專(zhuān)利名稱(chēng)：冷卻劑泵的驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置由專(zhuān)利DE-A 199 32 359可知。此外還涉及如權(quán)利要求9前序部分所述的用于汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)的冷卻劑泵轉(zhuǎn)速控制方法。
背景技術(shù)：
由專(zhuān)利DE-A199 32 359可知一種使用液體摩擦離合器的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置，該液體摩擦離合器與用以驅(qū)動(dòng)冷卻劑泵的皮帶傳動(dòng)輪集成在一起。通過(guò)該電磁可控的液體摩擦離合器可以控制冷卻劑泵轉(zhuǎn)速在總的轉(zhuǎn)速范圍無(wú)級(jí)變速，以便與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻需求相匹配。當(dāng)然該冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置也有缺點(diǎn)，當(dāng)液體摩擦離合器發(fā)生故障，如液體泄漏時(shí)就不能傳遞轉(zhuǎn)矩，冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)停止，此時(shí)無(wú)法保證對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻，從而不利于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。其中在傳動(dòng)系統(tǒng)中串聯(lián)的液體摩擦離合器是可換檔的，離合器發(fā)生故障時(shí)，該冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置缺乏保證安全工作的冗余。
由專(zhuān)利DE-A197 46 359可知一種可調(diào)節(jié)的冷卻劑泵，其中永磁性離合器位于傳動(dòng)系統(tǒng)中皮帶傳動(dòng)和冷卻劑泵之間，是可換檔的。通過(guò)改變磁性渦流離合器的間隙可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)化。當(dāng)離合器發(fā)生故障時(shí)，該冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置也缺乏必要的冗余以保證安全工作。
最后根據(jù)專(zhuān)利DE-A199 40 538又可知一種冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置，其中通過(guò)磁性可控的液體摩擦離合器可對(duì)轉(zhuǎn)矩按級(jí)傳遞和調(diào)節(jié)。當(dāng)離合器發(fā)生故障時(shí)，該冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置也缺乏必要冗余以保證安全工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有上述輸入特性的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置，一方面能夠充分調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速并在較低花費(fèi)和生產(chǎn)消耗的情況下保證故障時(shí)的高安全性(冗余)。本發(fā)明也提供一個(gè)控制冷卻劑泵轉(zhuǎn)速的方案，以便與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻需求相匹配。
本發(fā)明任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1和9的技術(shù)特征來(lái)完成。在傳動(dòng)系統(tǒng)中平行設(shè)置(Paralleschaltung)第二個(gè)離合器以產(chǎn)生當(dāng)?shù)谝粋€(gè)離合器發(fā)生故障時(shí)的冗余，即冷卻劑泵可繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。反之亦然，當(dāng)?shù)诙€(gè)離合器發(fā)生故障時(shí)則由第一個(gè)離合器運(yùn)轉(zhuǎn)即液體摩擦離合器減速驅(qū)動(dòng)冷卻劑泵。第二個(gè)即附加的離合器與皮帶輪同步轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而液體摩擦離合器的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速則相對(duì)于皮帶輪減速，冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)總共分為兩級(jí)即該泵第一檔是以減速被驅(qū)動(dòng)，而第二檔是以與皮帶輪同步轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)。降低的轉(zhuǎn)速，即相對(duì)于皮帶輪轉(zhuǎn)速的減速傳動(dòng)比可通過(guò)對(duì)液體摩擦離合器的配置來(lái)確定。例如通過(guò)對(duì)粘度，摩擦寬度和其他參數(shù)的選擇來(lái)確定這種液體摩擦離合器的轉(zhuǎn)差率。第二個(gè)即附加的離合器通常是一個(gè)可換檔離合器，根據(jù)需要可自動(dòng)或以允許的方式提高到較高轉(zhuǎn)速。通常這種兩級(jí)驅(qū)動(dòng)已夠用，而且成本低。
根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，將可換檔離合器制成電磁離合器形式，該離合器驅(qū)動(dòng)功率大并且操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)有利于安裝到皮帶驅(qū)動(dòng)的皮帶輪內(nèi)或皮帶輪上。根據(jù)對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)方案，電磁離合器安裝在皮帶輪的一個(gè)側(cè)面，即有冷卻劑泵的一面而液體摩擦離合器安裝在另一側(cè)面。這樣可以使皮帶輪上的兩個(gè)離合器總體結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，并可以使驅(qū)動(dòng)軸上懸空的皮帶輪軸承得到一個(gè)較短的軸承中心距。
根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，與兩個(gè)離合器連接的皮帶輪作為一個(gè)預(yù)先裝配的結(jié)構(gòu)組件，安裝在一個(gè)空心軸上并且通過(guò)該軸簡(jiǎn)便地與冷卻劑泵葉輪的驅(qū)動(dòng)軸相連。該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)組件也可用在驅(qū)動(dòng)其他伺服機(jī)構(gòu)，如轉(zhuǎn)向增力泵或空調(diào)壓縮機(jī)，用在這類(lèi)場(chǎng)合，優(yōu)先考慮這種具有兩級(jí)不同轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)裝置。
按照發(fā)明提出的兩級(jí)驅(qū)動(dòng)方案，根據(jù)不同的參數(shù)由一檔換至另一檔。一方面冷卻劑泵或別的機(jī)構(gòu)以換算轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)，全轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)對(duì)于冷卻裝置來(lái)說(shuō)是不需要的甚至是有害的，即對(duì)冷卻劑泵葉輪造成氣蝕損害。另一方面當(dāng)冷卻劑溫度、油溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或其它參數(shù)較高時(shí)，冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)可用較高的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
圖1為一種附有連續(xù)的驅(qū)動(dòng)軸的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置；
圖2為一種附有預(yù)先裝配的驅(qū)動(dòng)組件的改進(jìn)后的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一個(gè)冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置1，該冷卻劑泵用于圖中未示的汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)。冷卻劑泵葉輪2固定在驅(qū)動(dòng)軸3的左端3a，位于軸承殼體5內(nèi)的冷卻劑泵軸承4可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在該軸上。在驅(qū)動(dòng)軸3(也可稱(chēng)為冷卻劑泵軸)的另一端3b固定有一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件6，用以驅(qū)動(dòng)冷卻劑泵葉輪2。驅(qū)動(dòng)組件6上設(shè)有一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)輪的皮帶輪7，通過(guò)位于驅(qū)動(dòng)軸3末端3b上可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾珠軸承8安置。皮帶輪7由圖中未示的汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)皮帶傳動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，即是通過(guò)一個(gè)具有固定轉(zhuǎn)速比的機(jī)械傳動(dòng)裝置直接驅(qū)動(dòng)。皮帶輪7的橫截面約成T型，有一個(gè)過(guò)梁7a，在7a的右側(cè)和左側(cè)各安裝有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸3末端3b連接的制動(dòng)盤(pán)9、10。右側(cè)的制動(dòng)盤(pán)9是液體摩擦離合器11的部件，液體摩擦離合器11由前面提到的皮帶輪7的過(guò)梁7a及外殼12組成，液體充入皮帶輪7中，由外殼12圍成的封閉驅(qū)動(dòng)室13中充滿(mǎn)一種黏性介質(zhì)(硅絕緣油)。在外殼12外面安置一個(gè)冷卻凸緣14用以散除液體摩擦熱量。在過(guò)梁的左側(cè)安置的制動(dòng)盤(pán)10是電磁離合器15的部件，電磁離合器15上有一個(gè)固定安置在線(xiàn)圈套17內(nèi)的勵(lì)磁線(xiàn)圈16，線(xiàn)圈套17固定在軸承殼體5附近，該線(xiàn)圈套17帶有一個(gè)導(dǎo)電裝置18。電磁離合器15的可轉(zhuǎn)動(dòng)部分由磁導(dǎo)環(huán)19和磁性銜鐵20組成。磁導(dǎo)環(huán)19固定在皮帶輪7上，磁性銜鐵20在彈簧板21上可軸向移動(dòng)并與制動(dòng)盤(pán)10抗扭轉(zhuǎn)連接。
圖2表示本發(fā)明一種變化形式的實(shí)施例，相同的部分用同樣的標(biāo)記。該實(shí)施例的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置上有一個(gè)預(yù)先裝配的驅(qū)動(dòng)組件22，安裝在空心軸23上并借助一個(gè)中心螺栓24與冷卻劑泵軸25固定連接。螺栓24旋入位于冷卻劑泵軸25末端25a的螺紋孔26內(nèi)并擰緊從而使安裝有制動(dòng)盤(pán)9’，10’及軸承8’(軸承套環(huán))的空心軸23頂靠軸末端25a的端面。同時(shí)可通過(guò)制動(dòng)盤(pán)10’的輪轂使空心軸23相對(duì)于冷卻劑泵軸25居中?？山柚行穆菟?4和空心軸23確保驅(qū)動(dòng)組件22的安裝。液體摩擦離合器11上設(shè)有外殼27，外殼的中心區(qū)域是一個(gè)通孔28，空心軸23可在通孔28內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。通孔由軸密封圈29密封。除了相對(duì)于圖1所示實(shí)施例1變化的制動(dòng)盤(pán)10’外，另一個(gè)離合器即電磁離合器15不變。位于空心軸23上的驅(qū)動(dòng)組件22結(jié)構(gòu)上允許除固定勵(lì)磁線(xiàn)圈外的所有組件預(yù)先裝配，這樣驅(qū)動(dòng)組件22就能作為完整的結(jié)構(gòu)組件提供和安裝。如前所述的驅(qū)動(dòng)組件22也可用于汽車(chē)上其它伺服機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。優(yōu)先考慮這種多級(jí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置。
如圖1、圖2所示的本發(fā)明實(shí)施例的作用是相同的，并描述如下當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈16未經(jīng)導(dǎo)電裝置18通電時(shí)，電磁離合器15是斷開(kāi)的，即無(wú)轉(zhuǎn)矩由皮帶輪7作用在制動(dòng)盤(pán)10上，因而對(duì)冷卻劑泵軸3不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)。相反液體摩擦離合器11在發(fā)揮作用，通過(guò)驅(qū)動(dòng)室13內(nèi)的硅絕緣膠，摩擦力矩從皮帶輪7及與其相連的外殼12上傳遞到制動(dòng)盤(pán)9上。這樣就驅(qū)動(dòng)了冷卻劑泵軸3，當(dāng)然其轉(zhuǎn)速相對(duì)于皮帶輪7的轉(zhuǎn)速降低。制動(dòng)盤(pán)9和皮帶輪7之間的轉(zhuǎn)速差由液體摩擦離合器11已知的轉(zhuǎn)差率產(chǎn)生，并受不同因素如硅絕緣膠粘度、間隙寬度或負(fù)載影響。受到影響的轉(zhuǎn)差率一定程度上表明了降低轉(zhuǎn)速的減速傳動(dòng)比。根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)如果只提高轉(zhuǎn)速到第二檔，電磁離合器15導(dǎo)通并開(kāi)動(dòng)。按以下方式導(dǎo)通并開(kāi)動(dòng)離合器與彈簧鋼板21的作用力方向相反，銜鐵20被吸緊在導(dǎo)磁環(huán)19上，并產(chǎn)生正交壓緊力，該力通過(guò)彈簧鋼板21將制動(dòng)盤(pán)10無(wú)滑動(dòng)帶動(dòng)。冷卻劑泵葉輪2因此與皮帶輪7同步運(yùn)轉(zhuǎn)。液體摩擦離合器11陷入“自動(dòng)停止作用狀態(tài)”，即過(guò)渡為由電磁離合器15起作用。當(dāng)斷電時(shí)電磁離合器15斷開(kāi)，液體摩擦離合器11自動(dòng)工作，即根據(jù)已有的繼續(xù)起作用的轉(zhuǎn)差率，減速驅(qū)動(dòng)葉輪2。由一檔換到另一檔是通過(guò)對(duì)此處未示的控制組件輸入作為發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車(chē)極限值的確定參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載即負(fù)載力矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)功率與冷卻劑溫度比率，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)功率比率。如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超出某確定的極限值，于是從第二檔換至第一檔，泵輪減速運(yùn)轉(zhuǎn)。由此防止冷卻劑泵氣蝕和腐蝕。另外作為對(duì)上述的參數(shù)補(bǔ)充，在下述情況下優(yōu)先考慮換檔當(dāng)熱量需求增加時(shí)換成第二檔。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)和延遲驅(qū)動(dòng)時(shí)也同樣換至第二檔，以使冷卻劑的熱傳遞更好。最后可以在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)優(yōu)先換第二檔，以克服冷卻劑鹽化時(shí)(Versulzung)泵內(nèi)較大的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。
權(quán)利要求
1.用于汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)或其伺服機(jī)構(gòu)冷卻劑循環(huán)的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括由驅(qū)動(dòng)輪(7)、液體摩擦離合器(11)和驅(qū)動(dòng)軸(3)組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一第二離合器(15)，由換檔離合器構(gòu)成并與傳動(dòng)系統(tǒng)中的液體摩擦離合器(11)平行安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述換檔離合器由電磁離合器(15)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述液體摩擦離合器(11)和電磁離合器(15)各有一個(gè)由驅(qū)動(dòng)輪(7)驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)盤(pán)(9，10；9’，10’)，所述制動(dòng)盤(pán)分別固定在位于傳動(dòng)軸(3b，23，25a)上的驅(qū)動(dòng)輪(7)的過(guò)梁(7a)兩側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述液體摩擦離合器(11，11’)的制動(dòng)盤(pán)(9，9’) 可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)室(13)內(nèi)，該驅(qū)動(dòng)室(13)由驅(qū)動(dòng)輪(7)、其過(guò)梁(7a)以及外殼(12，27)構(gòu)成并填充有粘性液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電磁離合器(15)由固定勵(lì)磁線(xiàn)圈(16，17)，與皮帶輪(7)相連的磁導(dǎo)環(huán)(19)以及銜鐵(20)組成，該銜鐵(20)通過(guò)彈簧鋼板(21)可沿軸向移動(dòng)，并與制動(dòng)盤(pán)(10)抗扭連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸(3，25)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置在軸承殼體(5)內(nèi)，在該軸(3，25)輸出端(3a)固定有冷卻劑泵葉輪(2)，而在另一輸出端(3b，25a，23)則固定有制動(dòng)盤(pán)(9、10；9’、10’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電磁離合器(15)安裝在皮帶輪(7)和冷卻劑泵葉輪(2)之間，而勵(lì)磁線(xiàn)圈(16、17)鄰近軸承殼體(5)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)輪由皮帶輪(7)構(gòu)成并與液體摩擦離合器(11’)及電磁離合器(15)的可轉(zhuǎn)動(dòng)部分而非固定部分一起構(gòu)成驅(qū)動(dòng)組件(22)，預(yù)先裝配好并套在驅(qū)動(dòng)軸(25，25a)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件(22)安裝在空心軸(23)上并通過(guò)該空心軸(23)借助中心螺栓(24)與驅(qū)動(dòng)軸(25a，25)相連。
10.用于汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)的冷卻劑泵轉(zhuǎn)速控制方法，該冷卻劑泵由內(nèi)燃機(jī)通過(guò)皮帶機(jī)械傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，其特征在于，該冷卻劑泵在第一檔被減速驅(qū)動(dòng)，而在第二檔以非減速被驅(qū)動(dòng)，并且根據(jù)內(nèi)燃機(jī)參數(shù)實(shí)現(xiàn)由一檔換至另一檔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，由第一檔換至第二檔要求超過(guò)以下參數(shù)的極限值冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或負(fù)載力矩、發(fā)動(dòng)機(jī)功率與冷卻劑溫度比、發(fā)動(dòng)機(jī)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速極限值時(shí)可由第二檔換到第一檔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)的冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括由驅(qū)動(dòng)輪、液體摩擦離合器和驅(qū)動(dòng)軸組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置還提供了一個(gè)第二離合器，該離合器平行于液體摩擦離合器與傳動(dòng)系統(tǒng)相連，從而實(shí)現(xiàn)增加冗余和兩檔轉(zhuǎn)速控制。
文檔編號(hào)F04D15/00GK1666015SQ03815741
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者格羅爾德·舒爾特海斯, 彼得·安布羅斯, 羅爾夫·穆勒, 魯?shù)婪颉に雇锌寺逅_ 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司