[发明专利]旋转泵的改进

说明书

本发明涉及用于内燃发动机的冷却剂泵。

众所周知，一内燃发动机的大部分的动力输出都用在驱动发动机的辅助装置上，并且在过去的内燃发动机的数十年的发展中，很多这样的辅助装置如冷却剂泵、润滑泵和冷却风扇发展的结果还是由这种方式来驱动。在已知的发动机的设计方案中，这些辅助装置的位置与曲轴的位置相邻，因此对发动机的内部空间有很高的要求。本发明的一个目的是提供一种轴向紧凑的泵，例如使冷却泵的定位没有发动机的皮带驱动冷却风扇那样的多种位置需求。通过改变冷却风扇和冷却剂泵的已知的同轴布置，可以为冷却风扇的驱动提供更大的位置活动空间。一些内燃发动机结构需要有三向风扇驱动，因此需要有三个分开的冷却剂泵，考虑到不同冷却剂泵的壳体形状、螺栓固定方式、入口管和软管的错综复杂、旁路结构和温度调节装置的布置等，使得相应的装置过于复杂。因此，本发明另一个目的是减轻或克服至少部分这些问题。

另外，已知的冷却剂泵由于驱动轴要进入泵腔内，所采用的机械密封不利而引起的泄漏问题也是众所周知的。但是已经提出的采用磁耦合驱动的无密封泵中，尚无一种在工业应用中得到广泛认可。本发明的再一个目的是提供一种令人满意的磁耦合驱动冷却剂泵。本发明还有一个目的是提供一种与现有技术相比具有改进的抗气蚀性能的位置较低的泵。

根据本发明的第一方面，用于一内燃发动机的一冷却剂泵包括一其内安装有一可绕一轴转动的叶轮的泵腔，该叶轮轴与发动机曲轴的转动轴同轴。

这样的定位关系简化了与曲轴之间的或直接或齿轮连接的驱动关系，而不需要常规的皮带驱动，而该皮带驱动是泵轴与曲轴平行但相距一定距离时所必需的。

然而，由于其它的辅助装置可能需要在发动机的同一端由来自曲轴的动力来驱动，因此最好提供一用于皮带驱动系统的曲轴安装驱动轮，并且由来自该轮的动力(而不是来自皮带的动力)驱动冷却剂泵。

本发明泵最好利用一第一组在上述轮表面内的驱动磁体和一第二组在相应的和相邻的叶轮表面内的从动磁体或扭矩环由磁耦合装置来驱动，一密闭壳位于这两组之间。设置密闭壳的目的是将冷却剂密封在泵内但允许两组之间的磁通相耦合。

曲轴的定位降低了动力需求，因为相对于发动机的被冷却区域从一基本上较低水平的位置流过的冷却剂流动通道的冷却效率更高。动力消耗也可以降低，因为在这样一位置气蚀降低了。该泵可以是一再生式泵或周缘式泵，或一离心泵。

根据本发明的另一方面，用于一内燃发动机的冷却剂泵的特征是使用一位于一外围不连续的泵腔内的再生式叶轮。

上述叶轮包括一圆盘，其上形成有径向凹槽，这些凹槽延伸至其周边并位于该盘的两个表面上，该开槽的边缘区位于泵腔内。形成在泵体的两个相互配合的部件之间的泵腔在开槽的边缘区周围仅绕叶轮盘的大部分一般330°左右，提供较大的间隙，但在开槽边缘区的径向向内的圆盘的表面区域内和边缘区的剩余的大约30°的范围内提供一适当的运行间隙。

泵腔在大间隙部分的相对端也就是说在周边处的最小间隙部分的相对侧与入口和出口相连。这样当盘转动时，凹槽产生一流动，该流动抽吸在一口处的冷却剂并将其在另一口处排出。

入口和出口的相邻并置在冷却剂回路的设计中具有特别的优势。另外，这样一再生叶轮系统可产生一比具有中心入口和切向排出口的常规离心式冷却剂泵所能得到的泵压更高的泵压头，因此消除了以一大大高于曲轴速度的速度旋转叶轮的需要。

根据本发明的再一方面，一磁耦合驱动再生叶轮冷却剂泵具有一平衡口，该平衡口在一基本上沿周向延伸的泵腔和泵内的径向向内的区域之间延伸，促使通过泵的加压冷却剂流作为轴承的润滑剂通过泵叶轮。

本发明的又一方面提供了用于内燃发动机的一冷却剂泵，包括一泵体，其内有一泵腔，一叶轮位于该泵腔内，其中泵体的一部分由与曲轴相邻的定时箱盖(timing case cover)构成。最好，泵体是部分地与定时箱盖成为一体。本发明还有一方面提供了用于内燃发动机的一种泵，具有一磁驱动叶轮，该叶轮可绕发动机的曲轴周向转动。

本发明还提供了上述的或以下的描述中的本发明的特征中的任一项可以与本发明的任何其它的特征、和/或方面相结合。

下面将参照附图更详细地描述本发明，附图包括：

图1是本发明泵的一局部正视图；

图2是一剖视侧视图；

图3是一放大的与图2类似的局部视图；以及

图4是图2和3中所示的圆盘30的一局部侧视图。