可控机械式机动车辆冷却剂泵的制作方法

本发明涉及一种可控机械式机动车辆冷却剂泵，特别是一种可控机械式机动车辆冷却剂泵，其被配置为以相对较高的流速泵送液体冷却剂通过机械式机动车辆的内燃机的冷却回路。

背景技术：

1、机械式机动车辆冷却剂泵由内燃机的曲轴机械驱动，例如通过皮带驱动、链条驱动或齿轮传动。因此，机械式机动车辆冷却剂泵的冷却剂泵轮的转速始终与内燃机曲轴的转速成比例。然而，内燃机的冷却需求通常与曲轴的转速不成比例。因此，可控机械式机动车辆冷却剂泵具有允许在不控制冷却剂泵轮的转速的情况下控制冷却剂排放流的布置。实现排放流控制的一个概念是提供一种控制滑块，该控制滑块被配置为可相对于冷却剂泵轮轴向移动，以便通过用控制滑块的圆柱形侧壁部分或完全地覆盖冷却剂泵轮的径向外部来控制冷却剂泵轮的有效排放流截面。

2、这种可控机械式机动车辆冷却剂泵在wo2017/076649a1中公开。公开的冷却剂泵包括推出压力腔室，该推出压力腔室被配置为液压加压，以便产生液压推出推力，该液压推出推力沿轴向泵送方向将控制滑块轴向推过冷却剂泵轮。推出压力腔室由控制滑块的滑块底壁以及横向壳体表面轴向限定，并且由内滑块支撑表面径向向内限定，该内滑块支撑表面可移动地支撑滑块底壁的径向内底壁表面。

3、横向壳体表面由第一壳体元件限定，并且内滑块支撑表面由单独的第二壳体元件限定，该第二壳体元件轴向邻接第一壳体元件的横向壳体表面。然而，第二壳体元件和横向壳体表面之间的未密封接触界面允许加压液体从流体通道泄漏到推出压力腔室中，该流体通道位于第二壳体元件内的内滑块支撑表面径向向内处。这种泄漏可能导致推出压力腔室的液压无意地增加，这反过来可能导致控制滑块无意地朝向冷却剂泵轮移动，从而通过控制滑块无意地减少冷却剂泵轮的有效排放流截面。然而，冷却剂泵的排放流不足可能会对机动车辆的内燃机造成严重损坏。

4、因此，本发明的目的是提供一种可控的机械式机动车辆冷却剂泵，其允许可靠地控制冷却剂排放流。

5、该目的是通过具有权利要求1分特征的可控机械式机动车辆冷却剂泵来实现的。

技术实现思路

1、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵是流量泵，优选离心泵，其被配置为将液体冷却剂(例如水)从泵入口泵送到泵出口。根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵优选地被配置为通过内燃机的冷却回路泵送液体冷却剂。

2、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵具有在轴向泵送方向上延伸的可旋转驱动轴。驱动轴被配置为由机动车辆的发动机机械地驱动，例如通过齿轮传动、皮带传动或链条传动。

3、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵还设有冷却剂泵轮，该冷却剂泵轮与驱动轴可共同旋转地连接，并且该冷却剂泵轮被配置为将液体冷却剂从泵入口泵送到泵出口。优选地，冷却剂泵轮设置在驱动轴的轴向端部，并且泵入口设置为与冷却剂泵轮同轴，使得液体冷却剂相对于冷却剂泵轮的中心部分轴向流动。泵出口优选地布置在冷却剂泵轮的径向外侧，使得液体润滑剂通过旋转冷却剂泵轮产生的离心力向泵出口加速。

4、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵还设有横向壳体表面，横向壳体表面相对于驱动轴基本上横向延伸并且径向地围绕驱动轴。横向壳体表面优选地基本上垂直于驱动轴。横向壳体表面不必完全平坦，但也可以具有轴向突出和/或轴向凹陷的表面部分。

5、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵还设有圆柱形内滑块支撑表面，该内滑块支撑表面径向围绕驱动轴并且与驱动轴同轴。圆柱形内滑块支撑表面通常是环形-圆柱形的，即具有环形径向截面，但通常可以具有任何径向截面形状，例如椭圆形或多边形。

6、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵还设有基本上罐形的控制滑块，其相对于驱动轴和冷却剂泵轮同轴地布置，并且径向地围绕驱动轴。控制滑块优选地设计为单件。控制滑块包括基本上圆柱形的滑块侧壁，滑块侧壁被配置为径向围绕冷却剂泵轮，即，滑块侧壁设有略大于冷却剂泵轮的外直径的内直径。滑块侧壁通常是环形-圆柱形的。控制滑块还包括滑块底壁，滑块底壁相对于驱动轴基本上横向延伸并且沿轴向布置在冷却剂泵轮和横向壳体表面之间。滑块底壁的径向内底壁表面在控制滑块的所有可能的移动位置上由内滑块支撑表面可移动地支撑。

7、控制滑块被配置为可相对于冷却剂泵轮在最大排放流位置和最小排放流位置之间轴向移动，以便通过用圆柱形滑块侧壁部分或完全覆盖冷却剂泵轮的径向向外排放流截面来控制有效排放截面，从而控制从冷却剂泵轮流出的排放流。控制滑块优选地被配置为如果定位在最小排放流位置，则完全覆盖冷却剂泵轮的排放截面，并且如果定位在最大排放流位置，则完全敞开冷却剂泵轮的排放截面。在任何情况下，如果控制滑块定位在最小排放流位置，则冷却剂泵轮的有效排放截面(即，未被控制滑块的滑块侧壁覆盖的排放截面的部分)小于控制滑块定位在最大排放流位置时的有效排放截面。

8、根据本发明的可控机械式机动车辆冷却剂泵还设有推出压力腔室，该推出压力腔室位于滑块底壁和横向壳体表面之间。推出压力腔室在一个轴向侧由横向壳体壁限定，并且径向向内由内滑块支撑表面限定。推出压力腔室被配置为液压加压，以便产生液压推出推力，该液压推出推力将滑块底壁推动远离横向壳体表面并朝向冷却剂泵轮，从而将控制滑块推向最小排放流位置。推出压力腔室通常是环形的并且径向围绕驱动轴。推出压力腔室优选地被配置为通过填充加压冷却剂而液压加压。

9、根据本发明，横向壳体表面和内滑块支撑表面均由第一壳体元件限定。因此，在推出压力腔室的径向内侧处的分离壳体元件之间没有液体可以通过以泄漏到推出压力腔室中的接触界面。这避免了推出压力腔室的意外加压，因此提供了对控制滑块位置以及冷却剂泵的排放流的可靠控制。内滑块支撑表面尤其由第一壳体元件的圆柱形突起限定，该圆柱形突起从横向壳体表面轴向突起。横向壳体表面和内滑块支撑表面优选均由支撑驱动轴的主壳体主体限定。

10、在本发明的优选实施例中，第一壳体元件还限定圆柱形外滑块支撑表面，该外滑块支撑表面可移动地支撑圆柱形滑块侧壁的径向外侧壁表面，使得控制滑块由相同的壳体元件支撑在其径向内侧和径向外侧。这允许非常精确地限定内滑块支撑表面和外滑块支撑表面之间的径向距离，因为只需要考虑单个壳体元件的制造公差。滑块支撑表面的精确制造确保通过密封环可靠地密封控制滑块和周围壳体元件之间的径向间隙，这避免或至少最小化从推出控制腔室泄漏的液体。控制滑块腔室的精确制造还确保控制滑块在周围壳体元件内的可靠和平稳的可移动支撑。这确保了对控制滑块位置的可靠控制，从而确保对冷却剂泵的排放流的可靠控制。

11、优选地，可控机械式机动车辆冷却剂泵设有辅助泵送单元，该辅助泵送单元被配置为对推出压力腔室进行液压加压。根据本发明的辅助泵送单元是所谓的侧通道泵，其包括辅助泵送单元侧通道和辅助泵送单元泵轮。辅助泵送单元侧通道由分离的第二壳体元件限定，该第二壳体元件布置在冷却剂泵轮和第一壳体元件的横向壳体表面之间。辅助泵送单元泵轮在冷却剂泵轮的背面与冷却剂泵轮一体设置，该背面面向第二壳体元件。辅助泵送单元允许在不需要外部液压源的情况下液压致动控制滑块，其中辅助泵送单元非常紧凑，因此不需要大量额外的安装空间。

12、在本发明的优选实施例中，可控机械式机动车辆冷却剂泵设有推出压力腔室馈送通道，该推出压力腔室馈送通道被配置为将推出压力腔室与辅助泵送单元侧通道的排放侧流体连接，其中推出压力腔室馈送通道的一部分在驱动轴和内滑块支撑表面之间延伸。推出压力腔室馈送通道特别地从限定辅助泵送单元侧通道的第二壳体元件轴向延伸到限定内滑块支撑表面的第一壳体元件的轴向突出部分，并且轴向穿过突出部分的整个轴向范围延伸到横向壳体表面后面。通常，控制阀设置在第一壳体元件内，用于控制从推出压力腔室馈送通道流入推出压力腔室的液体。推出压力腔室馈送通道的特定设计在辅助泵送单元和推出压力腔室之间提供了可靠的流体连接，不需要任何复杂的密封或显著的额外安装空间。

13、优选地，可控机械式机动车辆冷却剂泵设置有位于冷却剂泵轮和滑块底壁之间的推入压力腔室，并且被配置为液压加压以产生液压推入推力，该液压推入推力将滑块底壁推离冷却剂泵轮。推入压力腔室优选在泵操作期间永久加压。例如，推入压力腔室可以与(主)冷却剂泵轮的排放流截面流体连通，使得推入压力腔室在泵操作期间永久充满具有泵排放压力的加压冷却剂。在这种情况下，辅助泵送单元提供的当前压力必须始终高于冷却剂泵轮提供的当前压力，以便允许通过控制推出压力腔室的液压来控制控制滑块位置。或者，推入压力腔室可以流体连接到辅助泵送单元泵轮的排放侧，其中由至少一个控制阀控制推入压力腔室的液压与推出压力腔室的液压之间的比率，并从而控制控制滑块位置。也可能是，辅助泵送单元被配置为提供两种不同的液压水平，其中推入压力腔室永久地流体连接到辅助泵送单元的较低液压水平，并且推出压力腔室可选择性地流体连接到辅助泵送单元的较高液压水平，以便控制推出压力腔室的液压。推入压力腔室允许控制滑块完全液压地移动，而不需要任何机械致动装置，例如预加载弹簧等。