混合型電動(dòng)機(jī)械冷卻液泵的制作方法
【專利說明】混合型電動(dòng)機(jī)械冷卻液泵
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]這是2011年2月6日提交的標(biāo)題為“冷卻液栗(Coolant Pump) ”的美國專利申請序列號(hào)12/937，746的部分繼續(xù)申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及具有機(jī)械操作模式和電動(dòng)操作模式兩者的冷卻液栗。
【背景技術(shù)】
[0004]可從DE 102 14 637 Al中獲知冷卻液栗。為了能夠?qū)崿F(xiàn)具有這種冷卻液栗的車輛的不同驅(qū)動(dòng)操作狀態(tài)，所述車輛具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和另外機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置，提供可由電動(dòng)機(jī)和/或機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的行星傳動(dòng)。然而，這種設(shè)計(jì)就其機(jī)械構(gòu)造而言是復(fù)雜的并且易于受操作不一致性影響。
[0005]因此，本發(fā)明的目的在于制造一種冷卻栗，其具有相較于現(xiàn)有技術(shù)更簡單且更可靠的設(shè)計(jì)并且其操作更有效且自動(dòng)防止故障危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，栗輪軸被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)部分和與所述驅(qū)動(dòng)部分分開的從動(dòng)部分。離合器布置在驅(qū)動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間并且可打開以便將所述兩個(gè)部分分開，并且所述離合器可關(guān)閉以便連接這兩個(gè)部分。在這個(gè)實(shí)施方案的情況下，栗輪既可由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)也可由機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，每種情況獨(dú)立地進(jìn)行。
[0007]在本發(fā)明的情況下，提供多個(gè)栗，以使得機(jī)械栗接替電動(dòng)栗的功能以便在電動(dòng)栗將效率低下或不足的操作條件下提高栗功率。還可以獲得電動(dòng)栗的自動(dòng)防止故障危害功能，因?yàn)樵陔娏?yīng)出現(xiàn)中斷的情況下電動(dòng)栗可聯(lián)接到機(jī)械栗。
[0008]本發(fā)明的特征之一是使用完全可變冷卻液栗的重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)顯示出需要兩種不同體積的冷卻液流。需要較小體積或量的冷卻液流(即“基流”)例如以便避免發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱點(diǎn)。需要較大體積或量的冷卻液流(即“峰流”)例如以便在全負(fù)載條件下冷卻車輛。
[0009]原則上，本發(fā)明的以下實(shí)現(xiàn)方式是可能的:
[0010](A)雖然可以使兩種栗類型并行地操作，但根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選的是提供串聯(lián)連接的電動(dòng)栗和機(jī)械栗，其中受控的離合器例如基于壓力測量值或?qū)﹄娏?yīng)的監(jiān)測而執(zhí)行聯(lián)接機(jī)械栗的功能。
[0011](B)在機(jī)械操作的栗和電動(dòng)操作的栗順序布置的情況下，優(yōu)選的是兩個(gè)栗使用單個(gè)栗輪。
[0012](C)根據(jù)本發(fā)明還可能的是，由于冷卻液栗的尺寸縮小，所述冷卻液栗既適于多用途車輛領(lǐng)域也適于客運(yùn)車輛領(lǐng)域。在客運(yùn)車輛領(lǐng)域的情況下，可通過精確地調(diào)整基本的冷卻液流來改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱行為。
[0013](D)在混合動(dòng)力車輛中，本發(fā)明也可在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)提供冷卻液流。交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)和電池的運(yùn)行需要冷卻液流。因此，所需要的冷卻液流可由電動(dòng)栗和機(jī)械驅(qū)動(dòng)栗根據(jù)本發(fā)明的組合來提供，而不像現(xiàn)有技術(shù)那樣需要輔助栗。
[0014]本發(fā)明具有許多益處和優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)防止故障危害設(shè)計(jì)，這是因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置被停用時(shí)可以僅由機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置來致動(dòng)栗輪。通過致動(dòng)離合器實(shí)現(xiàn)與機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置斷開聯(lián)接。在離合器的靜止位置中，栗輪軸由機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，可通過電動(dòng)機(jī)構(gòu)將離合器保持在停用狀態(tài)。在出現(xiàn)電氣故障的情況下，離合器自動(dòng)將機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置連接到栗輪。
[0016](2)用于致動(dòng)驅(qū)動(dòng)側(cè)的兩種操作原理，其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)可全部與從動(dòng)側(cè)斷開聯(lián)接，或者兩個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)可僅單個(gè)與從動(dòng)側(cè)斷開聯(lián)接。
[0017](3)用于與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)接/斷開聯(lián)接的直列式概念。優(yōu)選被設(shè)計(jì)為無刷直流(“DC”)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置布置在栗輪軸的從動(dòng)側(cè)上。有離合器連接的機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和另外電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以對齊方式布置在冷卻液栗的同一個(gè)軸線上并且僅驅(qū)動(dòng)單個(gè)栗輪。這是優(yōu)選的實(shí)施方案。
[0018](4)根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的概念與不同的冷卻液栗設(shè)計(jì)兼容。
[0019](5)如果冷卻液栗是用于客運(yùn)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，那么根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于停滯狀態(tài)時(shí)可提供液壓能。主栗輪可通過電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生操作后冷卻。
[0020](6)可利用根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗獲得順序操作邏輯，因?yàn)槔踺喛捎呻妱?dòng)機(jī)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
[0021](7)驅(qū)動(dòng)側(cè)上的軸承和從動(dòng)側(cè)上的軸承可以對齊方式布置在同一個(gè)輪軸上。
[0022](8)當(dāng)栗輪僅僅由機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn))恢復(fù)電能。從能量方面而言，這在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的超限運(yùn)行模式下是尤其可能的。
[0023](9)通過斷開聯(lián)接機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和借助于電動(dòng)機(jī)的操作來為大部分操作狀態(tài)提供足夠的冷卻能力。
[0024](10)由于冷卻液栗的三次功率特性曲線，電動(dòng)機(jī)提供基本的體積流量。通過聯(lián)接機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置(不具有電動(dòng)機(jī)栗)來產(chǎn)生用于最大冷卻能力的最大傳輸功率。
【附圖說明】
[0025]根據(jù)以下基于附圖對示例性實(shí)施方案的描述，可以得出本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征，在附圖中:
[0026]圖1示出穿過根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的實(shí)施方案的截面圖；
[0027]圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻回路的示意性構(gòu)造；
[0028]圖3和圖4示出針對兩個(gè)瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)周期的栗輪旋轉(zhuǎn)速度相對于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的兩個(gè)統(tǒng)計(jì)分布圖；
[0029]圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的實(shí)施方案的功率消耗；
[0030]圖6和圖7分別示出針對根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的實(shí)施方案的冷卻液流情況和功率消耗；
[0031]圖8是根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的實(shí)施方案的橫截面圖；并且
[0032]圖9是利用根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗的實(shí)施方案的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻回路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1示出穿過根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的冷卻液栗15的截面圖。冷卻液栗15具有布置在栗輪軸(也被稱為“葉輪軸”)上的栗輪(也被稱為“葉輪”)。栗輪軸被分成驅(qū)動(dòng)部分3和從動(dòng)部分11。在示出的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)部分3形成為凸緣形結(jié)構(gòu)，在這個(gè)實(shí)例中呈皮帶輪形式的機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置I以可旋轉(zhuǎn)的方式固定地連接到所述凸緣形結(jié)構(gòu)。在示出的實(shí)施方案中，由凸緣形結(jié)構(gòu)3和皮帶輪I構(gòu)成的布置通過軸承6安裝在外殼7中。
[0034]機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置I可連接到機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在示出的實(shí)施方案中，可以使用帶傳動(dòng)。僅示出皮帶輪I以便簡化說明。
[0035]栗輪(葉輪)軸的從動(dòng)部分11通過兩個(gè)軸承6和10安裝在外殼7中，并且在其自由端16處支撐栗輪13。此處，從動(dòng)部分11的自由端16通過密封件12相對于外殼7密封，所述密封件12布置在栗輪13與軸承10之間。
[0036]如圖1中所示，栗輪軸的從動(dòng)部分11和驅(qū)動(dòng)部分3可通過離合器4連接，所述離合器布置在兩個(gè)部分3與11之間。離合器4例如可具體化為具有線圈5的電磁離合器。
[0037]電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置定位在栗輪軸的從動(dòng)部分11中，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以與從動(dòng)部分11上的機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置3軸向?qū)R的方式進(jìn)行布置，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具有其轉(zhuǎn)子9和圍繞所述轉(zhuǎn)子9的定子8。此處，如圖1中所示，轉(zhuǎn)子9和定子8定位在外殼7中。
[0038]任選的霍爾效應(yīng)裝置14可布置在轉(zhuǎn)子9與軸承6之間。
[0039]在根據(jù)本發(fā)明的冷卻液栗15的這種設(shè)計(jì)的情況下，可以通過打開離合器4將栗輪13與機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置I完全分開。此處，優(yōu)選地具體化為無刷直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置布置在栗輪軸的從動(dòng)部分11的那一側(cè)上。當(dāng)從動(dòng)部分11通過打開的離合器4與驅(qū)動(dòng)部分3分開時(shí)，這允許電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置提供在可預(yù)定的功率范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)的冷卻液流，所述可調(diào)節(jié)的冷卻液流獨(dú)立于冷卻液栗15所連接的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。
[0040]為了這個(gè)目的，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子9直接布置在栗輪軸的從動(dòng)部分11上，如從圖1中可看到的。定子