[发明专利]可调整的冷却剂泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种由皮带轮驱动的用于内燃机的可调整的冷却剂泵。

背景技术

在现有技术中已经描述了用于内燃机的可调整的冷却剂泵，该冷却剂泵由内燃机的曲轴通过皮带轮驱动，并且在该冷却剂泵中涡轮可控地例如结合摩擦副由泵轴驱动。

申请人在专利文献DE 100 57 098 C1中介绍了一种得到证明的可调整的冷却剂泵，在该冷却剂泵中在泵壳体中静止地布置励磁线圈，该励磁线圈可以与不可旋转的、然而在弹簧加载的情况下可移动地布置在驱动轴上的、在涡轮侧设有摩擦片衬面的电枢盘有效连接，从而在磁场切断时由于弹簧压力由电枢盘将可旋转地布置在驱动轴上的涡轮一同带动。

因为在该结构形式中同步摩擦力矩非常受供使用的磁性结构空间的限制，所以该解决方案必然要进一步改进。

基于该解决方案的申请DE 102 35 721 A1描述了一种结构空间最优化的可调整的冷却剂泵，该冷却剂泵具有可从电磁离合器的摩擦盘传递到涡轮上的显著提高的驱动扭矩。

该提高的驱动扭矩由压紧力的提高引起，通过在摩擦盘和涡轮之间由用于冷却介质的流入环和流出环建立支持压紧力的低压并且同时在操作期间借助于溢流孔在离合器侧用冷却介质的压力加载摩擦盘引起该压紧力的提高。

借助于可以用这样的冷却剂泵实现的两点调节可以改变冷却剂泵的冷却功率和驱动功率。

然而，汽车的冷却剂泵的驱动功率或者说冷却功率的最优化调节应该避免在启动发动机时立即使用强制冷却，由此显著减少发动机的热运转阶段，该热运转阶段具有所有在该阶段出现的缺点，例如摩擦损耗提高、排放值提高和燃料消耗提高。

现在为了实现这样的更短期的具有由此引起的优点的发动机加热，用上述的结构形式在冷启动发动机时脱开冷却剂泵的驱动装置。

如果发动机已经达到其工作温度，那么就激活具有适合该离合器结构形式的、由功能引起的磨损问题的相应的摩擦离合器并且接通冷却剂泵的驱动装置。

在此，大量冷的冷却剂被泵入加热到工作温度的发动机内，使得该发动机立即强烈地冷却。

然而在此，部分地再次补偿快速加热发动机的所希望的优点。

此外，在重新接通较大的冷却剂泵时，由于所要求的质量加速要克服非常高的扭矩，该扭矩必然导致高的构件负荷。

在US 48 28 455中描述了一种解决方案，其中可以借助于开槽的可轴向运动的盘改变涡轮的有效涡轮宽度。

由DE 199 01 123 A1同样公开了一种具有敞开的涡轮和可调节的滑阀的可调整的冷却剂泵，该滑阀具有开槽的可轴向运动的底座，其中可以借助于滑阀的电动、液压或者气动操作的移动改变涡轮的有效涡轮宽度。

然而，这两种上述的结构形式的显著缺点中的一个缺点在于开槽的滑阀只能结合简单弯曲的敞开的叶轮进行应用。

然而，该简单弯曲的叶轮必然具有较低效率。

申请人在DE 103 14 526 A1中介绍了滑阀的另一种结构形式。在此，涉及电磁操作的在冷却剂泵的吸入区域内工作的阀芯。

在设备技术和动力技术上大的泵单元中使用阀芯的另一种结构形式(对照C.Pfleider的“Kreiselpumpen”，Springer出版社，第四版(1955)，第422页)。

这种称作旋转节流环的结构形式是与工作轮同中心布置的可轴向移动的阀芯，该阀芯在关闭位置中应该抑制液体从涡轮流出到压力螺旋中并且用于截止体积流量。

在DE 881 306 C中例如描述了一种这样的可轴向运动的、弹簧加载的、可液压调节的、在压力区域内工作的旋转节流环，该旋转节流环能够在弹簧作用下在使用轮侧空间的压力差的情况下强烈限制输送体积流量。

然而，该叶轮泵技术的解决方案不适用于汽车技术中的冷却剂泵，因为其中例如滑阀由于弹簧作用而关闭，使得调节的失灵也必然意味着冷却剂泵的失灵，并且在调节失灵后不能确保冷却剂泵的进一步运转(故障保险(Fail-safe))。

此外，在该结构形式中导向机构始终遭受具有冷却介质的不可避免的脏物如型砂、金属颗粒以及类似物的工作介质，这些脏物例如出自制造过程或者由于磨损产生，从而到达导向机构内的脏物颗粒必然导致卡住滑阀。

此外，不能用在现有技术中描述的滑阀在关闭的状态中实现“零-泄漏”。