[发明专利]用于内燃机的冷却剂泵

说明书

技术领域

本申请源自2005年8月1日提出的美国专利申请第11/194,382号并并且要求该申请的优先权。

本发明总体上涉及泵，更具体地，涉及一种用于内燃机的冷却剂泵、一种装备这种泵的内燃机、以及一种从这种内燃机散热的方法。

背景技术

许多内燃机依靠冷却液散去可能损坏内燃机的热。在一般的内燃机中，冷却剂通道围绕内燃机的气缸，并且由内燃机本身驱动的水泵使冷却剂循环通过该通道。在大多数的内燃机中，特别是在那些用于动力机动车辆的内燃机中，水泵还使冷却剂循环通过散热器，热在散热器那里被传递到经过散热器的空气中。用于这种内燃机的水泵还可以使冷却剂循环通过用于向车厢内供热的加热器形式的附加热交换器。通常，一旦冷却剂到达规定的操作温度，自动调温器将限制流至散热器的冷却剂的流量以便维持冷却剂通道中的冷却剂的温度大体上恒温。

直接联结到内燃机曲轴的水泵以一定的速度运转，该速度以固定的传动比与该曲轴的速度关联。如果曲轴的速度增加，水泵的速度也增加。但是这通常不能最佳地冷却内燃机或者最好地向散热器或加热器中的任一个提供冷却剂。例如，当汽车内燃机高速运转一段时间并随后在停止位置进入空转状态或者在城市驾驶中进入低速状态时，冷却剂流量将不足以散去高速运转留下的余热。内燃机应当接收到更大的冷却剂流量。同时，在启动时，内燃机将不能使充足的冷却剂循环通过加热器。

附图说明

图1是装备有依照本发明构造进而实施本发明的冷却剂泵的内燃机的示意图；

图2是泵的剖视图；以及

图3是泵的局部拆下的组装状态的立体图。

具体实施方式

现在参照附图，内燃机2包括(图1)设有气缸6的气缸体4，活塞8在气缸6中往复运动，并且活塞8旋转曲轴10，来自内燃机2的动力通过曲轴10传输。燃料在气缸盖12下方的气缸6中燃烧以便产生动力，但是这种燃烧也产生过剩热，必须散去该过剩热以保护内燃机2使其免于损坏。为此，气缸体4和气缸盖10设有冷却剂通道14，诸如水和乙二醇的混合物的冷却液通过冷却剂通道14流动。

实际上，内燃机2本身为冷却剂泵16提供动力，冷却剂泵16使冷却剂循环通过通道14以便吸取气缸6中产生的过剩热。用于运转冷却剂泵16的动力来源于曲轴6，曲轴6装备有带轮18，带轮18上套有带20。带20将动力传输给冷却剂泵16以及其他的附件。

实际上，冷却剂泵16和冷却剂通道14处于冷却剂回路中，除了内燃机2之外，该冷却剂回路还至少包括一次热交换器，该一次热交换器一般采用散热器22的形式，空气流经散热器22以便吸取经过散热器22的冷却剂中的热。该回路还包括采用加热器24形式的二次热交换器，加热器24被设计用于加热机动车辆的车厢。通向加热器24的入口与位于气缸6下游的各冷却剂通道14的其中一个连通，使得冷却剂以升高的温度流入加热器24内。此处，加热器24设置有阀门26，用以控制通过其的冷却剂的流速。在通道14将冷却剂排放到散热器22的位置，加热器24将冷却剂排放回冷却剂通道14内。此处，通道14设有自动调温器28，其能够限制冷却剂的流量，从而，一旦内燃机2到达其操作温度，通道14和加热器24内的冷却剂的温度便保持大体上恒温。

冷却剂泵16包括(图2&图3)壳体30、绕着轴线X在壳体30内旋转的泵轮32、套有带20的带轮34、以及设置在泵轮32和带轮34之间的离合器36。离合器36控制泵轮32旋转的角速度，从而使泵轮32独立于曲轴10运转。至少，泵轮32的转速和曲轴10的转速之比是可变化的。优选地，离合器36是磁粉离合器。

壳体30设有空腔40，空腔40通向内燃机气缸体4一端处的冷却剂通道14，因而该空腔40形成冷却剂回路的一部分。这里，所述的壳体30的一端是打开的并且设有法兰42，壳体30沿着法兰42固定于气缸体4。壳体的另一端70大体上被设有轴向方向的轴承座46的端壁44封闭，泵轮32的一部分穿过该轴承座46伸出。轴向取向的轴承座46容纳密封的减摩轴承48。在靠近端壁44处，壳体30还包括通向空腔40的入口50。

泵轮32包括在壳体30的轴承48中绕着轴线X旋转的轴52，该轴52延伸进入空腔40并且沿另一方向离开空腔40。在空腔40内，泵轮32装配有从轴线X辐射状设置的叶片54。当泵轮32在轴承48上旋转时，其叶片从入口50抽入冷却剂并且迫使冷却剂进入气缸体4和气缸盖12的冷却剂通道14。除非受到阀门26的限制，否则冷却剂被加热后还将流入加热器24。