電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，它包括：泵體，苯體具有泵殼，泵殼內(nèi)設(shè)置有連接其進(jìn)口和出口的泵腔；導(dǎo)向輪，其安裝在泵殼上，并位于泵腔的內(nèi)部；多個可變?nèi)~片，可變?nèi)~片安裝在導(dǎo)向輪上，并且可在導(dǎo)向輪上擺動；執(zhí)行部件，其與多個可變?nèi)~片傳動連接以便當(dāng)執(zhí)行部件動作時，其驅(qū)動多個可變?nèi)~片擺動；電子控制系統(tǒng)，該電子控制系統(tǒng)與執(zhí)行部件相控制連接以便其用于根據(jù)相應(yīng)的傳感信號產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號控制執(zhí)行部件的動作。本發(fā)明能夠使水泵流量具有連續(xù)可調(diào)功能，從而不僅能夠滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的冷卻液需求，而且能夠減少功率消耗，降低燃油消耗和排放量。
【專利說明】電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，屬于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中水泵設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，冷卻水泵是根據(jù)發(fā)動機(jī)最高熱負(fù)荷進(jìn)行流量設(shè)計的，由于這樣的設(shè)計原則，以及發(fā)動機(jī)與水泵之間固定的傳動比，以至于在大多數(shù)運(yùn)行工況點(diǎn)給發(fā)動機(jī)輸送的冷卻液流量太大，造成過多的能量損失，同時也意味著冷卻水泵消耗了不必要的功率。此外，在發(fā)動機(jī)冷啟動后的最初幾分鐘內(nèi)，冷卻水泵不需要提供冷卻能力，以便縮短發(fā)動機(jī)的預(yù)熱時間，減少廢氣排放。依此，依據(jù)發(fā)動機(jī)工作時的冷卻需求來提供冷卻液流量，不僅能夠減少發(fā)動機(jī)燃油消耗，也可以有效改善排放。目前改變水泵流量主要依靠離合器進(jìn)行調(diào)節(jié)，無法實(shí)現(xiàn)流量的連續(xù)可調(diào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，它能夠使水泵流量具有連續(xù)可調(diào)功能，從而不僅能夠滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的冷卻液需求，而且能夠減少功率消耗，降低燃油消耗和排放量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，它包括:
[0005]泵體，苯體具有泵殼，泵殼內(nèi)設(shè)置有連接其進(jìn)口和出口的泵腔；
[0006]導(dǎo)向輪，其安裝在泵殼上，并位于泵腔的內(nèi)部；
[0007]多個可變?nèi)~片，可變?nèi)~片安裝在導(dǎo)向輪上，并且可在導(dǎo)向輪上擺動；
[0008]執(zhí)行部件，其與多個可變?nèi)~片傳動連接以便當(dāng)執(zhí)行部件動作時，其驅(qū)動多個可變?nèi)~片擺動；
[0009]電子控制系統(tǒng)，該電子控制系統(tǒng)與執(zhí)行部件相控制連接以便其用于根據(jù)相應(yīng)的傳感信號產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號控制執(zhí)行部件的動作。
[0010]進(jìn)一步提供了一種電子控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)以便滿足其根據(jù)發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度、負(fù)荷和轉(zhuǎn)速來連續(xù)調(diào)節(jié)水泵流量的目的，電子控制系統(tǒng)包括:
[0011]水溫傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度參數(shù)；
[0012]節(jié)氣門位置傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的負(fù)荷參數(shù)；
[0013]轉(zhuǎn)速傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)；
[0014]控制器，所述的水溫傳感器的信號輸出端、節(jié)氣門位置傳感器的信號輸出端和轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端分別與控制器的信號輸入端相連接，所述的執(zhí)行部件的控制輸入端與控制器的信號輸出端相連接，該控制器用于根據(jù)水溫傳感器所傳遞的冷卻液溫度參數(shù)、節(jié)氣門位置傳感器所傳遞的負(fù)荷參數(shù)和轉(zhuǎn)速傳感器所傳遞的轉(zhuǎn)速參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號并將其傳遞給執(zhí)行部件驅(qū)動執(zhí)行部件相應(yīng)的動作。
[0015]進(jìn)一步提供了一種執(zhí)行部件的具體結(jié)構(gòu)以便其能夠驅(qū)動可變?nèi)~片在導(dǎo)向輪上擺動，執(zhí)行部件包括:
[0016]擺動盤，其可旋轉(zhuǎn)地支承在泵殼上；
[0017]執(zhí)行器，其通過傳動機(jī)構(gòu)與擺動盤傳動連接以便執(zhí)行器驅(qū)動擺動盤在泵殼上旋轉(zhuǎn)；
[0018]多個擺動桿，一個擺動桿對應(yīng)一個可變?nèi)~片，擺動桿的一端滑配在擺動盤上，另一端穿過導(dǎo)向輪后與相對應(yīng)的可變?nèi)~片固定連接，所述的擺動桿上與可變?nèi)~片相連接的一端在導(dǎo)向輪上旋轉(zhuǎn)。
[0019]進(jìn)一步提供了一種傳動機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)以便實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動擺動盤在泵殼上旋轉(zhuǎn)的功能，傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在執(zhí)行器上的調(diào)節(jié)螺桿和設(shè)置在擺動盤上的擺動齒部，調(diào)節(jié)螺桿與擺動齒部相傳動嚙合。
[0020]進(jìn)一步提供了一種泵體的具體結(jié)構(gòu)以便合理安排導(dǎo)向輪以及可變?nèi)~片在泵體內(nèi)的位置，泵體還具有葉輪、旋轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動件，旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支承在泵殼上，葉輪套裝在旋轉(zhuǎn)軸上，葉輪位于泵腔的內(nèi)部，所述的導(dǎo)向輪位于葉輪的外圍。
[0021]采用了上述技術(shù)方案后，可變?nèi)~片的角度的變化通過與可變?nèi)~片相連的擺動桿的擺動來實(shí)現(xiàn)，而擺動桿的一端嵌入擺動盤的槽，也就是滑配在擺動盤中，執(zhí)行器上的調(diào)節(jié)螺桿是與擺動盤的擺動齒部嚙合的，電子控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷狀況，給執(zhí)行器發(fā)出執(zhí)行信號，該執(zhí)行信號可以是脈沖寬度調(diào)制信號，執(zhí)行器通過調(diào)節(jié)螺桿使擺動盤正向或反向旋轉(zhuǎn)，帶動擺動桿在導(dǎo)向輪上轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)可變?nèi)~片角度的變化，改變流通截面積，起到增減冷卻液質(zhì)量流量的效果，從而控制水泵的流量，減少了施加在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力力矩，降低了水泵的功耗，它能夠使水泵流量具有連續(xù)可調(diào)功能，從而不僅能夠滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的冷卻液需求，而且能夠減少功率消耗，降低燃油消耗和排放量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的電子控制系統(tǒng)的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026]如圖1、2、3所示，一種電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，它包括:
[0027]泵體，苯體具有泵殼5，泵殼5內(nèi)設(shè)置有連接其進(jìn)口和出口的泵腔51 ；
[0028]導(dǎo)向輪2，其安裝在泵殼5上，并位于泵腔51的內(nèi)部；
[0029]多個可變?nèi)~片1，可變?nèi)~片I安裝在導(dǎo)向輪2上，并且可在導(dǎo)向輪2上擺動；
[0030]執(zhí)行部件，其與多個可變?nèi)~片I傳動連接以便當(dāng)執(zhí)行部件動作時，其驅(qū)動多個可變?nèi)~片I擺動；
[0031]電子控制系統(tǒng)，該電子控制系統(tǒng)與執(zhí)行部件相控制連接以便其用于根據(jù)相應(yīng)的傳感信號產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號控制執(zhí)行部件的動作。
[0032]如圖3所示，電子控制系統(tǒng)包括:
[0033]水溫傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度參數(shù)；
[0034]節(jié)氣門位置傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的負(fù)荷參數(shù)；
[0035]轉(zhuǎn)速傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)；
[0036]控制器，所述的水溫傳感器的信號輸出端、節(jié)氣門位置傳感器的信號輸出端和轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端分別與控制器的信號輸入端相連接，所述的執(zhí)行部件的控制輸入端與控制器的信號輸出端相連接，該控制器用于根據(jù)水溫傳感器所傳遞的冷卻液溫度參數(shù)、節(jié)氣門位置傳感器所傳遞的負(fù)荷參數(shù)和轉(zhuǎn)速傳感器所傳遞的轉(zhuǎn)速參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號并將其傳遞給執(zhí)行部件驅(qū)動執(zhí)行部件相應(yīng)的動作。
[0037]如圖1、2所示，執(zhí)行部件包括:
[0038]擺動盤4，其可旋轉(zhuǎn)地支承在泵殼5上；
[0039]執(zhí)行器12，其通過傳動機(jī)構(gòu)與擺動盤4傳動連接以便執(zhí)行器12驅(qū)動擺動盤4在泵殼5上旋轉(zhuǎn)；
[0040]多個擺動桿3，一個擺動桿3對應(yīng)一個可變?nèi)~片1，擺動桿3的一端滑配在擺動盤4上，另一端穿過導(dǎo)向輪2后與相對應(yīng)的可變?nèi)~片I固定連接，擺動桿3上與可變?nèi)~片I相連接的一端在導(dǎo)向輪2上旋轉(zhuǎn)。
[0041]如圖1所示，傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在執(zhí)行器12上的調(diào)節(jié)螺桿13和設(shè)置在擺動盤4上的擺動齒部41，調(diào)節(jié)螺桿13與擺動齒部41相傳動嚙合。
[0042]如圖2所示,泵體還具有葉輪6、旋轉(zhuǎn)軸8和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸8旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動件,旋轉(zhuǎn)軸8可旋轉(zhuǎn)地支承在泵殼5上，葉輪6套裝在旋轉(zhuǎn)軸8上，葉輪6位于泵腔51的內(nèi)部，所述的導(dǎo)向輪2位于葉輪6的外圍。旋轉(zhuǎn)軸8在伸入泵腔51的部分設(shè)置有水封7。驅(qū)動件可通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，皮帶傳動結(jié)構(gòu)的皮帶輪連接盤9安裝在旋轉(zhuǎn)軸8上。
[0043]可變?nèi)~片I的擺動幅度為20° -40°之間，兩個極限位置使水泵流量分別為零和最大，葉片角度的變化可實(shí)現(xiàn)水泵流量連續(xù)可變。
[0044]本發(fā)明的工作原理如下:
[0045]可變?nèi)~片I的角度的變化通過與可變?nèi)~片I相連的擺動桿3的擺動來實(shí)現(xiàn)，而擺動桿3的一端嵌入擺動盤4的槽，也就是滑配在擺動盤4中，執(zhí)行器12上的調(diào)節(jié)螺桿13是與擺動盤4的擺動齒部41嚙合的，電子控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷狀況，給執(zhí)行器12發(fā)出執(zhí)行信號，該執(zhí)行信號可以是脈沖寬度調(diào)制信號，執(zhí)行器12通過調(diào)節(jié)螺桿13使擺動盤4正向或反向旋轉(zhuǎn)，帶動擺動桿3在導(dǎo)向輪2上轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)可變?nèi)~片I角度的變化，改變流通截面積，起到增減冷卻液質(zhì)量流量的效果，從而控制水泵的流量，減少了施加在旋轉(zhuǎn)軸8上的驅(qū)動力力矩，降低了水泵的功耗，它能夠使水泵流量具有連續(xù)可調(diào)功能，從而不僅能夠滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的冷卻液需求，而且能夠減少功率消耗，降低燃油消耗和排放量。
[0046]發(fā)動機(jī)冷啟動的最初幾分鐘內(nèi)，本冷卻水泵不提供冷卻能力，以便縮短發(fā)動機(jī)預(yù)熱時間，降低廢氣排放。在變負(fù)荷工況中，通過對冷卻液流量的調(diào)節(jié)，優(yōu)化了發(fā)動機(jī)的冷卻狀況，減少了功率損耗，直接降低了發(fā)動機(jī)的燃油消耗和排放值，試驗(yàn)結(jié)果表明，與普通水泵相比，節(jié)油效果可達(dá)15-20%。
[0047]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，其特征在于，它包括: 泵體，苯體具有泵殼(5)，泵殼(5)內(nèi)設(shè)置有連接其進(jìn)口和出口的泵腔(51)； 導(dǎo)向輪(2)，其安裝在泵殼(5)上，并位于泵腔(51)的內(nèi)部； 多個可變?nèi)~片(1)，可變?nèi)~片⑴安裝在導(dǎo)向輪⑵上，并且可在導(dǎo)向輪⑵上擺動； 執(zhí)行部件，其與多個可變?nèi)~片(1)傳動連接以便當(dāng)執(zhí)行部件動作時，其驅(qū)動多個可變?nèi)~片⑴擺動； 電子控制系統(tǒng)，該電子控制系統(tǒng)與執(zhí)行部件相控制連接以便其用于根據(jù)相應(yīng)的傳感信號產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號控制執(zhí)行部件的動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，其特征在于:所述的電子控制系統(tǒng)包括: 水溫傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度參數(shù)； 節(jié)氣門位置傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的負(fù)荷參數(shù)； 轉(zhuǎn)速傳感器，用于采集發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)； 控制器，所述的水溫傳感器的信號輸出端、節(jié)氣門位置傳感器的信號輸出端和轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端分別與控制器的信號輸入端相連接，所述的執(zhí)行部件的控制輸入端與控制器的信號輸出端相連接，該控制器用于根據(jù)水溫傳感器所傳遞的冷卻液溫度參數(shù)、節(jié)氣門位置傳感器所傳遞的負(fù)荷參數(shù)和轉(zhuǎn)速傳感器所傳遞的轉(zhuǎn)速參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行信號并將其傳遞給執(zhí)行部件驅(qū)動執(zhí)行部件相應(yīng)的動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，其特征在于:所述的執(zhí)行部件包括: 擺動盤(4)，其可旋轉(zhuǎn)地支承在泵殼(5)上； 執(zhí)行器(12)，其通過傳動機(jī)構(gòu)與擺動盤(4)傳動連接以便執(zhí)行器(12)驅(qū)動擺動盤(4)在泵殼(5)上旋轉(zhuǎn)； 多個擺動桿(3)，一個擺動桿(3)對應(yīng)一個可變?nèi)~片(1)，擺動桿(3)的一端滑配在擺動盤(4)上，另一端穿過導(dǎo)向輪(2)后與相對應(yīng)的可變?nèi)~片(1)固定連接，所述的擺動桿(3)上與可變?nèi)~片(1)相連接的一端在導(dǎo)向輪(2)上旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，其特征在于:所述的傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在執(zhí)行器(12)上的調(diào)節(jié)螺桿(13)和設(shè)置在擺動盤(4)上的擺動齒部(41)，調(diào)節(jié)螺桿(13)與擺動齒部(41)相傳動嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控可變流量發(fā)動機(jī)冷卻水泵，其特征在于:所述的泵體還具有葉輪￠)、旋轉(zhuǎn)軸(8)和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸(8)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動件，旋轉(zhuǎn)軸(8)可旋轉(zhuǎn)地支承在泵殼(5)上，葉輪(6)套裝在旋轉(zhuǎn)軸(8)上，葉輪(6)位于泵腔(51)的內(nèi)部，所述的導(dǎo)向輪⑵位于葉輪(6)的外圍。
【文檔編號】F01P5/10GK104314660SQ201410573424
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】李彥 申請人:常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院