冷却装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种冷却装置（1），特别是机动车中内燃机的冷却装置（1），包括：--并入冷却回路（8）中的泵（2），所述泵包括：-一个布置在泵轴（3）上的叶轮（4），-一个可调节的滑道（5），所述可调节的滑道（5）能在所述叶轮（4）上滑动，从而控制所述泵（2）的传输速率，-一个二次泵（6），所述二次泵（6）相似地布置在所述泵轴（3）上，用于产生调节所述滑道（5）的流体压力；-一个3/2-通阀（7），第一位置处的所述3/2-通阀（7）使所述二次泵（6）的施压侧（9）闭合，并使吸入侧（10）与所述冷却回路（8）和所述滑道（8）连接，且第二位置处的所述3/2-通阀（7）使所述二次泵（6）的施压侧（9）与所述滑道（5）连接，所述二次泵（6）的吸入侧（10）与所述冷却回路（8）连接；-减压阀（11），所述减压阀（11）布置在所述二次泵（6）的施压侧上，并在达到预定压力时，在所述冷却回路（8）的方向中打开。
【专利说明】冷却装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括泵的冷却装置，使得叶片安装在泵轴上。
【背景技术】
[0002]机动车中的冷却剂泵通常用于控制用冷却内燃机的冷却剂流，其中这种冷却剂泵的传输速率以冷却要求的函数调节。因此，特别是在内燃机的冷启动阶段期间，不仅不需要冷却，而且即使是不能期望的，因为它延长了冷启动阶段，并且由于它延长了冷处理阶段，并且由于这产生了提高的燃料消耗，以及污染物排放。这种情况下冷却液泵的传输速率的调节或控制通常通过电磁触发的阀门或连接器或其他类型的阀门进行。
[0003]同时已知的是具有可调节滑道的冷却液泵，为了调节泵的传输速率，这些冷却液泵能在泵的叶轮上方滑动。这种情况下滑道的调节通过活塞-缸单元进行，其中对活塞的压力利用另外定位于泵轴上的二次泵产生。如果滑道在该过程中打开，则泵的叶轮自由，因此，二次泵的吸入口和施压侧之间的旁通管通常类似地打开。由此，二次泵的叶轮在冷却液中压力均衡地大幅旋转。然而，如果阀门闭合，二次泵的叶轮能施加压力并由此驱动滑道。由于泵直接通过内燃机驱动，特别是通过机动车中的内燃机驱动，必然能使所述泵在所有的转速范围内变换，这在空转的低转速范围内确实是有问题的，因为这种情况下二次泵的叶轮只能施加小的压力。即使在二次泵的叶轮的高转速下，无论旁通管通道是否打开，也会发生如下情况:二次泵的叶轮施加微小压力，在最坏的情况下，甚至会能驱动滑道，由此降低泵的传输速率，特别是在高转速时，由此内燃机的输出极度损坏了后者。
【发明内容】
[0004]因此，本发明解决了对冷却装置提供改善的实施方式的问题，其可在所有可能的转速范围内可靠并准确地变换。
[0005]根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
[0006]本发明基于当前提供3/2-通阀代替以前常用的2/2-通阀的总体思想，并通过所述阀控制冷却装置的泵的传输速率，特别用于机动车内燃机的冷却装置的泵的传输速率。在此，冷却装置包括所述并入冷却回路的泵，例如冷却液泵，具有布置在泵轴上的叶轮，和可调节的滑道，所述可调节的滑道能在叶轮上滑动，从而调节泵的传输速率。二次泵相似地布置在所述泵轴上，用于施加调节滑道的流体压力。利用根据本发明的3/2-通阀，在第一位置处该3/2-通阀关闭二次泵的施压侧，并使吸收侧与冷却回路连接，且在第二位置处该3/2-通阀使二次泵的施压侧与滑道连接，二次泵的吸入侧与冷却回路连接，如今能够排除如下情况:在高转速下，且无论旁通管道打开，二次泵的叶轮施加微小压力，并借此调节滑道，这将导致冷却中断或导致冷却液的泵的传输速率明显降低。为了防止这种现象，在二次泵的施压侧和3/2-通阀之间提供减压阀，当达到预定压力时，该减压阀在冷却回路方向中打开。在泵的高转速以及二次泵的叶轮的高转速下，二次泵的施压侧由此关闭，其中布置在二次泵下游的减压阀一方面确保了二次泵的施压侧上的燃料压力不会变得高于冷却回路自身中的压力，且另一方面确保了至少来自冷却回路的压力一直存在，由此能实现快速驱动滑道。在这种情况下，二次泵的吸入侧相似地与滑道连接，由此，在所述滑道上产生真空，使得所述滑道由此紧固地固定。借由滑道上存在的真空，滑道的开口也得到支撑，这对于快速变化循环也是有利的。然而，当滑道闭合，即在泵的叶轮上滑动时，二次泵的施压侧先与滑道连接，而二次泵的吸入侧和滑道之间的连接被中断。处于这种变换状态中的二次泵的吸入侧仍与冷却回路具有密切接触。通过向滑道施加真空，滑道可以特别容易操作的方式设计，例如具有显著更易于操作的密封件和/或例如可完全省去复归弹簧。
[0007]显然，这种情况下的二次泵的流体压力通常不直接对滑道起作用，而是对环形活塞起作用，该环形活塞可调节地安装在环形空间内，并与滑道联接。然而，对二次泵的第一位置处的滑道起作用的真空不仅能因例如密封件能被整体省略而赋予环形活塞或滑道进一步更容易操作，而且在3/2-通阀的第一变换位置对滑道或环形活塞起作用的真空可用作另外的失效-保护机制，这支撑或甚至替代现有的复归弹簧。这种情况下的减压阀可被设计为弹簧预载荷的阀，或者以例如在环形活塞上无密封件的方式设计，由此可能产生一定泄露，这防止如下情况:在滑道闭合时，通过二次泵的叶轮未产生过高的正压，因为由于密封件缺失引起的泄露可能性，泄露的超出量返回至冷却回路中。借助于根据本发明的冷却装置，由此能实现泵的易于操作和准确变换的操作，即与泵轴的转速无关。
[0008]这种情况下，根据本发明的冷却装置能缩短内燃机的冷启动时段，由此内燃机更快速地变热，从而产生的污染性排放减少。在内燃机的冷启动时段期间，吸入侧与二次泵的施压侧断开连接，使得二次泵能施加使滑道调节至其闭合位置的流体压力。在冷启动时段增长，即加快内燃机的变热过程的情况下，能使二次泵的施压侧和吸入侧之间的连接增强，并由此大幅降低二次泵产生的流体压力，在此期间滑道调节自身进入其打开位置，并使泵的叶轮自由，使得泵能将冷却液输送至内燃机，使内燃机冷却。
[0009]在根据本发明方案的另一个有利的发展中，上述泵包括环形活塞，该环形活塞在环形空间内可调，并与滑道联接。此时，环形活塞通过轴线方向的轴线密封件以及径向方向的径向密封件相对于环形空间密封。通过施加正压，在此情况下，环形活塞和经由环形活塞在叶轮上方调节滑道，其中例如可通过适宜的弹簧、被支撑或另外通过对环形活塞施加真空进行滑道的反向调节，由此，将环形活塞拉回。通过在环形活塞和环形空间之间提供密封件，此处不会有流体通道，然而纯理论上，这些密封件也可省略，使得环形空间例如用作减压阀。在此情况下，穿过环形空间产生的泄漏物返回至冷却回路，其中根据该实施方式，即使滑道闭合，由二次泵的叶轮也不能产生过高的正压，因为穿过环形空间的持续的泄漏物阻止了这种正压。纯理论上，在该实施方式中，可完全省略其它的减压阀，由此不仅可节省密封件，还可节省减压阀本身。
[0010]同样容易想到，出了泵的试剂泵轮外，二次泵的叶轮能产生压力，从而支持主体泵，其中，如果提供例如减压阀方式的限压阀，这也是可能的。
[0011]本发明的其它重要特征和优点由从属权利要求、附图以及结合附图的相关附图说
明获得。
[0012]应理解的是上述特征以及下文将解释的特征不仅能以上述各组合状态使用，还能以其它组合或分别自身使用，而不背离本发明的范围。[0013]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能上相同的元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1根据本发明的冷却装置，具有并入冷却回路的泵，该泵具有打开的滑道；
[0015]图2如图1所示的图，但滑道是闭合的。
【具体实施方式】
[0016]根据图1和图2，根据本发明的冷却装置1，特别用于机动车中内燃机的冷却回路，包括并入冷却回路8中的泵2，该情况下泵2被设计为冷却液泵。泵2包括布置在泵轴3上的叶轮4，和可调节的滑道5，该滑道5可在叶轮4上方滑动，并由此控制泵2的传输速率。二次泵6相似地布置在泵轴3上，用于施加调节滑道5的流体压力。根据本发明，现提供3/2-通阀7代替先前提供的2/2-通阀，如根据图1所示，在第一位置处该3/2-通阀7闭合二次泵6的施压侧9，并且使吸入侧10与冷却回路8和滑道4连接；且如根据图2所示，在第二位置处该3/2-通阀7使二次泵6的施压侧9与滑道5连接，并使二次泵6的吸入侧10与冷却回路8连接。在二次泵6的施压侧上，另外布置了减压阀11，当达到预定压力(正压)时，减压阀11在冷却回路8的方向上打开。在根据图1和图2的情况下，减压阀11以弹簧预载荷的不复归阀的方式设计，而其他实施方式也容易想到，它们将在下文解释。
[0017]根据本发明提供的3/2-通阀7是制动阀，特别例如为电磁阀。3/2-通阀7可具体地电制动、电磁制动、液压制动、机械制动或气动制动。二次泵6可例如设计为排量泵、涡流泵或侧流道泵。在此情况下，泵的叶轮4以及二次泵6的叶轮4’优先并入在普通的冷却回路8中。此外，可调节的滑道5被设计为调节套筒，其可在轴线方向，即平行于泵2的叶轮4上方的泵轴3的轴线方向切换。
[0018]为了切换滑道5，提供环形活塞12，其可调节地安装在环形空间13中并与滑道5联接。此情况下，这种环形活塞12是可能的，并且甚至能调节滑道5而不用切口。环形活塞12通常通过轴线密封件(未更详细地解释)在轴线方向上相对于环形空间13密封，以及通过径向密封件14在径向方向上相对于环形空间13密封。这还可为组合的轴线/径向密封件。该径向密封件14或轴线密封件也能省略，而不是省略减压阀11，使得在环形活塞12和环形空间13之间积蓄泄漏物，这能防止因二次泵5的叶轮4’产生正压。
[0019]更近地观察图1和图2，可看出该3/2-通阀7包括通过弹簧15预载荷的阀活塞16，其中具有未制动的3/2-通阀7的弹簧15使阀活塞16预载荷入打开位置(见图1)，使得，在此情况下，二次泵6的施压侧9与所述二次泵6的吸入侧10连接，由此二次泵6的叶轮4’不能施加调节滑道5或环形活塞12的流体压力。
[0020]根据本发明的冷却装置I和特别具有相连的3/2-通阀7的根据本发明的泵2能实现滑道5能在泵2的所有转速范围内最佳切换或调节。在先前的2/2-通阀的情况下，特别是在低转速范围内能提供调节环形活塞12从而调节滑道5所需的流体压力是有问题的。出于该原因，环形活塞12以相对易于操作的方式构建，使得即使在低的力下也能易于调节。据此，原理上也能在空载的转速范围内调节。然而，这另一方面要求在高转速下，尽管旁通管通道是打开的，即尽管在根据图1的阀位置，二次泵6的叶轮4’产生微小的压力，但是该微小的压力在最坏的情况下足以驱动滑道5，使滑道5在泵2的叶轮4上滑动，然而，则会将对特别借助于冷却装置在高转速下冷却的内燃机以及此处所需的冷却不利。出于该原因，根据本发明的冷却装置I通过使用3/2-通阀7和减压阀11得到改善。
[0021]在启动时，内燃机应尽可能快地达到其工作温度，以减少一氧化氮的排放，使得在此情况下，通过冷却装置I冷却是不理想的。出于此原因，该阶段时3/2-通阀7假定根据图2所示的位置，由此二次泵6的施压侧9朝向环形活塞12打开，这有利于滑道5在叶轮4上滑动，由此降低泵2的传输速率。闭合二次泵6的叶轮4’的吸入侧10朝向环形活塞12的连接，然而，使得此处仅与冷却回路8接触。
[0022]随着内燃机变热，例如在冷启动时段的末期，现将3/2-通阀7转移至根据图1所示的位置，由此二次泵6的叶轮4’的施压侧9在环形活塞12的方向上闭合。该情况下减压阀11确保二次泵6的施压侧9上的压力不高于冷却回路8自身中的压力，另一方面还确保了至少来自冷却回路8的压力总是存在的，由此可确保环形活塞12的快速制动，以及滑道5的快速调节。在此情况下，二次泵6的吸入侧10与环形活塞12连接，由此在环形空间13中产生真空，从而环形活塞12和滑道5可紧固地固定。通过环形空间13中存在的真空，滑道5的打开可得到另外支撑，由此可相似地实现较快的变换循环。该情况下产生的真空还可用作所谓的失效保护机制，因为在该情况下，如果例如电源故障阻止了 3/2-通阀7的调节，滑道5因环形活塞13内的真空被拉回，且泵2的传输速率提高。取决于环形空间13中产生的真空幅度，甚至能考虑省略弹簧15’，其将滑道5切换至使叶轮4自由的位置。
[0023]取决于相应的轴线/径向密封件14的构造，减压阀11还可整体省略，例如如果这些轴线/径向密封件14不存在，且经由穿过环形空间13，即横向通过环形活塞12的泄漏物能对冷却回路8形成来自二次泵6的施压侧9的正压。在此情况下，不仅减压阀11，而且轴线/径向密封件14可额外省略，这进一步保持了以下巨大优势:环形活塞12以更易于操作的方式可调节地布置。经由泄漏物流回的流体量由此通过泄漏物由二次泵6的施压侧9流入冷却回路8中。
[0024]借助于根据本发明的冷却装置1，特别借助于根据本发明的泵2以及相通的3/2-通阀7，可以相对简单且成本有效的方式实现泵2的特别准确的变换和传输速率的揭露。
【权利要求】
1.一种冷却装置(I)，该冷却装置能用于机动车中的内燃机，包括: 一并入冷却回路(8)中的泵(2)，特别是冷却液泵，所述泵包括: -一个布置在泵轴(3)上的叶轮(4)， -一个可调节的滑道(5)，所述可调节的滑道(5)能在所述叶轮(4)上滑动，从而控制所述泵(2)的传输速率， -一个二次泵(6)，所述二次泵(6)相似地布置在所述泵轴(3)上，用于产生调节所述滑道(5)的流体压力； --一个3/2-通阀(7)，第一位置处的所述3/2-通阀(7)使所述二次泵(6)的施压侧(9)闭合，并使吸入侧(10)与所述冷却回路⑶和所述滑道⑶连接，且第二位置处的所述3/2-通阀(7)使所述二次泵(6)的施压侧(9)与所述滑道(5)连接，所述二次泵(6)的吸入侧(10)与所述冷却回路⑶连接； 一减压阀(11)，所述减压阀(11)布置在所述二次泵(6)的施压侧上，并在达到预定压力时，在所述冷却回路(8)的方向中打开。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述减压阀(11)布置在所述二次泵(6)的施压侧(9)和所述3/2-通阀(7)之间。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述二次泵(6)被设计为排量泵、涡流泵或侧流道泵。
4.根据权利要求1所述的冷却装置，其`特征在于，所述3/2-通阀(7)能电制动、电磁制动、液压制动、机械制动或气动制动。
5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述可调节的滑道(5)被设计为调节套筒，所述可调节的滑道(5)能在所述泵(2)的叶轮(4)上的轴线方向切换。
6.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述3/2-通阀(7)包括利用弹簧(15)预载荷的阀活塞(16)，其中具有未制动的3/2-通阀(7)的所述弹簧(15)在打开位置预载荷所述阀活塞(16)。
7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述泵(2)包括环形活塞(12)，所述环形活塞(12)可调节地安装在环形空间(13)中并与所述滑道(5)联接。
8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述环形活塞(12)通过轴线-径向密封件(14)密封。
9.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述环形活塞(12)不包括轴线/径向密封件(14)，且所述环形空间(13)被设计为减压阀(11)。
10.一种机动车，所述机动车包括根据权利要求1至9中任一项所述的冷却装置(I)。
【文档编号】F04D13/14GK203516133SQ201320236072
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年5月3日 优先权日:2011年7月27日
【发明者】米夏埃尔·鲍曼, 京特·贝茨, 马克·约嫩, 卡尔-海因茨·罗伊特 申请人:马勒国际有限公司