrical section 7 has on the radially inner surface of a swirl generator 5 on. The swirl generator 5 includes a plurality of turning vanes 8th which are shaped to deflect the axially extending motive flow substantially in the circumferential direction. By generating this swirl in the motive and / or suction flow, the mixing of the suction flow entrained by the motive flow is improved.

Die Durchmischung wird durch die relativ lang ausgeführte zylinderförmige Mischkammer 3 begünstigt. Gleichzeitig erhöht sich der Druck am Auslass 4 der Strahlpumpe und somit auch der Wirkungsgrad. Durch die bessere Vermischung kann der Diffusor 9 deutlich kürzer ausgeführt werden, so dass von den Verhältnissen die gleiche Baulänge der Strahlpumpe beibehalten werden kann.The mixing is through the relatively long running cylindrical mixing chamber 3 favored. At the same time, the pressure at the outlet increases 4 the jet pump and thus the efficiency. By better mixing, the diffuser 9 be made significantly shorter, so that the same length of the jet pump can be maintained by the ratios.

Die 5 stellt eine Detailansicht der 4 dar, wobei die Form der Umlenkschaufeln 8 deutlicher wird. Diese sind im Wesentlichen um eine Achse, die senkrecht zur Längsachse der Strahlpumpe verläuft, abgelenkt beziehungsweise gekrümmt. Dabei ist die einzelne Umlenkschaufel 8 konkav in Bezug auf die Achse gekrümmt, das heißt, die beiden Enden der Umlenkschaufel 8 weisen im Wesentlichen in Richtung auf die Achse, die senkrecht zur Längsachse der Strahlpumpe verläuft, hin. Vorliegend sind die Umlenkschaufeln derart ausgerichtet, dass sich ein Rechtsdrall der Strömung ergibt, so dass der Treibstrom im Wesentlichen im Uhrzeigersinn abgelenkt wird. Es ist auch eine Anordnung der Umlenkschaufeln 8 denkbar, so dass eine Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgt.The 5 provides a detailed view of the 4 where the shape of the turning vanes 8th becomes clearer. These are essentially deflected or curved about an axis that runs perpendicular to the longitudinal axis of the jet pump. Here is the single turning vane 8th curved concavely with respect to the axis, that is, the two ends of the turning vane 8th have substantially in the direction of the axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the jet pump out. In the present case, the deflection vanes are aligned in such a way that a right-handed twist of the flow results, so that the drive flow is substantially in the clockwise direction is distracted. It is also an arrangement of the turning vanes 8th conceivable, so that a movement takes place counterclockwise.

Dabei ist aus 5 entnehmbar, dass die Umlenkschaufeln 8 an der Innenseite der Düse 6 und bevorzugt im Bereich des zylinderförmigen Abschnitts 7 in die Düse 6 eingearbeitet sind oder an dieser angebracht sind.It is off 5 removable, that the turning vanes 8th on the inside of the nozzle 6 and preferably in the region of the cylindrical portion 7 in the nozzle 6 are incorporated or attached to this.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die Mischkammer 3 deutlich länger und der Diffusor 9 deutlich verkürzt ausgeführt werden, wobei durch Drallerzeugung dieselbe Baulänge beibehalten werden kann, wie dies bei Strahlpumpen gemäß dem Stand der Technik der Fall ist.By the solution according to the invention, the mixing chamber 3 much longer and the diffuser 9 be made significantly shortened, with the same length can be maintained by swirl generation, as is the case with jet pumps according to the prior art.

1 zeigt einen Kühlkreislauf eines Fahrzeugs in schematischer Darstellung. Dabei ist eine Verbrennungskraftmaschine 10, vorliegend als Dieselmotor ausgeführt, vorgesehen, welche eine verstellbare Ölpumpe 18 antreibt, wobei das von dieser geförderte Kühlmedium einen Motor 11, der vorliegend als Hydromotor ausgebildet ist, antreibt, wobei der Motor 11 wiederum einen Lüfter 12 antreibt. Weiterhin ist ein Ölbehälter 13, umfassend einen Ölfilter 14 und eine Strahlpumpe 15 im Kühlkreislauf vorgesehen. Weiterhin ist ein Bypass 16 zur Umgehung des Ölbehälters und der Strahlpumpe 15 vorgesehen. Die aufgezählten Bauteile liegen der Reihenfolge nach in Strömungsrichtung hintereinander. Vorliegend ist das Kühlmedium Öl. 1 shows a cooling circuit of a vehicle in a schematic representation. This is an internal combustion engine 10 , in the present case designed as a diesel engine, provided which an adjustable oil pump 18 drives, with the subsidized by this cooling medium a motor 11 , which in the present case is designed as a hydraulic motor, drives, wherein the engine 11 turn a fan 12 drives. Furthermore, an oil tank 13 comprising an oil filter 14 and a jet pump 15 provided in the cooling circuit. Furthermore, there is a bypass 16 to bypass the oil tank and the jet pump 15 intended. The listed components are sequential in the flow direction one behind the other. In the present case, the cooling medium is oil.

Die 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ölbehälters 13, wobei der Ölfilter 14 sowie die Strahlpumpe 15 erkennbar sind. Letztere ist dabei unterhalb des Ölspiegels in das Öl getaucht, so dass wenigstens ein Sauganschluss 17 sich im Öl befindet. Weiterhin ist ein Leckölanschluss 19 erkennbar, der in den Ölbehälter 13 mündet. Hierdurch wird das insbesondere vom Motor 11 sowie von der Ölpumpe 18 anfallende Lecköl in den Ölbehälter 13 zurückgeführt und durch die Sauganschlüsse 17 in die Strahlpumpe 15 angesaugt.The 2 shows an enlarged view of the oil tank 13 , where the oil filter 14 as well as the jet pump 15 are recognizable. The latter is submerged below the oil level in the oil, so that at least one suction port 17 is in the oil. Furthermore, there is a leak oil connection 19 recognizable in the oil tank 13 empties. This is the particular of the engine 11 as well as from the oil pump 18 accumulating leak oil in the oil reservoir 13 returned and through the suction ports 17 in the jet pump 15 sucked.

In der 3 sind schematisch ein Arbeitsmedium- und ein Kühlkreislauf eines Fahrzeuges mit einem Turbogetriebe 20 und einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe 15 dargestellt. Die verstellbare Ölpumpe 18 ist innerhalb des Turbogetriebes 20 angeordnet. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß den 1 und 2 befindet sich die erfindungsgemäße Strahlpumpe 15 außerhalb eines Ölsumpfes. Das Turbogetriebe 20 umfasst mehrere hydrodynamische Komponenten 21, wobei Letztere sowie die Ölpumpe 18 und der Injektor 15 in einem gemeinsamen Kühl- und Arbeitsmediumkreislauf angeordnet sind. Vorliegend ist der Einlass 1 der Strahlpumpe 15 mit den Auslässen 22 der hydrodynamischen Komponenten 21 sowie der Auslass 4 der Strahlpumpe 15 mit den Einlässen 23 der hydrodynamischen Komponenten 21 mediumleitend verbunden. Der Sauganschluss 17 der Strahlpumpe 15 steht in leitender Verbindung mit einem Auslass 24 der Ölpumpe 18. Der aus den Auslässen 22 der hydrodynamischen Komponenten 21, welche vorliegend als hydrodynamische Wandler ausgebildet sind, austretende Arbeits- und Kühlmediumvolumenstrom bildet den Treibstrom für die Strahlpumpe 15. Dadurch wird die Pumpwirkung der hydrodynamischen Komponenten 21 unterstützt, so dass insbesondere die Ölpumpe 18 baulich kleiner beziehungsweise geringer in der Leistung ausgeführt werden kann.In the 3 schematically are a Arbeitsmedium- and a cooling circuit of a vehicle with a turbo transmission 20 and a jet pump according to the invention 15 shown. The adjustable oil pump 18 is inside the turbo gearbox 20 arranged. In contrast to the embodiment according to the 1 and 2 is the jet pump according to the invention 15 outside of an oil sump. The turbo transmission 20 includes several hydrodynamic components 21 , the latter as well as the oil pump 18 and the injector 15 are arranged in a common cooling and working medium circuit. In the present case is the inlet 1 the jet pump 15 with the outlets 22 the hydrodynamic components 21 as well as the outlet 4 the jet pump 15 with the inlets 23 the hydrodynamic components 21 connected medium conductively. The suction connection 17 the jet pump 15 is in a conductive connection with an outlet 24 the oil pump 18 , The one from the outlets 22 the hydrodynamic components 21 , which are presently designed as a hydrodynamic converter, exiting working and cooling medium volume flow forms the drive current for the jet pump 15 , As a result, the pumping action of the hydrodynamic components 21 supported, so in particular the oil pump 18 structurally smaller or lower in the performance can be performed.

In der 6 ist in einem Diagramm der Druck nach der Strahlpumpe 15, also am Auslass dieser sowie der Saugvolumenstrom am Sauganschluss der Strahlpumpe über der Wandlung dargestellt. Die Wandlung gibt hierbei das Verhältnis zwischen der Drehzahl eines Sekundärrades (Turbinenrad) und der Drehzahl eines Primärrades (Pumpenrad) einer hydrodynamischen Komponente, beispielsweise eines hydrodynamischen Wandlers oder einer Kupplung an. Die ersten drei Kurven 25.1, 25.2, 25.3 stellen den Druck nach dem Auslass der Strahlpumpe in Abhängigkeit der Wandlung dar, wobei die Kurve 25.1 eine Strahlpumpe gemäß dem Stand der Technik darstellt. Die Kurve 25.2 steht für eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Strahlpumpe, wobei die ursprüngliche Gesamtlänge der Strahlpumpe beibehalten wurde, lediglich die Mischkammer verlängert und der Diffusor verkürzt worden ist. Die Kurve 25.3 stellt eine Weiterentwicklung der letztgenannten, gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Strahlpumpe dar, wobei zusätzlich ein erfindungsgemäßer Drallerzeuger in die Strahlpumpe eingebaut ist. Wie aus den drei Kurven entnehmbar ist, weist die gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ausführung ohne Drallerzeuger den höchsten Druck auf.In the 6 is a diagram of the pressure after the jet pump 15 , So at the outlet of this and the suction volume flow at the suction port of the jet pump over the conversion shown. The conversion indicates the ratio between the rotational speed of a secondary wheel (turbine wheel) and the rotational speed of a primary wheel (impeller) of a hydrodynamic component, for example a hydrodynamic converter or a clutch. The first three curves 25.1 . 25.2 . 25.3 represent the pressure after the outlet of the jet pump depending on the conversion, the curve 25.1 represents a jet pump according to the prior art. The curve 25.2 represents an improved over the prior art jet pump, the original overall length of the jet pump was maintained, only the mixing chamber extended and the diffuser has been shortened. The curve 25.3 represents a further development of the latter, compared to the prior art improved jet pump, wherein additionally an inventive swirl generator is installed in the jet pump. As can be seen from the three curves, the improved over the prior art design without swirl generator on the highest pressure.

Analog dazu zeigen die Kurven 26.1 bis 26.3 den Saugvolumenstrom in Litern pro Sekunde der drei Strahlpumpen, wobei die Endziffern den oberen Bezeichnungen entsprechen. Aus den Kurvenverläufen ist entnehmbar, dass die erfindungsgemäße Strahlpumpe, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und einen Drallerzeuger aufweist, einen deutlich besseren Saugvolumenstrom erzielt, als die beiden übrigen Ausführungsformen.Analogously, the curves show 26.1 to 26.3 the suction volume flow in liters per second of the three jet pumps, the final digits corresponding to the upper designations. From the curves it can be seen that the jet pump according to the invention, which is improved over the prior art and has a swirl generator, achieves a significantly better suction volume flow than the other two embodiments.

In der 7 ist der Wirkungsgrad über der Wandlung dargestellt. Es sind insgesamt drei Kurven 27.1 (Strahlpumpe gemäß dem Stand der Technik), 27.2 (Strahlpumpe mit verschobenen Längenproportionen der Mischkammer und des Diffusors) und 27.3 (erfindungsgemäße Strahlpumpe mit Drallerzeuger). Auffallend ist, dass der Wirkungsgrad einer herkömmlichen Strahlpumpe sich sehr sprunghaft in Abhängigkeit der Wandlung ändert (Kurve 27.1). Hingegen weisen die beiden Kurven 27.2 und 27.3 einen viel stetigeren und konstanteren Verlauf in Abhängigkeit der Änderung der Wandlung auf. Dank des Drallerzeugers weist die erfindungsgemäße Strahlpumpe qualitativ den besten Wirkungsgradverlauf in Abhängigkeit der Wandlung auf.In the 7 the efficiency over the conversion is shown. There are a total of three curves 27.1 (Jet pump according to the prior art), 27.2 (Jet pump with shifted length proportions of the mixing chamber and the diffuser) and 27.3 (inventive jet pump with swirl generator). It is striking that the efficiency of a conventional jet pump changes very rapidly as a function of the conversion (curve 27.1 ). Hinge conditions show the two curves 27.2 and 27.3 a much more stable and constant course depending on the change in the conversion. Thanks to the swirl generator, the jet pump according to the invention has qualitatively the best efficiency curve as a function of the conversion.

11: Einlassinlet
22: Sauganschlusssuction
33: Mischkammermixing chamber
44: Auslassoutlet
55: Drallerzeugerswirl generator
66: Düsejet
77: zylinderförmiger Abschnittcylindrical section
88th: Umlenkschaufelturning vane
99: Diffusordiffuser
1010: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1111: Motorengine
1212: LüfterFan
1313: Ölbehälteroilcontainer
1414: Ölfilteroil filter
1515: Strahlpumpejet pump
1616: Bypassbypass
1717: Saugöffnungsuction opening
1818: verstellbare Ölpumpeadjustable oil pump
1919: LeckölanschlussDrain port
2020: Turbogetriebeturbo transmission
2121: hydrodynamische Komponentehydrodynamic component
2222: Einlass der hydrodynamischen Komponenteinlet the hydrodynamic component
2323: Auslass der hydrodynamischen Komponenteoutlet the hydrodynamic component
2424: Auslass der Ölpumpeoutlet the oil pump
25.125.1: Kurve Strahlpumpe gemäß Stand der TechnikCurve Jet pump according to state of the technique
25.225.2: Kurve modifizierte StrahlpumpeCurve modified jet pump
25.325.3: Kurve erfindungsgemäße StrahlpumpeCurve jet pump according to the invention
26.126.1: Kurve Strahlpumpe gemäß Stand der TechnikCurve Jet pump according to state of the technique
26.226.2: Kurve modifizierte StrahlpumpeCurve modified jet pump
26.326.3: Kurve erfindungsgemäße StrahlpumpeCurve jet pump according to the invention
27.127.1: Kurve Strahlpumpe gemäß Stand der TechnikCurve Jet pump according to state of the technique
27.227.2: Kurve modifizierte StrahlpumpeCurve modified jet pump
27.327.3: Kurve erfindungsgemäße StrahlpumpeCurve jet pump according to the invention

Claims

Jet pump for conveying working and / or cooling medium in a working and / or cooling of a vehicle, comprising: 1.1 an inlet ( 1 ) for supplying a pressurized motive flow; 1.2 a suction connection ( 2 ) for sucking a suction flow; 1.3 a mixing chamber ( 3 ) for producing a mixture of both streams; 1.4 one of the mixing chamber ( 3 ) downstream outlet ( 4 ); characterized in that 1.5 in the flow direction before or in the region of the mixing chamber ( 3 ) a swirl generator ( 5 ) is provided.

Jet pump according to claim 1, characterized in that the inlet ( 1 ) as a nozzle ( 6 ) is executed or forms such.

Jet pump according to claim 2, characterized in that the nozzle ( 6 ) at its one end a cylindrical portion ( 7 ), which is flowed around by the motive flow.

Jet pump according to claim 3, characterized in that the swirl generator ( 5 ) in the region of the cylindrical portion ( 7 ) of the nozzle ( 6 ) or in one piece with the nozzle ( 6 ) is executed.

Jet pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the swirl generator ( 5 ) a plurality of turning vanes ( 8th ) having.

Jet pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outlet ( 4 ) as a diffuser ( 9 ) is executed or forms such.

Jet pump according to claim 6, characterized in that the mixing chamber ( 3 ) and the diffuser ( 9 ) are integrally formed.