專利名稱：可調(diào)節(jié)的冷卻劑泵及其調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)用的一種通過皮帶輪傳動的可調(diào)節(jié)的冷卻劑泵及其調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的不斷的最佳化的過程中，出于排放和油耗的考慮，必需使發(fā)動機(jī)在 冷啟動后盡快升到工作溫度。這樣既可使摩擦損耗降到最小(發(fā)動機(jī)油的粘度隨不斷增 加的油溫而減小并由此減小全部油潤滑部件上的摩擦)，同時又減少廢氣排放值(因為凈 化器只有在所謂“跳動溫度”后才起作用，達(dá)到這個溫度之前的時間段對廢氣排放影響 明顯)和明顯降低油耗。發(fā)動機(jī)研發(fā)過程中的一系列試驗表明，“死水”或冷啟動階段的“零泄漏”是 對發(fā)動機(jī)升溫的很有效的措施。其中為了使廢氣溫度盡快降到要求的水平，氣缸頭在冷啟動階段切不可有冷卻 劑流過。對此，要求汽車制造廠的泄漏流量應(yīng)小于0.5升/小時(“零泄漏”)。此外，汽車內(nèi)燃機(jī)的油耗試驗表明，通過協(xié)調(diào)一致的熱管理(即通過采取可使 內(nèi)燃機(jī)在能源和熱機(jī)方面達(dá)到最佳運(yùn)行的各種措施)，可使內(nèi)燃機(jī)節(jié)省3%至5%的燃 油。所以在現(xiàn)有技術(shù)中，對內(nèi)燃機(jī)的曲軸通過皮帶輪傳動的可調(diào)冷卻劑泵也預(yù)先作 了說明，其葉輪可嚙合地(例如通過摩擦副)由泵軸進(jìn)行傳動。用這類冷卻劑泵可實(shí)現(xiàn)簡單的兩點(diǎn)調(diào)節(jié)，用這種兩點(diǎn)調(diào)節(jié)可改變冷卻劑泵的冷 卻能力。為了首先進(jìn)行較短時間的發(fā)動機(jī)加熱，在發(fā)動機(jī)冷啟動時用這種結(jié)構(gòu)型式可斷 開冷卻劑泵的傳動。在發(fā)動機(jī)達(dá)到它的工作溫度后，相應(yīng)的摩擦離合器(帶有這種離合器結(jié)構(gòu)自身 功能引起的磨損問題)接通，也即冷卻劑泵的傳動接通。這樣，大量仍為冷態(tài)的冷卻劑立即被泵入加熱到工作溫度的發(fā)動機(jī)中，于是發(fā) 動機(jī)立刻被強(qiáng)制冷卻。但通過這種方式已部分地抵銷了發(fā)動機(jī)快速加熱所預(yù)期的一些優(yōu)點(diǎn)。此外，在重接通時，尤指在較大冷卻劑泵的情況下，由于需要質(zhì)量加速而必需 克服很大的轉(zhuǎn)矩，從而必然引起很高的部件載荷。 所以專利申請者既在DE 10 2005 004 315 B4又在DE 10 2005 062200 B3中提出兩
個在此期間適用的解決方案，該方案可有效控制冷卻劑輸送量，以便一方面通過“零泄 漏”保證發(fā)動機(jī)的最佳加熱，另一方面在發(fā)動機(jī)加熱后(即在“連續(xù)運(yùn)行”中)這樣影 響發(fā)動機(jī)溫度，使在發(fā)動機(jī)的整個工作范圍內(nèi)既可明顯減少有害物質(zhì)排放，又可明顯減 少摩擦損失，同時還可顯著降低油耗。
在這種解決方案中，在泵殼內(nèi)布置了一個沿泵軸的軸線移動支承的、帶有一個 可變遮蓋葉輪的流出區(qū)的外圓柱的環(huán)形滑閥，該滑閥在克服復(fù)位彈簧的彈力的情況下或 者像DE 10 2005 004 315 B4提出的方案那樣以電磁方式即借助泵殼內(nèi)布置的電磁線圈作 用到一個與滑閥剛性連接的銜鐵上而可直線移動，或者像DE 10 2005 062 200 B3建議的 方案那樣借助氣動或液壓操作的執(zhí)行器(該執(zhí)行器以液壓方式作用到固定布置在該滑閥 上的、在泵殼內(nèi)導(dǎo)向的活塞桿上)而可直線移動。這種可進(jìn)行直線導(dǎo)向移動的、可變遮蓋葉輪流出區(qū)的滑閥結(jié)構(gòu)是很緊湊、很簡 單而又很牢固的解決方案，它保證了高的運(yùn)行安全性和高的可靠性。但這類解決方案的缺點(diǎn)(與汽車發(fā)動機(jī)艙中常常為冷卻劑泵提供極有限的安裝 空間有關(guān))是由于電磁線圈或液壓或氣動執(zhí)行器及其連接線而必需相當(dāng)大的“安裝空 間”。 此外，DE10 2006 034 960 B4 提出了一種帶有一個(與 DE 10 2005004 315 B4)
電磁的或還帶有一個通過傳動機(jī)構(gòu)借助伺服電動機(jī)可移動的滑閥的冷卻劑泵。這種結(jié)構(gòu) 的一大缺點(diǎn)是，用DE 10 2006 034 960 B4提出的這種解決方案不可能實(shí)現(xiàn)“零泄漏”或 “零輸送”，因為一方面所建議的小縫隙密封仍有可能泄漏，另一方面結(jié)合圖4所述的 “一起運(yùn)動的” O型密封圈的密封是不可靠的，因為在不斷旋轉(zhuǎn)的O型密封圈和靜止的 殼體之間的高的相對速度在運(yùn)行中不可避免地會導(dǎo)致O型密封圈的損壞。DE 10 2006 034 960 B4的上述兩種結(jié)構(gòu)型式像已述及的那樣又是一方面由于電 磁線圈的電磁方案和另一方面由于伺服電動機(jī)的“傳動技術(shù)”方案而需要相當(dāng)大的“安 裝空間”。由于電磁方案要使泵殼納入磁路中，所以對每種結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格即對發(fā)動機(jī)的 每種使用場合都必須重新修改設(shè)計和更改部件。DE 10 2006 034 960 B4提出的對滑閥的電磁式直接傳動的另一個缺點(diǎn)在于，這 種傳動由于安裝空間限制和大的/或由于大的起始空隙而只可能以有限的可靠性對滑閥 的可靠操作施加足夠的力/行程。此外，DE10 2005 004 315 B4、DE 10 2005 062 200 B3 和 DE 10 2006034 960 B4
提出的結(jié)構(gòu)型式的制造和安裝費(fèi)用都很昂貴，而且不能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，因為如已述及，上 述解決方案的大部分功能部件對每種泵規(guī)格都必須按不同的設(shè)計圖紙單獨(dú)進(jìn)行加工。此外，其中DE 10 2005 062 200 B3提出的解決方案需要在工廠就地進(jìn)行無空氣 的注液。DE 197 09 484 Al提出了機(jī)械傳動的冷卻劑泵的另一種結(jié)構(gòu)型式。這種方案通過 擴(kuò)大敞開的葉輪和殼體之間的縫隙產(chǎn)生旁路。該縫隙在DE 197 09 484 Al提出的解決方 案的情況下可借助電磁鐵來進(jìn)行改變，而電磁鐵的相關(guān)控制則借助脈沖寬度調(diào)制的電壓 來進(jìn)行。這種解決方案也存在明顯的缺點(diǎn)用DE 197 09 484 Al提出的解決方案絕對不 可能實(shí)現(xiàn)零泄漏即零輸送量；此外即使在打開旁路時也不可能明顯減少泵的功率消耗 (雖然泵的背壓在打開旁路時下降了，但增加了體積流量)，也就是說這個解決方案只可 能實(shí)現(xiàn)低的效率。
發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的目的在于研發(fā)內(nèi)燃機(jī)用的一種可調(diào)節(jié)的冷卻劑泵以及這種通過皮 帶輪傳動的(用滑閥)可調(diào)節(jié)的冷卻劑泵的調(diào)節(jié)方法，這種冷卻劑泵消除了現(xiàn)有技術(shù)的上 述諸多缺點(diǎn)，一方面通過“零泄漏”保證了發(fā)動機(jī)的最佳的加熱，另一方面在發(fā)動機(jī)加 熱后又能在連續(xù)運(yùn)行中很精確地控制發(fā)動機(jī)溫度，使發(fā)動機(jī)的整個工作范圍既可明顯減 少有害物質(zhì)排放又可明顯降低摩擦損失和油耗；此外即使在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的冷卻劑泵很有 限的安裝空間的情況下仍可進(jìn)行滑閥的可靠操作以及即使在調(diào)節(jié)失效時也能保證冷卻劑 泵的繼續(xù)工作(故障安全功能)；此外，其特點(diǎn)為加工和安裝工藝很簡單的、很經(jīng)濟(jì)的、 對不同泵尺寸可實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化的”、最佳利用發(fā)動機(jī)艙存在的安裝空間的結(jié)構(gòu)型式，而 且不需要在工廠就地進(jìn)行無空氣的注液；此外總是在高效率情況下保證高的安全性和可 靠性，而且還可簡便而經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行發(fā)動機(jī)管理。根據(jù)本發(fā)明，這個目的是通過按照本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的內(nèi)燃機(jī)用的 一種由皮帶輪傳動的冷卻劑泵的調(diào)節(jié)裝置和方法來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的諸多有利實(shí)施細(xì)節(jié)和特征可從各項從屬權(quán)利要求中以及從結(jié)合本發(fā)明 解決方案的附圖進(jìn)行的本發(fā)明解決方案的以下說明中得知。


圖1示出了可調(diào)節(jié)冷卻劑泵的側(cè)視剖面圖，滑閥的位置位于其后終端位置內(nèi)(即 “開啟”工作位置內(nèi))。
具體實(shí)施例方式在這種結(jié)構(gòu)型式時，一根由皮帶輪3傳動的泵軸4與一個抗扭地布置在該泵軸4 的流體側(cè)的自由端上的葉輪5布置在泵殼1的泵軸承2中。此外，在泵內(nèi)腔8中，布置了一個壓力操作的、通過一個復(fù)位彈簧6進(jìn)行彈簧加 載的、帶有一個后壁7和一個可變覆蓋葉輪5流出區(qū)的外圓柱面9的滑閥。在泵殼1內(nèi)，在葉輪5和泵軸承2之間的密封槽10內(nèi)布置了一個軸密封圈11。根據(jù)本發(fā)明，在泵殼1上布置了一個工作殼體12，并在該工作殼體上布置電磁 執(zhí)行器13的殼體。其中在工作殼體12內(nèi)布置了一個工作套筒14，后者在泵軸側(cè)的工作 殼體12內(nèi)與壓力室15相鄰，而該壓力室則通過壓力通道16流入環(huán)形通道17中，后者在 葉輪側(cè)對面的密封槽10內(nèi)旋轉(zhuǎn)對稱于泵軸4的旋轉(zhuǎn)軸線布置在泵殼1的套筒槽18中。就這點(diǎn)而言，執(zhí)行器13的殼體與工作套筒14用一塊料制成，乃是有利的。在套筒槽18中布置一個帶有密封片20和底部21的環(huán)形活塞工作套筒19，且泵 軸4可在其中自由旋轉(zhuǎn)，也是本發(fā)明的重要特征。在環(huán)形活塞工作套筒19的外壁22內(nèi)，靠近底部21設(shè)置有流向環(huán)形通道18的通 流孔23。在環(huán)形活塞工作套筒19的葉輪側(cè)端，在明顯伸出環(huán)形活塞工作套筒19的外壁22 的環(huán)形活塞工作套筒19的內(nèi)壁24上，定位套25以力連接的方式與一塊剛性布置其上的 壁板26固定。另一個特征是，離環(huán)形活塞工作套筒19的底部21大約相當(dāng)于通流孔23直徑的距離處，布置有一個可在環(huán)形活塞工作套筒19中移動的異形密封圈27，后者在葉輪側(cè)以 形狀連接的方式與一個帶有支撐部28的環(huán)形活塞29連接。在環(huán)形活塞29上，滑閥的后 壁7以形狀連接方式布置在其葉輪側(cè)的端部。就這點(diǎn)而言，如果異形密封圈27嵌入一個對應(yīng)的并設(shè)置在環(huán)形活塞29上的鎖定 槽中乃是有利的。但如果在密封片20和泵殼1之間布置一個密封圈也是有利的。根據(jù)本發(fā)明，復(fù)位彈簧6布置在壁板26和緊貼環(huán)形活塞29的滑閥的后壁7之 間。又一個特征是，在壁板26的外緣上布置了一個帶有彈性密封唇的旁通密封件 30，該密封件在“關(guān)閉”滑閥的情況下阻止了在壁板26和滑閥的后壁7之間引起旁通泄 漏的壓力增加。 按本發(fā)明設(shè)置帶有彈性密封唇的旁通密封件30同時實(shí)現(xiàn)了公差補(bǔ)償。在外柱面9的端面和對應(yīng)的對接面之間，保證了螺旋殼體中的主要密封。兩個上述密封位置與滑閥共同作用可最佳地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明解決方案的主要要求即 在最小功率消耗情況下“零泄漏”(零輸送)的功能，以便在需要時在發(fā)動機(jī)熱運(yùn)轉(zhuǎn)階段 運(yùn)轉(zhuǎn)安全地和可靠地安全停止冷卻劑體積流量。按本發(fā)明布置的圓柱形的在環(huán)形活塞工作套筒19中導(dǎo)向的、彈簧加載的環(huán)形活 塞29可通過異形密封件27的確切的加壓實(shí)現(xiàn)滑閥9的可靠的、行程精確的移動，并同時 是一種最佳安裝空間的、緊湊的加工和安裝工藝簡單的以及經(jīng)濟(jì)而很耐用的解決方案， 這種解決方案總是能夠保證高度的運(yùn)行安全性和可靠性。本發(fā)明的主要特征還有，在工作套筒14中靠近壓力室15布置了一個工作室31， 并在工作室31和壓力室15之間布置了一個帶有孔板的排放閥膜32。根據(jù)本發(fā)明，在工作室31中布置了一個可在活塞桿33上進(jìn)行直線移動的工作活 塞34。在這個工作活塞34旁邊，在工作室一側(cè)布置了一個帶有貫通孔36的環(huán)形槽35。 此外，靠近環(huán)形槽35在工作室一側(cè)在工作活塞34上固定了一個布置在工作活塞34上的 帶有孔板的入口閥膜37。在工作套筒14上，在工作管31對面布置了一個壓縮彈簧裝置38，也是特征之
ο根據(jù)本發(fā)明，在工作室31和壓縮彈簧裝置38之間布置了一個包封住活塞桿33 的密封件39。本發(fā)明的又一個主要特征為，在工作室31和密封件39之間在工作套筒14內(nèi)布 置了一個流入腔40，該腔的壁設(shè)置有流入孔41，該孔流入一個設(shè)置在工作殼體12和工作 套筒14之間的環(huán)形腔43中，后者通過一個或多個流入孔42與泵內(nèi)腔8連通。又一個特征是，在環(huán)形腔43和流入孔41之間布置了一過濾元件44。根據(jù)本發(fā)明，在工作活塞34對面的活塞桿33的端部布置了一個銜鐵45，該銜鐵 可在一個布置在執(zhí)行器13外殼中的線圈架上的電磁線圈46的磁場內(nèi)在執(zhí)行器13中進(jìn)行 直線移動。另一個特征是，在布置在工作套筒14上的壓縮彈簧裝置38和布置在銜鐵45上 的簧座47之間在彈簧室48內(nèi)布置了一個壓縮彈簧49。如果在靠近銜鐵45的執(zhí)行器13中布置一個最好帶有一個或多個緩沖元件的銜鐵擋塊50，乃是有利的。根據(jù)本發(fā)明，在執(zhí)行器13的外殼中布置了一個引入彈簧室48區(qū)域的流入孔51， 并在銜鐵45、在銜鐵擋塊50和在執(zhí)行器13的外殼中分別布置了相鄰的/相互過渡的流出 孔52。由于活塞桿密封件39以一個(“干的”)充滿空氣的區(qū)段隔離了操作裝置的控 制冷卻劑的區(qū)域，流入孔51和流出孔52可與周圍進(jìn)行自由的氣體交換，從而保證了在電 磁線圈46區(qū)域內(nèi)的銜鐵45的摩擦小的平移運(yùn)動。在這種情況下，活塞桿的相對小的直徑再次減少了活塞桿密封件39區(qū)域內(nèi)的活 塞桿上的摩擦損失。影響上述圖1中所示的可調(diào)節(jié)冷卻劑泵的輸送量的本發(fā)明方法的特征為通過 電流強(qiáng)度和/或加到電磁線圈上的電流脈沖的持續(xù)時間的改變，使在磁場46中作用到銜 鐵45上的力改變，從而結(jié)合壓縮彈簧49作用到銜鐵45上而可確切地改變工作活塞34的 振蕩頻率和/或振蕩幅度(振幅)；工作活塞34借助布置在活塞桿33對應(yīng)端上的銜鐵45 在電磁線圈46的磁場內(nèi)產(chǎn)生重復(fù)的(周期性的)移動，并處于確切的平移振蕩狀態(tài)中。這種電磁操作結(jié)合本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)了按許多小的“分行程”減少的“泵輸送 量”，這種泵輸送量由于本發(fā)明的特殊裝置便可引起滑閥及其外圓柱面9和布置其上的組 件產(chǎn)生移動。所以本發(fā)明的工作原理第一次在最小裝配空間、很小重量、最佳氣隙和最佳力 和行程比的情況下借助本發(fā)明的特別裝置保證在滑閥及其異形密封件27、環(huán)形活塞29、 后壁7、外圓柱面9和全部在其上布置的本發(fā)明組件上達(dá)到任意大的操作力和工作行程。在本實(shí)施例中，工作活塞34例如以20赫茲頻率進(jìn)行振蕩，在這種情況下，帶有 圖1所示裝置的相應(yīng)振幅(和工作活塞34的行程)借助于在電磁線圈46上脈動式施加的 電流即可確切地發(fā)生變化。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明冷卻劑泵的輸送量的調(diào)節(jié)是這樣實(shí)現(xiàn)的一方面在工作室 一側(cè)在工作活塞34上設(shè)置了一個帶有通孔36的環(huán)形槽35，此外如圖1所示，在工作室一 側(cè)在工作活塞34上又布置了一個帶孔板的閥膜37。另一方面，同時在工作室31和壓力室15之間布置了一個帶孔板的排放閥膜32。 如果這時工作活塞34(如上所述)處于振蕩狀態(tài)，則冷卻劑從通過進(jìn)入孔42與泵內(nèi)腔8 連通的環(huán)形腔43中通過過濾元件44經(jīng)流入孔41被吸入流入腔40，并同時通過工作活塞 34的通孔36被壓入設(shè)置在該工作活塞上的環(huán)形槽35中，并從該處經(jīng)帶有孔板的入口閥膜 37被壓入工作室31中，然后再從該處經(jīng)帶有孔板的排出閥膜32被引入壓力室15中。被引入壓力室15的冷卻劑經(jīng)壓力通道16被引入環(huán)形通道17，并從該處經(jīng)通流孔 23流入環(huán)形活塞工作套筒19，并在該處引起異形密封件27的規(guī)定的壓力加載以及彈簧加 載的環(huán)形活塞29的壓力加載，于是該環(huán)形活塞產(chǎn)生平移運(yùn)動并由于本發(fā)明的裝置而引起 滑閥9的移動。 由于孔板的本發(fā)明布置方式，既在工作活塞34的入孔閥膜37又在排出閥膜 32(即在工作室31和壓力室15之間)出現(xiàn)一股除了剛才所述的、來自工作活塞34的本發(fā) 明“泵送體積流量”外，同時還在環(huán)形活塞工作套筒19之間有一股雖然很小的、但總是 反向流動的本發(fā)明“泄漏體積流量”經(jīng)工作腔31流入泵內(nèi)腔中。
這兩股本發(fā)明體積流量的疊加“相互作用”可通過工作活塞34的振蕩幅度和/ 或振蕩頻率借助本發(fā)明解決方案進(jìn)行改變，由于在壓力室15中總是有工作壓力，這種相 互作用便可引起按本發(fā)明布置在環(huán)形活塞工作套筒19中的彈簧加載的環(huán)形活塞29的可靠 的、行程精確的移動并由此引起在環(huán)形活塞29上布置的滑閥9的可靠的、行程精確的移 動，而該滑閥則實(shí)現(xiàn)本發(fā)明可調(diào)冷卻劑泵的輸送量的精確變化。在這種情況下，通過本發(fā)明裝置即可在滑閥的環(huán)形活塞29上產(chǎn)生任意大的操作 力和操作行程。此外，由于本發(fā)明操作機(jī)構(gòu)，即使在安裝空間很有限的情況下也可用極小的能 量為滑閥的操作提供足夠的活塞力。

這也與在冷卻循環(huán)中容許持續(xù)幾秒鐘直至滑閥達(dá)到所處的位置為止有關(guān)。由于這個原因，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的、制造成本低廉的本發(fā)明解決方案在能耗極 小(低于5瓦)的情況下即可保證高的泵效率和發(fā)動機(jī)效率。本發(fā)明的“中性的”結(jié)構(gòu)型式使本發(fā)明的執(zhí)行器13可作為標(biāo)準(zhǔn)化部件用于各種 水泵中。由此帶來的產(chǎn)品效應(yīng)就可決定性地改善不同汽車(發(fā)動機(jī)系列)在各式各樣安裝 空間的應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性和可變性。本發(fā)明操作機(jī)構(gòu)由于一股“泵送流量”和一股“泄漏流量”的疊加而成為一個 結(jié)構(gòu)容積最佳的、緊湊的、制造和安裝工藝簡單的以及總的來說很經(jīng)濟(jì)和很耐用的解決 方案，所以即使在(冷卻劑泵的操作機(jī)構(gòu)的)安裝空間很有限的情況下也可實(shí)現(xiàn)滑閥的可
靠操作。在調(diào)節(jié)失效時，也能借助本發(fā)明方案保證冷卻劑泵的繼續(xù)工作(“故障安全功 能)。在這種情況下，和“泄漏流量”有關(guān)的壓縮彈簧6便把滑閥推入工作位置“開
白”
Jn ο在環(huán)形活塞29被彈簧加載“返回”到“故障安全位置”時，冷卻劑從環(huán)形活 塞工作套筒19經(jīng)排放閥膜32的孔板(即在工作室31和壓力室15之間)并經(jīng)工作活塞的 入口閥膜37的孔板被壓回到泵內(nèi)腔中，于是滑閥移到工作位置“開啟”，即“故障安全 位置”。此外，本發(fā)明解決方案不需要滑閥的操作機(jī)構(gòu)在工廠現(xiàn)場進(jìn)行無空氣的注水， 因為滑閥移動時所需的工作介質(zhì)即冷卻液可直接從泵內(nèi)腔中吸取。本發(fā)明解決方案還有一個優(yōu)點(diǎn)，那就是過濾元件44在整個使用壽命過程中都無 需進(jìn)行更換，這是因為始終只有很小的體積流量(且其總是只“來”隨即“回”)經(jīng)過 濾元件44進(jìn)行交換的緣故。附圖標(biāo)記1 泵殼31 工作室2 泵軸承32排出閥膜3 皮帶輪33活塞桿4 泵軸34工作活塞5 葉輪35 環(huán)形槽
6復(fù)位彈簧36通孔7后壁37入口閥膜8泵內(nèi)腔38壓縮彈簧裝置9外圓柱面39活塞桿密封件10密封槽40流入腔11軸密封圈41流入孔12工作殼體42 入孔13執(zhí)行器43環(huán)形腔14工作套筒44過濾元件15壓力室45 銜鐵16壓力通道46 電磁線圈17環(huán)形通道47 彈簧座18套筒槽48彈簧室19環(huán)形活塞工作套筒49壓縮彈簧20密封片50銜鐵擋塊21底部51 流入孔22外壁52流出孔23通流孔24內(nèi)壁25定位套26壁板27異形密封圈28密封片支撐部29環(huán)形活塞 30旁通密封
權(quán)利要求
1.可調(diào)的冷卻劑泵具有一個泵殼(1)、一根在泵殼(1)內(nèi)/上支承在泵軸承(2)內(nèi) 的由皮帶輪(3)傳動的泵軸(4)、一個抗扭布置在該泵軸(4)的流體側(cè)自由端上的葉輪 (5)、一個壓力操作的、通過復(fù)位彈簧進(jìn)行彈簧加載的、帶有后壁(7)和可變覆蓋該葉輪 (5)流出區(qū)的外圓柱面(9)的、布置在泵內(nèi)腔⑶中的滑閥以及一個在泵殼⑴中在葉輪 (5)和泵軸承(2)之間布置在密封槽(10)中的軸密封圈(11)，其特征為-在泵殼(1)上布置了一個工作殼體(12)，并在該工作殼體上布置電磁執(zhí)行器(13) 的殼體，其中在工作殼體(12)內(nèi)布置了一個工作套筒(14)，后者在泵軸側(cè)的工作殼體 (12)內(nèi)與壓力室(15)相鄰，而該壓力室則通過壓力通道(16)通入環(huán)形通道(17)中，該 環(huán)形通道旋轉(zhuǎn)對稱于泵軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線地布置在泵殼(1)的密封槽(10)對面的葉輪側(cè) 的套筒槽(18)中；-在套筒槽(18)中布置了一個帶有密封片(20)和底部(21)的環(huán)形活塞工作套筒 (19)，泵軸(4)可在其中自由旋轉(zhuǎn)，并在其外壁(22)內(nèi)靠近底部(21)設(shè)置有流向環(huán)形 通道(18)的通流孔(23)，其中在葉輪側(cè)端，在明顯伸出環(huán)形活塞工作套筒(19)的外壁 (22)的內(nèi)壁(24)上布置了一個定位套(25)，它以形狀連接和/或力連接的方式與一塊剛 性布置其上的壁板(26)固定；_離環(huán)形活塞工作套筒(19)的底部(21)大約相當(dāng)于通流孔(23)直徑的距離處，布置 了一個可在環(huán)形活塞工作套筒(19)中移動的異形密封圈(27)，后者在葉輪側(cè)以形狀連接 的方式與一個帶有支撐部(28)的環(huán)形活塞(29)連接，在這個環(huán)形活塞的葉輪側(cè)的端部以 形狀連接或力連接的方式布置滑閥的后壁(7)；-復(fù)位彈簧(6)布置在壁板(26)和環(huán)形活塞(29)之間或壁板(26)和緊貼環(huán)形活塞 (29)的滑閥的后壁(7)之間；-在壁板(26)的外緣上布置了一個旁通密封件(30)；-在工作套筒(14)中布置了一個靠近壓力室(15)的工作室(31)，其中在工作室(31) 和壓力室(15)之間布置了一個帶有孔板的排出閥膜(32)；-在工作室(31)中可直線移動地布置了一個設(shè)置在活塞桿(33)上工作活塞(34)，在 這個工作活塞(34)旁邊，在工作室一側(cè)布置了一個帶有貫通孔(36)的環(huán)形槽(35)，并在 工作室一側(cè)在工作活室(34)上固定了一個帶有孔板的入口閥膜(37)；-在工作套筒(14)上在工作室(31)對面布置了一個壓縮彈簧裝置(38)； -在工作室(31)和壓縮彈簧裝置(38)之間布置了一個包封住活塞桿(33)的密封件 (39)；-在工作室(31)和密封件(39)之間在工作套筒(14)內(nèi)布置了一個流入腔(40)，該 腔的壁設(shè)置有流入孔(41)，該孔通入一個設(shè)置在工作殼體(12)和工作套筒(14)之間的環(huán) 形腔(43)中，后者通過一個或多個流入孔(42)與泵內(nèi)腔⑶連通，其中，在環(huán)形腔(43) 和流入孔(41)之間布置了一個過濾元件(44)；-在工作活塞(34)對面的活塞桿(33)的端部布置了一個銜鐵(45)，該銜鐵可在一個 布置在執(zhí)行器(13)外殼中的線圈架上的電磁線圈(46)的磁場內(nèi)在執(zhí)行器(13)中進(jìn)行直 線移動；-在布置在工作套筒(14)上的壓縮彈簧裝置(38)和布置在銜鐵(45)上的簧座(47) 之間在彈簧室(48)內(nèi)布置了一個壓縮彈簧(49)；-在靠近銜鐵(45)和執(zhí)行器(13)中布置了一個銜鐵擋塊(50)；-在執(zhí)行器(13)的外殼中布置了一個/多個引入彈簧室(48)區(qū)域的流入孔(51)，以 及在銜鐵(45)、在銜鐵擋塊(50)和在執(zhí)行器(13)的外殼中布置了相鄰的流出孔(52)。
2.按權(quán)利要求1的冷卻劑泵的調(diào)節(jié)方法，其特征為，該冷卻劑泵的輸送量可確切地通 過滑閥的移動借助工作活塞(34)的振蕩幅度和/或振蕩頻率的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.按權(quán)利要求1的可調(diào)冷卻劑泵，其特征為，執(zhí)行器(13)的外殼和工作套筒(14)共 同用一塊料制成。
4.按權(quán)利要求1的可調(diào)冷卻劑泵，其特征為，異形密封件(27)嵌入一個布置在環(huán)形 活塞(29)上的對應(yīng)鎖定槽中。
5.按權(quán)利要求1的可調(diào)冷卻劑泵，其特征為，在密封片(20)和泵殼(1)之間布置了 一個密封圈。
6.按權(quán)利要求1的可調(diào)冷卻劑泵，其特征為，在執(zhí)行器(13)的外殼中布置了一個/ 多個引入彈簧室(48)區(qū)域的流入孔(51)，以及在銜鐵(45)、在銜鐵擋塊(50)和在執(zhí)行 器(13)的外殼中布置了相鄰的流出孔(52)。
7.按權(quán)利要求2的冷卻劑泵的調(diào)節(jié)方法，其特征為，通過電流強(qiáng)度和/或加到電磁線 圈上的電流脈沖的持續(xù)時間的改變，使在磁場(46)中作用到銜鐵(45)上的力改變，從而 結(jié)合壓縮彈簧(49)作用到銜鐵(45)上而可確切地改變工作活塞(34)的振蕩頻率和/或 振蕩行程(振幅)；工作活塞(34)借助布置在活塞桿(33)對應(yīng)端上的銜鐵(45)在電磁 線圈(46)的磁場內(nèi)產(chǎn)生重復(fù)的(周期性的)移動，并處于確切的平移振蕩狀態(tài)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及可調(diào)節(jié)的冷卻劑泵及其調(diào)節(jié)方法，具體而言是內(nèi)燃機(jī)用的一種通過皮帶輪傳動的可調(diào)冷卻劑泵及其調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明的目的是研發(fā)這種冷卻劑泵及其(用滑閉)的調(diào)節(jié)方法。這種冷卻劑泵通過“零泄漏”保證發(fā)動機(jī)的最佳的加熱，并即使在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)冷卻劑泵很有限安裝空間和傳動功率很小的情況下仍可實(shí)現(xiàn)滑閥的可靠操作，以及即使在調(diào)節(jié)失效時也能保證冷卻劑泵的繼續(xù)工作(故障安全功能)；此外，其特點(diǎn)為加工和安裝工藝很簡單的、很經(jīng)濟(jì)的、對不同的泵尺寸可實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化的”、最佳利用發(fā)動機(jī)艙存在的安裝空間的結(jié)構(gòu)型式，且無需在工廠就地進(jìn)行無空氣的注水；還有總是在高效率情況下保證高的安全性和可靠性，而且可簡便而經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行發(fā)動機(jī)管理。
文檔編號F01P7/14GK102027239SQ200980116855
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月10日
發(fā)明者E·施密特, F·帕維勒克 申請人:歐根·施密特博士儀器和泵制造有限責(zé)任公司