用于機(jī)動(dòng)車輛的可控冷卻系統(tǒng)、用于冷卻系統(tǒng)的冷卻液泵、冷卻液泵中使用的葉輪及控制 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的可控制的冷卻系統(tǒng)（1），所述冷卻系統(tǒng)（1）包括冷卻回路、機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可控制的主冷卻液泵（3）以及電力驅(qū)動(dòng)的可控制的第二冷卻液泵（5）；所述冷卻回路用于將所述冷卻液輸送到內(nèi)燃機(jī)和將所述冷卻液從所述內(nèi)燃機(jī)排出。所述冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)控制所述第一主冷卻液泵（3）和/或第二冷卻液泵（5）。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于所述冷卻系統(tǒng)（1）的電力驅(qū)動(dòng)的可控制的第二冷卻液泵（5）、可被用于所述第二冷卻液泵（5）中的葉輪（25）以及控制所述冷卻系統(tǒng)（1）中的冷卻液流的方法。
【專利說(shuō)明】用于機(jī)動(dòng)車輛的可控冷卻系統(tǒng)、用于冷卻系統(tǒng)的冷卻液泵、冷卻液泵中使用的葉輪及控制所述冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于機(jī)動(dòng)車輛的可控制的冷卻系統(tǒng)，一種適用于所述系統(tǒng)的根據(jù)權(quán)利要求6的電力驅(qū)動(dòng)的可控制的冷卻液泵，一種根據(jù)權(quán)利要求22的使用于所述冷卻液泵中的葉輪以及一種根據(jù)權(quán)利要求30的用于控制所述冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵通常應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車輛中，以使冷卻液回路中的冷卻液在車輛散熱器和內(nèi)燃機(jī)之間循環(huán)。這種冷卻液泵被設(shè)計(jì)為軸流泵或徑流泵，所述冷卻泵被布置在所述車輛散熱器和內(nèi)燃機(jī)之間。
[0003]所述冷卻液泵經(jīng)由皮帶傳動(dòng)被內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力所驅(qū)動(dòng)。這種泵的示例在同樣的申請(qǐng) DE102005004315B4 和 DE102005062200B3 中進(jìn)行過(guò)討論。
[0004]由于礦物燃料的日益缺乏，目前汽車部分發(fā)展的焦點(diǎn)是省油高效和節(jié)省能源的車輛。啟動(dòng)-停止系統(tǒng)被用于例如臨時(shí)關(guān)閉車輛中的內(nèi)燃機(jī)(例如當(dāng)在紅燈時(shí)或處于鐵道閘口時(shí)的停車等等)。一旦停車的情況結(jié)束即例如交通燈變綠并且車輛駕駛員驅(qū)動(dòng)油門踏板時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)重新啟動(dòng)。
[0005]然而，由于現(xiàn)代機(jī)動(dòng)車輛中的所述啟動(dòng)-停止系統(tǒng)中的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)內(nèi)在的關(guān)閉，所述冷卻液泵也會(huì)停止運(yùn)行。具體來(lái)說(shuō)，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的停機(jī)，不再有驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由皮帶傳動(dòng)傳遞到所述冷卻液泵，這引起所述冷卻液泵停止運(yùn)行并且所述冷卻液不再在所述冷卻回路中循環(huán)。
[0006]特別在外部溫度較高或發(fā)動(dòng)機(jī)和/或冷卻液溫度較高時(shí)，這可能會(huì)使溫度升高到超過(guò)允許的級(jí)別。
[0007]所以當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止工作時(shí)冷卻回路中的冷卻液繼續(xù)在具有啟動(dòng)-停止系統(tǒng)的車輛中循環(huán)的情況在原理上可使用電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵來(lái)替代通常所采用的機(jī)械驅(qū)動(dòng)的泵。
[0008]然而，電動(dòng)冷卻液泵顯示出以下缺點(diǎn):即它們必須尺寸足夠大以產(chǎn)生足夠的冷卻能力。于是這種大尺寸的電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵必須被車載的車輛動(dòng)力系統(tǒng)充分驅(qū)動(dòng)。
[0009]因?yàn)檫@可能必須經(jīng)由汽車的交流發(fā)電機(jī)來(lái)補(bǔ)償，因此所述交流發(fā)電機(jī)必須產(chǎn)生更多的能量來(lái)將車載蓄電池保持在最低的電池充電級(jí)別上并且對(duì)所述車載動(dòng)力進(jìn)行充分的能量供給，將電動(dòng)泵作為用于機(jī)動(dòng)車輛的冷卻液泵來(lái)使用迄今還未變得十分廣泛。
[0010]盡管如此，為了提供確?，F(xiàn)代啟動(dòng)-停止系統(tǒng)的充足的冷卻液流量的可能性，最近已經(jīng)嘗試提供一種將電力驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)合起來(lái)的改造的冷卻液泵。
[0011]這種冷卻液泵的一個(gè)例子被設(shè)計(jì)為混合動(dòng)力冷卻液泵，其被公開(kāi)在期刊MTZ上，刊號(hào)11，2010 (journal MTZ, issuell,2010)。此處所討論的混合動(dòng)力冷卻液泵由經(jīng)由帶傳動(dòng)的作為主驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。這種泵還包含一種在其殼體內(nèi)的無(wú)刷電機(jī)，所述無(wú)刷電機(jī)經(jīng)由離合器來(lái)連接到驅(qū)動(dòng)軸，并且要么增強(qiáng)所述帶傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，要么僅僅在所述內(nèi)燃機(jī)停機(jī)時(shí)接管所述啟動(dòng)-停止系統(tǒng)的冷卻液循環(huán)。
[0012]然而，公開(kāi)在期刊MTZ，刊號(hào)11，2010中的混合動(dòng)力冷卻液泵不適于對(duì)所有的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行工況做出令人滿意的響應(yīng)。
[0013]具體來(lái)說(shuō)，期刊MTZ，刊號(hào)11，2010中所討論的混合動(dòng)力冷卻液泵不可能通過(guò)不泄露的中斷所述冷卻液流量來(lái)保證內(nèi)燃機(jī)的快速預(yù)熱循環(huán)。轉(zhuǎn)而言之，即不可能用這種開(kāi)式冷卻液泵來(lái)具有所謂的積滯水。實(shí)際上一特定的基礎(chǔ)的冷卻液循環(huán)上總是能被觀測(cè)到，并且因此加速的預(yù)熱運(yùn)行不能被實(shí)現(xiàn)。
[0014]事實(shí)上，期刊MTZ，刊號(hào)11，2010中關(guān)于混合動(dòng)力冷卻液泵的文章討論到了，這種類型的泵可以是無(wú)動(dòng)力的以因此執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)中的加速的預(yù)熱程序。
[0015]但是，這樣設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力冷卻液泵不可能避免所述泵的冷卻液的回流或泄露，這可能會(huì)引起循環(huán)量極低并因此延遲預(yù)熱程序。
[0016]此外，不可能用期刊MTZ，刊號(hào)11，2010中公開(kāi)的泵來(lái)根據(jù)不同的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行工況(例如，閑置模式，超限模式或其它可能的模式)分別設(shè)置合適的冷卻液循環(huán)流率，而合適的冷卻液循環(huán)流率能夠允許所述冷卻液溫度被保持在一個(gè)對(duì)于相應(yīng)運(yùn)行工況來(lái)說(shuō)理想的溫度范圍內(nèi)。
[0017]期刊MTZ，刊號(hào)11，2010中公開(kāi)的泵還顯示出以下缺點(diǎn):即當(dāng)所述泵經(jīng)由帶輪并因此經(jīng)由內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，位于所述泵殼中的電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)。因此必須產(chǎn)生與從所述泵中輸出并供給所述車載動(dòng)力系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的電能。為了避免所述電動(dòng)泵作為發(fā)電機(jī)，每當(dāng)所述電動(dòng)泵不需要運(yùn)行時(shí)所述電動(dòng)泵必須和所述軸脫離。
[0018]提出的這種混合動(dòng)力泵的構(gòu)造十分復(fù)雜，系統(tǒng)所增加的花費(fèi)超過(guò)了經(jīng)濟(jì)可行的水平。和常用的系統(tǒng)相比，這種類型的泵所能取得的效率也相對(duì)較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0019]從之前所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的冷卻系統(tǒng)，甚至當(dāng)內(nèi)燃機(jī)無(wú)動(dòng)力時(shí)所述冷卻系統(tǒng)也可輕松的確保冷卻液源源不斷地進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻回路。本發(fā)明可進(jìn)一步提出一種冷卻系統(tǒng)，憑借所述冷卻系統(tǒng)就能夠根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的不同運(yùn)行工況來(lái)取得不同的冷卻效果。
[0020]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻系統(tǒng)可以達(dá)到這一目的。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的可控制的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻回路，所述冷卻回路用于將冷卻液供給到車輛的內(nèi)燃機(jī)以及將冷卻液從車輛的內(nèi)燃機(jī)中排出。在所述冷卻系統(tǒng)中布置有機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可控制的主冷卻液泵和電力驅(qū)動(dòng)的可控制的第二冷卻液泵；所述主冷卻液泵包括入口和出口，所述入口用于將所述冷卻液供給到所述主冷卻液泵中，所述出口用于將所述冷卻液排出到所述內(nèi)燃機(jī)；所述第二冷卻液泵包括入口和出口，所述入口用于將所述冷卻液供給到所述第二冷卻液泵中，所述出口用于將作為旁路冷卻液流輸送的冷卻液朝向所述主冷卻液泵排出；其中所述第二冷卻液泵被布置在所述主冷卻液泵的沿流動(dòng)方向的上游處，沿冷卻液流動(dòng)的方向從通向所述主冷卻液的冷卻管路分支地引出。利用所述第二冷卻液泵輸送的冷卻液以經(jīng)過(guò)所述主冷卻液泵的下游且不流經(jīng)所述主冷卻液泵的方式被供給到通向所述內(nèi)燃機(jī)的出口。所述第二冷卻液泵進(jìn)一步包括泵殼，在所述泵殼中形成有泵腔，其中電機(jī)被布置在所述泵殼的一部分上，所述電機(jī)憑借延伸到所述泵腔中的驅(qū)動(dòng)軸來(lái)為所述第二冷卻液泵提供驅(qū)動(dòng)力。充當(dāng)輸送器組件的葉輪布置在所述第二冷卻液泵的泵腔中并且被布置為和所述驅(qū)動(dòng)軸同軸并可驅(qū)動(dòng)的連接到所述驅(qū)動(dòng)軸上，其中所述第二冷卻液泵包括形成在所述葉輪上的控制滑閥，所述控制滑閥至少可被移動(dòng)到“打開(kāi)”位置和“關(guān)閉”位置，以用于控制由所述第二冷卻液泵輸送的旁路冷卻液流，尤其用于阻止所述冷卻液沿與所述第二冷卻液泵的輸送方向相反的方向回流。
[0022]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)可取得下述優(yōu)點(diǎn)。
[0023]將機(jī)械泵作為主冷卻液泵并且將電動(dòng)泵作為第二冷卻液泵的并行的使用方法允許提出一種十分簡(jiǎn)單并且廉價(jià)的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且甚至當(dāng)內(nèi)燃機(jī)無(wú)動(dòng)力并且因此不能產(chǎn)生所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)的主冷卻液泵所需的驅(qū)動(dòng)力時(shí)也可輕松的確保冷卻液源源不斷地進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻回路。
[0024]在這里，已證明實(shí)際中在所述冷卻系統(tǒng)中保留所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵是有益的，并且這允許當(dāng)通過(guò)所述機(jī)械泵來(lái)運(yùn)行并選擇性通過(guò)所述電動(dòng)泵來(lái)支持所述冷卻系統(tǒng)時(shí)取得較高水平的效率。根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)所能達(dá)到的效率水平遠(yuǎn)高于上述的單軸混合動(dòng)力泵的情況。
[0025]此外，有利地，根據(jù)本發(fā)明的包括兩個(gè)所述的控制的泵的冷卻系統(tǒng)具有所謂的積滯水，所述積滯水能夠使所述內(nèi)燃機(jī)快速預(yù)熱(尤其是當(dāng)冷啟動(dòng)時(shí))，因此車輛在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠以最優(yōu)的溫度/油耗運(yùn)行。
[0026]有利地，可通過(guò)控制所述第二冷卻液泵中的滑閥(具體上是通過(guò)將所述滑閥移動(dòng)到其“關(guān)閉”位置)來(lái)確保任何從所述內(nèi)燃機(jī)回流的冷卻液(所述回流是由于缺乏抽吸作用或抽吸作用失效造成的)沿與所述第二冷卻液泵的輸送方向相反的方向、朝向所述車輛的散熱器流動(dòng)。
[0027]此外，還可通過(guò)使用已知的機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可控制的主冷卻液泵和附加的并行布置的可控制的電力驅(qū)動(dòng)的第二冷卻液泵來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)能在現(xiàn)代的省油的發(fā)動(dòng)機(jī)的各種情況下(例如自動(dòng)的啟動(dòng)-停止系統(tǒng)、滑行模式下發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或其它情況)下確?？煽康睦鋮s性能，并且同時(shí)將開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的花費(fèi)保持在合理的范圍內(nèi)。
[0028]此外，所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)的和電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵的整體設(shè)計(jì)使得它們不必像之前所述的在期刊MTZ，刊號(hào)11，2010中公開(kāi)的混合動(dòng)力泵那樣，即不必為水泵軸采取新的軸承和密封系統(tǒng)，那種方案適于連續(xù)長(zhǎng)期地運(yùn)行并且經(jīng)濟(jì)高效，幾年之后就會(huì)變的顯而易見(jiàn)。
[0029]相反地，根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)可采用已經(jīng)在實(shí)踐中以多種方式證明其價(jià)值的軸承和密封系統(tǒng)，并且能確保所述冷卻系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的另外的實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0031]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述主冷卻液泵包括泵殼，在所述泵殼中形成有泵腔，其中充當(dāng)輸送器組件的葉輪布置在所述泵腔中并且經(jīng)由延伸到所述泵腔中的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)軸由帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
[0032]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述主冷卻液泵因此可被設(shè)計(jì)為軸流泵或徑流泵。
[0033]實(shí)際上，有利地，所述主冷卻液泵經(jīng)由連接到所述內(nèi)燃機(jī)的帶輪上的帶輪驅(qū)動(dòng)，這使得可在無(wú)需任何附加的驅(qū)動(dòng)單元的情況下驅(qū)動(dòng)所述主冷卻液泵。此外，使用由運(yùn)轉(zhuǎn)中的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶傳動(dòng)使得幾乎沒(méi)有摩擦損失，并且因此所述主冷卻液泵能高效的運(yùn)行。[0034]此外，使用利用所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的帶傳動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn):即甚至當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速很低時(shí)，仍然允許產(chǎn)生所述主冷卻液泵中的葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此確保了冷卻液的循環(huán)(即使在低轉(zhuǎn)速的情況下)從而可靠的避免電機(jī)過(guò)熱。
[0035]根據(jù)另一實(shí)施例，所述主冷卻液泵進(jìn)一步包括控制滑閥，所述控制滑閥形成在所述葉輪上并且和所述葉輪同軸的布置；所述控制滑閥可至少被移動(dòng)到“打開(kāi)”位置和“關(guān)閉”位置，優(yōu)選沿著所述葉輪安裝在所述泵腔中，以控制由所述主冷卻液泵輸送的冷卻液流。
[0036]有利地，憑借根據(jù)本發(fā)明的布置在主冷卻液泵中的控制滑閥來(lái)有意的中斷冷卻液流動(dòng)且并不因此中斷所述主冷卻液泵的運(yùn)行。這也就是說(shuō)有可能在這種方法下，例如為了取得冷啟動(dòng)中的所述內(nèi)燃機(jī)的積滯水，將滑閥移動(dòng)到其“關(guān)閉”位置，在所述“關(guān)閉”位置所述滑閥封閉葉輪并且阻止從排出點(diǎn)排出的冷卻液的進(jìn)一步轉(zhuǎn)移，因此中斷由葉輪輸送的冷卻液流。
[0037]此外，和所述葉輪同軸布置的所述滑閥簡(jiǎn)化了所述主冷卻液泵的整體結(jié)構(gòu)。換言之，不必使用自由輪(freewheel)或類似物來(lái)中斷從所述內(nèi)燃機(jī)到所述主冷卻液泵的驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力傳輸。取代地，可利用沿所述主冷卻液泵的驅(qū)動(dòng)軸移動(dòng)所述控制滑閥來(lái)中斷通過(guò)所述主冷卻液泵的冷卻液循環(huán)，且不會(huì)因此停止從所述內(nèi)燃機(jī)到所述主冷卻液泵的驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力傳輸。
[0038]根據(jù)一實(shí)施例，第二冷卻液泵的電機(jī)被配置為干式轉(zhuǎn)子或濕式轉(zhuǎn)子。
[0039]將被設(shè)計(jì)為干式轉(zhuǎn)子的電機(jī)用于所述第二冷卻液泵的優(yōu)點(diǎn)是:能夠使所述第二冷卻液泵具有高轉(zhuǎn)速和小尺寸。
[0040]可替代地，將被設(shè)計(jì)為干式轉(zhuǎn)子的電機(jī)用于所述第二冷卻液泵確保所述電機(jī)的冷卻相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)榇嬖谟谲囕v冷卻回路中的冷卻液在任何情況下都能被其使用。
[0041]使用這種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:使得能夠?qū)⑺龅诙鋮s液泵設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)泵同時(shí)所述標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)泵具有較小的尺寸，允許以較低的制造成本來(lái)大量制造。
[0042]根據(jù)另一實(shí)施例，所述冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的已分配的運(yùn)行工況來(lái)控制所述第一主冷卻液泵和/或第二冷卻液泵。
[0043]根據(jù)本發(fā)明提出的所述控制裝置被實(shí)施為例如車輛控制單元中的軟件模塊或被設(shè)計(jì)為一獨(dú)立的控制單元；優(yōu)選地，使其可控制相互并行或獨(dú)立的所述主冷卻液泵和/或所述第二冷卻液泵以始終在所述冷卻回路中產(chǎn)生所需的冷卻液流量。
[0044]所述控制裝置尤其可控制所述主冷卻液泵和/或所述第二冷卻液泵以致它們?cè)谒鰞?nèi)燃機(jī)冷啟動(dòng)的預(yù)熱運(yùn)行期間被節(jié)流至沒(méi)有冷卻液被循環(huán)。所述內(nèi)燃機(jī)一達(dá)到其運(yùn)行溫度，就通過(guò)移動(dòng)布置在各自泵腔中的控制滑閥將所述的兩個(gè)泵控制為相互平行或分離從而控制所述冷卻液流。
[0045]優(yōu)選地，可憑借這種控制并通過(guò)使用地圖以根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的具體的運(yùn)行工況來(lái)主動(dòng)的控制所述冷卻液的溫度；例如當(dāng)空載或例如車輛在城市中行駛時(shí)，使得所述冷卻溫度能被維持在一個(gè)使燃料利用率最優(yōu)的水平上，并且因此能實(shí)現(xiàn)車輛的經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行。
[0046]本發(fā)明另一方面提出了一種適用于所述冷卻系統(tǒng)的電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵。
[0047]在下文中討論的根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)冷卻液泵也能取得和上述的冷卻系統(tǒng)類似的優(yōu)點(diǎn)，所以這些優(yōu)點(diǎn)將不再一次列舉。
[0048]一種根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵，尤其適用于上述的冷卻系統(tǒng)的所述電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵被設(shè)計(jì)為軸流泵或徑流泵。所述電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵包括:泵殼；優(yōu)選為法蘭式的入口和優(yōu)選為法蘭式的出口 ；形成在所述泵殼中的泵腔以及滑閥，其中泵輪被布置在所述泵腔中的泵軸上，所述泵輪可通過(guò)中間的泵軸被電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述滑閥至少可被移動(dòng)到“打開(kāi)”和“關(guān)閉”位置以控制由所述冷卻液泵輸送的旁路冷卻液流。根據(jù)本發(fā)明的所述電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵可被控制為:當(dāng)所述控制滑閥處于所述“關(guān)閉”位置時(shí)，阻止冷卻液從所述內(nèi)燃機(jī)沿與所述第二冷卻液泵的輸送方向相反的方向的回流。
[0049]有利地，通過(guò)將所述電動(dòng)泵中的滑閥控制為將所述滑閥移動(dòng)到其“關(guān)閉”位置，可確保任何從所述內(nèi)燃機(jī)回流的冷卻液(所述回流是由于缺乏抽吸作用或抽吸作用失效造成的)沿與所述第二冷卻液泵的輸送方向相反的方向、朝向所述車輛的散熱器流動(dòng)。
[0050]至于兩個(gè)泵的并行連接，應(yīng)注意的是并行的流動(dòng)路徑還構(gòu)成旁路流動(dòng)路徑。待輸送的媒介始終沿低壓的方向流動(dòng)。
[0051]由于所述主冷卻液泵在運(yùn)行期間形成一明顯較高的傳送壓力，通過(guò)將所述第二冷卻液泵的控制滑閥移動(dòng)到其“關(guān)閉”位置，可保證當(dāng)所述主泵打開(kāi)時(shí)從所述主泵的排出側(cè)經(jīng)由所述第二泵到吸入側(cè)的回流被阻止。
[0052]根據(jù)一實(shí)施例，所述電動(dòng)冷卻液泵被設(shè)計(jì)為徑流泵，其中從冷卻液管路轉(zhuǎn)移的待輸送的冷卻液可通過(guò)大體上為圓錐形的延伸入口被引入到形成在泵殼中的泵腔里，并且所述被引入到泵腔中的冷卻液可通過(guò)出口從所述泵腔中排出，所述出口布置為大體上徑向地和入口管路成直角。
[0053]所述泵輪被設(shè)計(jì)為徑流泵葉輪并且被布置為在所述泵腔中通過(guò)軸向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)吸入冷卻液并且將所述冷卻液沿徑向輸送到出口處。所述滑閥被設(shè)計(jì)為布置在所述葉輪上且與所述泵軸同軸的控制滑閥；并且優(yōu)選地，所述電機(jī)被布置在所述泵殼遠(yuǎn)離所述入口的部分上；其中所述電機(jī)包括伸入到所述泵腔中的驅(qū)動(dòng)軸，所述葉輪和所述控制滑閥同軸地布置在所述驅(qū)動(dòng)軸上并且以間隙配合的方式被保持在所述驅(qū)動(dòng)軸上，優(yōu)選地，通過(guò)保持元件將所述葉輪和所述控制滑閥保持在所述驅(qū)動(dòng)軸上，并且被設(shè)計(jì)為圓柱形的控制滑閥封閉所述葉輪并能沿所述葉輪的軸向移動(dòng)到“打開(kāi)”和“關(guān)閉”位置。
[0054]根據(jù)一實(shí)施例，所述控制滑閥以被所述葉輪的葉片穿透的方式被連接到所述葉輪上。
[0055]因?yàn)橛伤鋈~輪和所述控制滑閥組成的組件具有緊湊的設(shè)計(jì)，可顯著的減小對(duì)電機(jī)的空間的要求。
[0056]根據(jù)一實(shí)施例，所述電機(jī)被配置為干式轉(zhuǎn)子并且通過(guò)布置在驅(qū)動(dòng)軸上的軸封來(lái)實(shí)現(xiàn)所述泵腔的密封。在一個(gè)可替代的實(shí)施例中，所述電機(jī)被配置為濕式轉(zhuǎn)子并且通過(guò)由所述冷卻液泵輸送的冷卻液來(lái)冷卻。
[0057]根據(jù)一實(shí)施例，通過(guò)至少一個(gè)被提供在泵殼中的致動(dòng)器來(lái)將控制滑閥移動(dòng)到其“打開(kāi)”和/或“關(guān)閉”位置。所述致動(dòng)器可因此被設(shè)計(jì)為氣動(dòng)的，磁力的和/或液壓的驅(qū)動(dòng)所述滑閥，或所述致動(dòng)器可被設(shè)計(jì)為電動(dòng)伺服電機(jī)。
[0058]在一示例性的實(shí)施例中，所述致動(dòng)器可被布置在所述驅(qū)動(dòng)軸的前部區(qū)域中且被接合到形成在所述控制滑閥的前側(cè)的部分上并且具有類似隔室的形狀，以相對(duì)所述葉輪將所述控制滑閥移動(dòng)到其“打開(kāi)”和“關(guān)閉”位置。
[0059]可替代地或附加地，所述致動(dòng)器還可被布置在所述葉輪和所述控制滑閥之間。例如，所述致動(dòng)器是一搖臂，所述搖臂將所述葉輪連接到所述控制滑閥并且所述搖臂能被液壓地、氣動(dòng)地或磁力地從其鄰接所述葉輪的止動(dòng)位置(即所述控制滑閥的“打開(kāi)”位置)移動(dòng)到和所述葉輪隔開(kāi)的一個(gè)位置(即所述控制滑閥的“關(guān)閉”位置)。
[0060]所述致動(dòng)器還可被形成在所述泵殼的壁內(nèi)，例如位于為這個(gè)目的所提供的凹槽或
隔室中。
[0061]根據(jù)另一實(shí)施例，所述控制滑閥包括封閉所述驅(qū)動(dòng)軸的隔室形的部分，所述隔室形的部分朝向所述入口并且具有形成在其內(nèi)圓周面上的螺紋部分，其中與所述控制滑閥的所述螺紋部分相配的螺紋部分形成在所述電動(dòng)冷卻液泵的驅(qū)動(dòng)軸的遠(yuǎn)離電機(jī)的部分上。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)所述螺紋部分的相互嚙合，所述控制滑閥被沿著所述驅(qū)動(dòng)軸移動(dòng)。
[0062]由于提供了所述相配的螺紋部分，有利地，就無(wú)需在所述電動(dòng)冷卻液泵中提供另外的用于所述控制滑閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這將允許減小對(duì)所述泵的空間要求同時(shí)進(jìn)一步減少了成本并且簡(jiǎn)化了所述泵的結(jié)構(gòu)。
[0063]根據(jù)另一實(shí)施例，所述控制滑閥被設(shè)計(jì)為沿著所述葉輪的前側(cè)的輪廓并且具有布置在所述控制滑閥外端的徑向連續(xù)的封閉組件，其中被徑向地布置在所述控制滑閥的外側(cè)的第一密封組件被配置在所述封閉組件遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一端。
[0064]根據(jù)所述電動(dòng)冷卻液泵的另一實(shí)施例，一容納部形成在所述泵腔中，所述控制滑閥處于其“打開(kāi)”位置時(shí)所述控制滑閥的閉合組件可被插入到所述容納部中。
[0065]因?yàn)椴挥迷谒霰们坏膬?nèi)部提供用于所述控制滑閥的閉合組件的額外的空間，所述容納部的提供允許所述冷卻液泵的尺寸以一種有利的方式進(jìn)一步減小。
[0066]根據(jù)所述冷卻液泵的一個(gè)實(shí)施例，被徑向地布置在所述控制滑閥內(nèi)的第二密封組件被配置在所述葉輪的朝向所述電機(jī)的徑向外端上。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一密封組件的直徑可因此被設(shè)計(jì)為大于所述第二密封組件的直徑。
[0067]根據(jù)一實(shí)施例，當(dāng)處于“關(guān)閉”位置時(shí)，所述電機(jī)的出口可通過(guò)所述控制滑閥經(jīng)由所述封閉組件、所述第一密封組件和所述第二密封組件被密封地關(guān)閉。
[0068]所述控制滑閥的結(jié)構(gòu)使其沿著所述葉輪的前側(cè)的輪廓，所述結(jié)構(gòu)允許所述葉輪和所述控制滑閥的組件被設(shè)計(jì)的緊湊。并且將所述密封組件提供在所述控制滑閥和所述葉輪上，使得當(dāng)所述控制滑閥處于“關(guān)閉”位置時(shí)所述電動(dòng)泵的出口以一種有利的方式被安全的密封，與此同時(shí)，當(dāng)所述控制滑閥處于“關(guān)閉”位置時(shí)，所述控制滑閥的封閉組件以下述方式對(duì)所述葉輪進(jìn)行支撐，所述方式為:所述冷卻液產(chǎn)生的任何背壓都不能移動(dòng)或彎曲所述控制滑閥，所述移動(dòng)或彎曲會(huì)引起所述冷卻液泵中的流體泄露。
[0069]在根據(jù)本發(fā)明的冷卻液泵的另一實(shí)施例中，進(jìn)一步提供了制動(dòng)組件，憑借所述制動(dòng)組件所述葉輪可被固定到所述泵殼的內(nèi)壁上。
[0070]根據(jù)一實(shí)施例，所述制動(dòng)組件因此被形成在所述葉輪上并且優(yōu)選由預(yù)應(yīng)力制動(dòng)彈簧或碟狀制動(dòng)盤構(gòu)成，所述制動(dòng)組件包括位于其徑向地外端沿徑向朝內(nèi)的方向的錐形的楔狀增厚部，優(yōu)選地，其中憑借所述楔狀增厚部，所述制動(dòng)組件能與鄰接所述電機(jī)的泵殼內(nèi)壁表面摩擦地接合從而將所述葉輪固定到所述泵殼上。
[0071]根據(jù)另一實(shí)施例，具體包括所述增厚部的所述制動(dòng)組件被設(shè)計(jì)為隨著所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸導(dǎo)致的葉輪旋轉(zhuǎn)速度的增加所述制動(dòng)組件從所述泵殼的內(nèi)壁脫離，從而使所述葉輪脫離。[0072]通過(guò)這種布置，可以一種有利而容易的方式將所述葉輪固定到所述泵腔的壁上，只有所述控制滑閥在所述驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)可被移動(dòng)到其“打開(kāi)”或“關(guān)閉”位置。
[0073]當(dāng)所述控制滑閥抵達(dá)其完全“打開(kāi)”位置，位于所述驅(qū)動(dòng)軸上的葉輪和所述控制滑閥之間形成過(guò)盈配合，這使得所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述葉輪。隨著所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速增力口，離心力使得所述制動(dòng)組件從所述泵殼的壁上脫離，使所述葉輪能夠旋轉(zhuǎn)。有利地，這允許所述控制滑閥沿所述驅(qū)動(dòng)軸可靠的移動(dòng)而不會(huì)因此旋轉(zhuǎn)所述葉輪。
[0074]此外，有利地，當(dāng)所述控制滑閥和所述葉輪相接合并且所述葉輪和所述控制滑閥之間的過(guò)盈配合使得所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)被傳遞到所述葉輪時(shí)，一種啟動(dòng)操作可被有利的實(shí)現(xiàn)。這使得所述電動(dòng)冷卻液泵的輸送率平緩的增加。
[0075]此外本發(fā)明提出一種合適的葉輪以及控制根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流的方法。
[0076]上述的優(yōu)點(diǎn)也可近似的應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的葉輪和應(yīng)用到用于控制冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流的方法中。
[0077]根據(jù)一實(shí)施例，所述葉輪包括:數(shù)片葉片、凹槽、控制滑閥以及制動(dòng)組件；所述數(shù)片葉片優(yōu)選典型的徑流泵葉片并且形成在所述葉輪的朝向冷卻液入口的表面上；所述凹槽用于容納驅(qū)動(dòng)軸；所述控制滑閥連接到所述葉輪上；所述制動(dòng)組件布置在所述葉輪上。
[0078]有利地，根據(jù)本發(fā)明的葉輪適用于上述的根據(jù)本發(fā)明的冷卻液泵和包括所述冷卻液泵的相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)中。
[0079]在所述葉輪的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制滑閥包括在其前端被徑向地布置在其外側(cè)的第一密封組件，其中所述葉輪包括在其徑向地外端被徑向地布置在所述控制滑閥內(nèi)側(cè)的
第二密封組件。
[0080]根據(jù)另一實(shí)施例，所述控制滑閥被配置為和所述葉輪為一個(gè)整體，以便所述葉輪的葉片能沿軸向穿透所述控制滑閥。
[0081]在根據(jù)本發(fā)明的葉輪的另一實(shí)施例中，所述制動(dòng)組件被形成在所述葉輪的后側(cè)表面上。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述制動(dòng)組件由預(yù)應(yīng)力制動(dòng)彈簧或碟狀制動(dòng)盤構(gòu)成，所述制動(dòng)組件能與和所述葉輪的背側(cè)表面相對(duì)的表面摩擦地接合，以將所述葉輪固定到這一表面。
[0083]根據(jù)另一實(shí)施例，所述制動(dòng)組件被設(shè)計(jì)為:所述制動(dòng)組件的制動(dòng)效果隨著所述葉輪的旋轉(zhuǎn)速度增加而減弱，所述制動(dòng)組件借此靠近所述葉輪的背側(cè)表面從而使所述葉輪脫離。
[0084]在根據(jù)本發(fā)明的葉輪的另一實(shí)施例中，所述控制滑閥被設(shè)計(jì)為沿著所述葉輪的輪廓并且包括在其外端的徑向連續(xù)的封閉組件。
[0085]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述控制滑閥因此包括在其前部區(qū)域的中空的隔室形的部分，所述隔室形的部分具有形成在其內(nèi)圓周壁上的螺紋部分。
[0086]根據(jù)一實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的控制機(jī)動(dòng)車輛的冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流的方法，其中所述冷卻系統(tǒng)包括可控制的主冷卻液泵和可控制的第二冷卻液泵，所述主冷卻液泵被布置在車輛中的內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力機(jī)械式的驅(qū)動(dòng)，所述第二冷卻液泵被單獨(dú)布置的電機(jī)電力地驅(qū)動(dòng)；所述方法包括步驟:檢查車輛的內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況；檢測(cè)在車輛的冷卻液回路中循環(huán)的冷卻液的冷卻液溫度；從冷卻回路圖讀取控制參數(shù)；根據(jù)從冷卻回路圖讀取的控制參數(shù)控制所述主冷卻液泵和所述第二冷卻液泵；以及通過(guò)有選擇的開(kāi)關(guān)所述主冷卻液泵和/或第二冷卻液泵來(lái)控制所述冷卻液流。
[0087]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況至少包括啟動(dòng)-停止工況、預(yù)熱工況、低載工況、正常負(fù)載工況、節(jié)油工況(eco condition)、高轉(zhuǎn)速工況以及余熱儲(chǔ)存工況。
[0088]所述啟動(dòng)-停止工況指以下動(dòng)力工況:即在所述啟動(dòng)-停止工況下所述內(nèi)燃機(jī)暫時(shí)關(guān)閉(例如當(dāng)紅燈時(shí)內(nèi)燃機(jī)停機(jī)或其它類似的情況)以節(jié)省燃油。
[0089]所述預(yù)熱工況指以下動(dòng)力工況:即在所述預(yù)熱工況下(尤其是內(nèi)燃機(jī)冷啟動(dòng)時(shí))，中斷所述冷卻液的循環(huán)以使水積滯在所述冷卻系統(tǒng)中從而使所述內(nèi)燃機(jī)能夠快速達(dá)到其最佳的運(yùn)行溫度。
[0090]所述低載工況指以下動(dòng)力工況:即在所述低載工況下，所述內(nèi)燃機(jī)以低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，例如在待機(jī)模式下低轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
[0091]所述正常負(fù)載工況指以下動(dòng)力工況:即在所述正常負(fù)載工況下，所述內(nèi)燃機(jī)較好地在中等轉(zhuǎn)速運(yùn)行以向車輛施加驅(qū)動(dòng)力。
[0092]所述節(jié)油工況指以下動(dòng)力工況:即在所述節(jié)油工況下，所述內(nèi)燃機(jī)正常的運(yùn)行并且通過(guò)對(duì)所述冷卻系統(tǒng)進(jìn)行介入控制使所述冷卻液溫度被保持在一升高的水平上，因此使燃料更有效的燃燒從而改善油耗。
[0093]所述高轉(zhuǎn)速工況指以下動(dòng)力工況:即在所述高轉(zhuǎn)速工況下，所述內(nèi)燃機(jī)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行并且需要加強(qiáng)冷卻，例如在高速公路上行駛或其它類似的情況下。
[0094]最后，所述余熱儲(chǔ)存工況指以下動(dòng)力工況:即在所述余熱儲(chǔ)存工況下，所述內(nèi)燃機(jī)被關(guān)掉并且冷卻液溫度應(yīng)該盡可能長(zhǎng)的保持在較高的溫度下以縮短啟動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)時(shí)的所述預(yù)熱階段，這種工況能使所述內(nèi)燃機(jī)較快地處于其最佳的溫度范圍內(nèi)。
[0095]根據(jù)一實(shí)施例，所述冷卻回路圖中的控制參數(shù)至少包括所需的冷卻液溫度和/或所需的電機(jī)溫度和/或所需的冷卻液流率和/或類似的參數(shù)。
[0096]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況是預(yù)熱工況時(shí)，隨著所述控制滑閥的關(guān)閉，所述第二冷卻液泵被切換到關(guān)閉模式工況并且通過(guò)所述主冷卻液泵的冷卻液流被布置在所述主冷卻液泵中的所述控制滑閥所中斷，因此中斷了冷卻液的循環(huán)。
[0097]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況是啟動(dòng)-停止工況時(shí)(所述啟動(dòng)-停止工況下在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)階段期間，所述主冷卻液泵暫時(shí)失去動(dòng)力)，所述第二冷卻液泵被切換到打開(kāi)模式工況，所述打開(kāi)模式工況使得通過(guò)第二冷卻液泵來(lái)循環(huán)所述冷卻液。
[0098]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是低載工況時(shí)，通過(guò)所述主冷卻液泵的冷卻液流被布置在所述主冷卻液泵中的控制滑閥所中斷并且所述第二冷卻液泵被切換到打開(kāi)模式工況，憑借所述打開(kāi)模式工況，所述冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵循環(huán)。
[0099]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是正常負(fù)載工況時(shí)，所述第二冷卻液泵被切換到關(guān)閉模式工況并且其控制滑閥被移動(dòng)到所述“關(guān)閉”位置，憑借這種方式，所述冷卻回路中的冷卻液通過(guò)所述主冷卻液泵來(lái)循環(huán)。
[0100]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是節(jié)油工況時(shí)，憑借配置在所述主冷卻液泵的帶傳動(dòng)系統(tǒng)上的超越離合器，所述主冷卻液泵的運(yùn)行被選擇性的中斷，或者布置在所述主冷卻液泵中的所述控制滑閥被控制為中斷所述冷卻液流入到所述主冷卻液泵中并且所述冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵來(lái)循環(huán)以取得所需的升高的電機(jī)溫度。
[0101]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，所述主冷卻液泵的冷卻液流至少部分在旁路模式下經(jīng)由所述第二冷卻液泵被驅(qū)動(dòng)到通向所述內(nèi)燃機(jī)的所述主冷卻液泵的吸入側(cè)。
[0102]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是內(nèi)燃機(jī)停機(jī)的余熱儲(chǔ)存工況時(shí)，所述主冷卻液泵的控制滑閥和所述第二冷卻液泵的控制滑閥都被關(guān)閉以阻止冷卻回路中的冷卻液的循環(huán)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0103]之前所描述的本發(fā)明的特征和功能以及本發(fā)明進(jìn)一步的方面和特征，將基于對(duì)下述的優(yōu)選實(shí)施例和相應(yīng)的附圖的詳細(xì)描述來(lái)做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0104]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的可控制的冷卻系統(tǒng)的透視正視圖；
[0105]圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的可控制的冷卻系統(tǒng)的透視后視圖；
[0106]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處于“打開(kāi)”位置的電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵的局部剖視圖；
[0107]圖2B為圖2A中A部分的細(xì)節(jié)圖；
[0108]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處于“關(guān)閉”位置的電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵的局部剖視圖；
[0109]圖3B為圖3A中A部分的細(xì)節(jié)圖；
[0110]圖3C為圖3A中B部分的細(xì)節(jié)圖；
[0111]圖4為根據(jù)本發(fā)明的葉輪，在所述葉輪上布置有控制滑閥；
[0112]圖5為圖4的局部剖視圖，示出了穿過(guò)所述控制滑閥的截面；以及
[0113]圖6為圖4中具有布置于其上的控制滑閥的葉輪的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0114]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可控制的冷卻系統(tǒng)I的透視圖。
[0115]根據(jù)這一實(shí)施例的所述冷卻系統(tǒng)I由冷卻回路構(gòu)成，所述冷卻回路用于從/到車輛的內(nèi)燃機(jī)(未示出)的冷卻液的供給和排出，其中所述冷卻液經(jīng)由布置在冷卻液管路中的熱交換器和車輛周圍進(jìn)行熱交換。
[0116]如圖1所述，冷卻管路13從所述車輛散熱器通向一形成在主冷卻液泵3上的入口17。在所示的實(shí)施例中，所述入口 17因此被設(shè)計(jì)為法蘭式的，但是也可以被設(shè)計(jì)為管路、螺紋接套、孔、螺紋、卡口連接器或其它類似的形式。
[0117]在所示的實(shí)施例中，所述主冷卻液泵3被設(shè)計(jì)為一種徑流泵并且包括具有泵腔的泵殼，所述泵腔形成在所述泵殼中，葉輪布置在所述泵腔中。所述葉輪被設(shè)計(jì)為一種徑流泵葉輪并且被布置到主冷卻液泵3的泵殼中的泵軸上。
[0118]所討論的實(shí)施例中使用帶傳動(dòng)作為主冷卻液泵3的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0119]如圖1B中示出的冷卻系統(tǒng)的后視圖所示，經(jīng)由V帶或齒形帶(未示出)被連接到所述內(nèi)燃機(jī)的帶輪上的帶輪57在所述主冷卻液泵3朝向遠(yuǎn)離所述入口 17的截面上。在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間，由皮帶傳遞到所述主冷卻液泵3的帶輪57的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述帶輪57。
[0120]如上所述，這一實(shí)施例中所述的主冷卻液泵3是一種軸向地供給的冷卻液泵，憑借所述泵腔中的葉輪，所述主冷卻液泵3將待輸送的冷卻液沿徑向朝外的方向轉(zhuǎn)移到出口15。在所示的實(shí)施例中，所述出口 15被設(shè)計(jì)為類似入口 17的法蘭式的。但是很多情況下也被設(shè)計(jì)為管路、螺紋接套、孔、螺紋、卡口連接器或其它類似的形式。
[0121]這一實(shí)施例中討論的所述主冷卻液泵3進(jìn)一步包括在其泵腔中的控制滑閥(也未示出)，所述滑閥被同軸的布置在驅(qū)動(dòng)軸上，封閉所述葉輪并且在所述滑閥的“關(guān)閉”位置時(shí)圍繞所述葉輪的邊緣區(qū)域以打斷由所述主冷卻液泵3輸送的冷卻液的流動(dòng)。
[0122]通過(guò)本申請(qǐng)和已經(jīng)進(jìn)行的討論(例如DE102005004315B4、DE102005062200B3和W02009/14382A2)，這種類型的泵已經(jīng)成功的市場(chǎng)化。
[0123]又如圖1A所示,這一實(shí)施例的所述主冷卻液泵3包括所述出口 15,所述冷卻液經(jīng)由所述出口 15從所述主冷卻液泵3輸送到所述內(nèi)燃機(jī)。
[0124]此外，加熱回路也可能被提供在該冷卻系統(tǒng)中，所述冷卻系統(tǒng)可用于經(jīng)由加熱管19將冷卻媒介從所述主冷卻液泵3引入到所述加熱回路中。例如，可能布置在所述主冷卻液泵3中的調(diào)節(jié)器或閥引導(dǎo)由所述泵3輸送的冷卻液流動(dòng)到所述加熱回路中。
[0125]從所述車輛散熱器傳出的所述冷卻液經(jīng)由冷卻管路13被供給到所述主冷卻液泵3。
[0126]第二冷卻液泵5被布置為與所述主冷卻液泵3并行。到所述第二冷卻液泵5的入口 9在所述主冷卻液泵3的入口 17的上游一點(diǎn)處，從所述冷卻管路13分支引出。
[0127]在這一實(shí)施例中，所述第二冷卻液泵5同樣被設(shè)計(jì)為一種軸向供給、徑向輸送的泵并且通過(guò)電機(jī)7來(lái)運(yùn)行，所述電機(jī)7布置在所述第二冷卻液泵5朝向遠(yuǎn)離所述冷卻液入口 9的部分上。
[0128]從所述供料管路13傳送的所述冷卻液經(jīng)由成圓錐形漸尖的所述入口 9，通過(guò)布置在所述第二冷卻液泵5中的葉輪25的抽吸作用被吸入到所述第二冷卻液泵5中，并且所述冷卻液從第二冷卻液泵5中經(jīng)由布置在泵腔53中的葉輪25和出口 11被運(yùn)載到所述主冷卻液泵3的出口 15，因此沒(méi)有流過(guò)所述主泵3。因此所述第二冷卻液泵5形成旁路，穿過(guò)所述旁路的待輸送的冷卻液可以作為旁路冷卻液在所述冷卻回路中循環(huán)，所述旁路冷卻液繞過(guò)所述主冷卻液泵5從所述散熱器流動(dòng)到所述內(nèi)燃機(jī)。
[0129]所述實(shí)施例中所示的第二冷卻液泵的所述入口 9和所述出口 11被設(shè)計(jì)為法蘭式的。但是，它們也可以被設(shè)計(jì)為管路、螺紋接套、孔、螺紋、卡口連接器或其它類似的形式。
[0130]圖1A和圖1B中所示的電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵5的局部剖視圖在圖2A中示出。
[0131]如上所述，圖2A所示的所述冷卻液泵5因此被設(shè)計(jì)為一種軸向供給、徑向流動(dòng)的泵，并且所述冷卻液泵5包括形成在泵殼51中的泵腔53。
[0132]如圖2A所示的實(shí)施例中，電機(jī)7被布置在所述第二冷卻液泵5朝向遠(yuǎn)離所述入口9的一端。這一實(shí)施例的所述電機(jī)因此具有在20W到100W之間的功率輸出并且被設(shè)計(jì)為干式轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)能夠達(dá)到超過(guò)12000轉(zhuǎn)/分鐘的高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并且能量損失較低。
[0133]從所述電機(jī)7出發(fā)的驅(qū)動(dòng)軸21伸入到所述第二冷卻液泵5的所述泵腔51中。
[0134]在此處示出的實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)軸21通過(guò)軸封29封住所述冷卻液以避免所述冷卻液進(jìn)入到所述電機(jī)7中。
[0135]所述葉輪25和控制滑閥31被同軸的布置在所述驅(qū)動(dòng)軸21上。所述葉輪25因此通過(guò)保持組件47以間隙配合的方式被保持在所述驅(qū)動(dòng)軸上。
[0136]所述控制滑閥31的形狀因此大體上沿著所述葉輪25的前部區(qū)域的輪廓，所述葉輪25具有貫穿所述控制滑閥上側(cè)的葉片39。
[0137]在所述控制滑閥31的前部形成有套筒狀或隔室形的部分33，所述套筒狀或隔室形的部分33具有提供在其內(nèi)壁的圓周上的螺紋段。
[0138]和上述的螺紋段相配的螺紋段形成在所述驅(qū)動(dòng)軸21的前部23上。
[0139]圖2A示出了所述第二冷卻液泵5處于所述控制滑閥為“打開(kāi)”的情況。
[0140]在圖2A所示的情況下，通過(guò)葉輪25輸送的所述冷卻液因此能從所述第二冷卻液泵徑向朝外地運(yùn)載。
[0141]如圖2A中A部分的細(xì)節(jié)圖所示，密封組件45被徑向地布置在所述葉輪25的外端，在控制滑閥31的封閉組件35內(nèi)。另一密封組件43被徑向地布置在所述控制滑閥31的外部前側(cè)。
[0142]此外，容納所述封閉組件35并且沿著所述控制滑閥的周界輪廓而成圓形的凹槽37被布置在面朝所述電機(jī)7的泵殼壁中。當(dāng)所述控制滑閥31處于“打開(kāi)”位置時(shí)，形成在所述控制滑閥31上的所述封閉組件35被容納在所述容納部37中并且被可旋轉(zhuǎn)的保持在所述容納部37中，以便所述葉輪25能夠隨著形成在其上的所述控制滑閥31通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)軸21的驅(qū)動(dòng)力來(lái)旋轉(zhuǎn)。
[0143]圖3A示出了所述控制滑閥處于“關(guān)閉”位置的圖2A和2B的可控制的電力驅(qū)動(dòng)的
第二冷卻液泵5。
[0144]正如在圖2A和3A中圖示出的，所述電機(jī)7的所述驅(qū)動(dòng)軸21分別通過(guò)向前和向后緩慢的旋轉(zhuǎn)將所述冷卻液泵5的所述控制滑閥31移至相應(yīng)的工作位置。
[0145]具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)沿向前的方向(即沿所述冷卻液泵5的抽吸方向)緩慢的旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)軸21將所述控制滑閥31從其“關(guān)閉”位置移動(dòng)至所述“打開(kāi)”位置，在所述“打開(kāi)”位置時(shí)，所述控制滑閥31沿著所述葉輪25的輪廓，鄰接所述葉輪25的表面，以便所述葉輪葉片39能夠穿透所述控制滑閥31并且當(dāng)所述葉輪以工作轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)在所述冷卻液泵5中產(chǎn)生抽吸作用。
[0146]具體來(lái)說(shuō)，所述控制滑閥31 —和所述葉輪25接觸，所述控制滑閥31和所述葉輪25之間的過(guò)盈配合就立刻產(chǎn)生，所述過(guò)盈配合允許所述葉輪25通過(guò)從所述驅(qū)動(dòng)軸21傳遞到所述控制滑閥31的驅(qū)動(dòng)力來(lái)旋轉(zhuǎn)。處于圖2A所示的“打開(kāi)”位置時(shí)，被所述葉輪25運(yùn)送的所述冷卻液因此能夠被運(yùn)載出所述冷卻液泵5。
[0147]相反地，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸的反向旋轉(zhuǎn)將所述控制滑閥31移動(dòng)到圖3A中所示的“關(guān)閉”位置時(shí)，處于其完全“關(guān)閉”位置的所述控制滑閥31與所述泵殼51的面朝所述入口 9的壁部分接觸。
[0148]形成在所述控制滑閥31上的所述密封組件43因此被擠壓在所述泵殼的壁上并且將所述泵腔53相對(duì)于所述泵5的所述出口 11密封起來(lái)。形成在所述葉輪25的后部上的由所述閉合組件35支持的所述密封組件45被設(shè)計(jì)為所述可控制滑閥31的外圓周支腿，以因此產(chǎn)生充分可靠地密封效果。
[0149]如圖2B和3B圖示出的，形成在所述控制滑閥31上的所述密封組件43被設(shè)計(jì)為大于形成在所述葉輪25上的密封組件45，以取得相對(duì)所述泵腔的壁表面的充分的密封效果。具體來(lái)說(shuō)，由于不同的密封直徑，來(lái)自所述主冷卻液泵3的排出側(cè)的背壓向由所述密封組件43、45的直徑之差所產(chǎn)生的環(huán)形區(qū)域施加壓力。因此不論所述第二冷卻液泵5的電機(jī)7是否正在運(yùn)轉(zhuǎn)，所述密封組件43、45的密封功能都被液壓地增強(qiáng)。
[0150]為了避免由于疏忽所造成的所述葉輪的旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)組件27被布置在所述葉輪25朝向遠(yuǎn)離所述入口 9的一端上，所述制動(dòng)組件27壓在所述泵殼51中鄰近所述電機(jī)7的內(nèi)壁表面49上。
[0151]因此所述制動(dòng)組件27被設(shè)計(jì)為制動(dòng)盤或預(yù)應(yīng)力碟形彈簧，并且在所示的實(shí)施例中具有位于所述制動(dòng)組件27的徑向外端的錐形的楔狀增厚部41，所述楔狀增厚部41摩擦地接合所述泵殼51的內(nèi)壁表面49。
[0152]一旦所述電機(jī)7的所述驅(qū)動(dòng)軸21以緩慢的速度旋轉(zhuǎn)從而將所述控制滑閥31移動(dòng)到其“打開(kāi)”位置，所述制動(dòng)組件27就立刻使所述葉輪25保持在和所述泵殼51摩擦的接合的狀態(tài)下，因此防止所述葉輪25過(guò)度的旋轉(zhuǎn)。
[0153]當(dāng)所述控制滑閥31和所述葉輪25之間為過(guò)盈配合并且所述驅(qū)動(dòng)軸21的旋轉(zhuǎn)逐漸增快時(shí)，由所述驅(qū)動(dòng)軸21的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的漸增的離心力使得所述制動(dòng)組件27從所述泵殼51的壁49上分離，并且使所述葉輪25能夠旋轉(zhuǎn)并因此產(chǎn)生所述冷卻液泵5的抽吸作用。
[0154]圖4為圖3和圖2中所示的具有布置在其上的控制滑閥的可控的電動(dòng)冷卻液泵5的葉輪25的透視圖。
[0155]如這一前視圖所示，隨著所述葉輪葉片39穿透所述控制滑閥31，所述控制滑閥31完全封閉所述葉輪25 (未詳細(xì)示出)。
[0156]所述控制滑閥31包括在其中心處的隔室形的部分33，所述隔室形的部分33用于容納所述電機(jī)7的所述驅(qū)動(dòng)軸21。如圖5所示的，所述隔室形的部分33在其內(nèi)壁上具有螺紋段，所述螺紋段和所述驅(qū)動(dòng)軸21的螺紋段23 (圖5未示出)相配。
[0157]圖5為一軸向供給、徑向輸送的葉輪25的局部剖視圖，所述葉輪被用于在現(xiàn)在所討論的實(shí)施例中被設(shè)計(jì)為徑流泵的所述泵3、5中。
[0158]如果所述冷卻液泵3、5被設(shè)計(jì)為軸流泵，那么所述葉輪25也可用于徑向的供給并且沿軸向輸送所述冷卻液。
[0159]在所述葉輪25的中心，襯套式的容納部55被形成為用于容納所述驅(qū)動(dòng)軸21 (未示出)。
[0160]圖6為圖5中的具有布置在其上的控制滑閥31的所述葉輪25的全剖視圖。如圖中所示的，所述葉輪25和所述控制滑閥31被布置為相互同軸并且沿著從所述電機(jī)7延伸到所述泵腔51中的驅(qū)動(dòng)軸21延伸(為了更清晰的展示，所述驅(qū)動(dòng)軸21未在圖6中示出)。
[0161]通過(guò)所述電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)軸21分別相應(yīng)地向前和向后旋轉(zhuǎn)，所述控制滑閥31可被移動(dòng)到所需的“打開(kāi)”或“關(guān)閉”位置。
[0162]使用機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可控制的冷卻液泵3和電力驅(qū)動(dòng)的可控制的冷卻液泵5的根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)能以一種有利的方式通過(guò)對(duì)預(yù)設(shè)的控制參數(shù)進(jìn)行估計(jì)來(lái)設(shè)置不同的運(yùn)行工況，所述控制參數(shù)例如所需的冷卻液溫度、和/或所需的電機(jī)溫度、和/或所需的冷卻液流率和/或其它類似的參數(shù)。
[0163]因此，為了控制所述冷卻系統(tǒng)1，附加的配置在根據(jù)本發(fā)明所討論的實(shí)施例中的控制裝置控制所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)的主冷卻液泵3和所述電力驅(qū)動(dòng)的第二冷卻液泵5，以使其達(dá)到各自的運(yùn)行工況。
[0164]因此示例性的運(yùn)行工況包括啟動(dòng)-停止工況、預(yù)熱工況、低載工況、正常負(fù)載工況、節(jié)油工況、高轉(zhuǎn)速工況以及余熱儲(chǔ)存工況。
[0165]所述啟動(dòng)-停止工況指以下動(dòng)力工況:即在所述啟動(dòng)-停止工況下所述內(nèi)燃機(jī)暫時(shí)關(guān)閉(例如當(dāng)紅燈時(shí)內(nèi)燃機(jī)停機(jī)或其它類似的情況)以節(jié)省燃油。
[0166]如果此處討論的冷卻系統(tǒng)I被使用在包括啟動(dòng)-停止控制的車輛中并且內(nèi)燃機(jī)被停機(jī)(例如當(dāng)紅燈時(shí))，則自內(nèi)燃機(jī)停機(jī)導(dǎo)致所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵3不再運(yùn)轉(zhuǎn)之后，所述電動(dòng)冷卻液泵5能夠靠其自身來(lái)循環(huán)所述冷卻液。
[0167]為了這個(gè)目的，根據(jù)當(dāng)前所討論的實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況是啟動(dòng)-停止工況時(shí)(在所述啟動(dòng)-停止工況下，所述主冷卻液泵3在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)階段期間暫時(shí)失去動(dòng)力)，所述第二冷卻液泵5被切換到打開(kāi)模式工況，所述打開(kāi)模式工況使得通過(guò)第二冷卻液泵5來(lái)循環(huán)所述冷卻液。
[0168]此外，所述預(yù)熱工況指以下動(dòng)力工況:即在所述預(yù)熱工況下(尤其是內(nèi)燃機(jī)冷啟動(dòng)時(shí))，中斷所述冷卻液的循環(huán)以使水積滯在所述冷卻系統(tǒng)I中從而使所述內(nèi)燃機(jī)能夠快速達(dá)到其最佳的運(yùn)行溫度。
[0169]當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況是預(yù)熱工況時(shí)，所述第二冷卻液泵5被切換到關(guān)閉模式工況并且通過(guò)所述主冷卻液泵3的冷卻液流被布置在所述主冷卻液泵中的所述控制滑閥中斷，因此中斷了冷卻液的循環(huán)。
[0170]因此可用當(dāng)前所討論的實(shí)施例中的冷卻系統(tǒng)I以下述的方式來(lái)控制處于內(nèi)燃機(jī)預(yù)熱階段下的泵3，5:即所述泵3，5的滑閥都被關(guān)閉并且冷卻液不能通過(guò)兩個(gè)所述泵3，5循環(huán)。所述電力驅(qū)動(dòng)冷卻液泵5同樣因此而關(guān)閉，隨之通過(guò)關(guān)閉所述控制滑閥31來(lái)阻止回流和冷卻液循環(huán)。可替代地，所述泵5被控制為使所述控制滑閥31阻止冷卻液循環(huán)。
[0171]在這種方式下，有可能快速達(dá)到所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行溫度。
[0172]此外，所述低載工況指以下動(dòng)力工況:即在所述低載工況下，所述內(nèi)燃機(jī)以低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，例如在待機(jī)模式下低轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
[0173]根據(jù)當(dāng)前所討論的實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是低載工況時(shí)，通過(guò)所述主冷卻液泵3的冷卻液流被布置在所述主冷卻液泵中的控制滑閥中斷并且所述第二冷卻液泵5被切換到打開(kāi)模式工況，憑借所述打開(kāi)模式工況，所述冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵5循環(huán)。
[0174]還有可能，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)以非常低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，由于這可能使得所述主冷卻液泵3的循環(huán)性能不足，故而附加地將所述電力的第二冷卻液泵5打開(kāi)(這又被稱為電力助推)，轉(zhuǎn)而言之即基于所述可控制的第二電動(dòng)冷卻液泵5的泵排量的輔助冷卻液循環(huán)。
[0175]在所述內(nèi)燃機(jī)的高負(fù)載工況下(例如在高速路上駕駛等)，所述電力驅(qū)動(dòng)的冷卻液泵3的控制滑閥31通常被移動(dòng)到其“關(guān)閉”位置或所述泵3被關(guān)閉并且所述冷卻液的循環(huán)僅經(jīng)由所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)的主冷卻液泵3來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0176]但是如果需要附加的冷卻能力，所述電動(dòng)冷卻泵5能被附加地打開(kāi)以輔助所述機(jī)械冷卻液泵3來(lái)輸送所述冷卻液。
[0177]所述正常負(fù)載工況指以下動(dòng)力工況:即在所述正常負(fù)載工況下，所述內(nèi)燃機(jī)較好地在中等轉(zhuǎn)速運(yùn)行以向車輛施加驅(qū)動(dòng)力。這時(shí)，所述第二冷卻液泵5被切換到關(guān)閉模式工況并且其控制滑閥31通常被移動(dòng)到所述“關(guān)閉”位置，憑借這種方式，所述冷卻回路中的冷卻液通過(guò)所述主冷卻液泵3來(lái)循環(huán)。
[0178]所述節(jié)油工況指以下動(dòng)力工況:即在所述節(jié)油工況下，所述內(nèi)燃機(jī)正常的運(yùn)行并且通過(guò)對(duì)所述冷卻系統(tǒng)進(jìn)行介入控制使所述冷卻液溫度被保持在一升高的水平上，因此使燃料更有效的燃燒從而改善油耗。
[0179]當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行在節(jié)油模式(節(jié)油工況)下，憑借配置在所述主冷卻液泵3的帶輪57上的超越離合器，所述主冷卻液泵的運(yùn)行被選擇性的中斷，并且/或者布置在所述主冷卻液泵3中的所述控制滑閥被控制為中斷所述冷卻液流入到所述主冷卻液泵3中。在這樣的工況下，所述冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵5來(lái)循環(huán)以取得所需的升高的電機(jī)溫度。
[0180]所述高轉(zhuǎn)速工況指以下動(dòng)力工況:即在所述高轉(zhuǎn)速工況下，所述內(nèi)燃機(jī)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行并且需要加強(qiáng)冷卻，例如在高速公路上行駛或其它類似的情況下。
[0181]依照根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，所述主冷卻液泵3的冷卻液流至少部分在旁路模式下經(jīng)由所述第二冷卻液泵5被輸出到通向所述內(nèi)燃機(jī)的所述主冷卻液泵5的吸入側(cè)。
[0182]最后，所述余熱儲(chǔ)存工況指以下動(dòng)力工況:即在所述余熱儲(chǔ)存工況下，所述內(nèi)燃機(jī)被關(guān)掉并且冷卻液溫度應(yīng)該盡可能長(zhǎng)的保持在較高的溫度下以縮短啟動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)時(shí)的所述預(yù)熱階段，憑借這種工況所述內(nèi)燃機(jī)能夠較快地處于其最佳的溫度范圍。
[0183]在冷卻系統(tǒng)I的當(dāng)前所討論的實(shí)施例中，憑借布置在所述泵3，5上的滑閥來(lái)關(guān)掉兩個(gè)所述泵3，5，進(jìn)而阻止冷卻液從電機(jī)到所述散熱器的回流，這使得所述冷卻液和車輛周圍環(huán)境之間的熱交換可僅以極大延時(shí)的方式發(fā)生。因此當(dāng)所述車輛處于停車狀態(tài)時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的熱量可以保存很長(zhǎng)的一段時(shí)間，并且所述熱量可在隨后的重新啟動(dòng)期間使用以更快速的達(dá)到所述的最佳溫度。
[0184]此處討論的實(shí)施例涉及一種電力驅(qū)動(dòng)的第二冷卻液泵5，雖然在所述第二冷卻液泵5中的控制滑閥31憑借被設(shè)計(jì)為螺紋心軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)沿所述驅(qū)動(dòng)軸21移動(dòng)，但是所述控制滑閥31也可憑借氣動(dòng)的、磁力的和/或液壓驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器或電動(dòng)伺服電機(jī)而不通過(guò)所述螺紋心軸來(lái)沿所述驅(qū)動(dòng)軸21相對(duì)于所述葉輪移動(dòng)。
[0185]雖然此處討論的實(shí)施例公開(kāi)了一種分離地成形在葉輪25上的控制滑閥31，但是所述控制滑閥31也可以整體成形在所述葉輪25中。例如，整體成形在所述葉輪25中的控制滑閥31可被設(shè)計(jì)為使腿狀壁區(qū)域和所述控制滑閥31的封閉組件35具有相同的效果，所述封閉組件35形成在所述葉輪25的外表面上。
[0186]為了控制由如此配備的第二冷卻液泵5輸送的冷卻液流，葉輪25被設(shè)計(jì)為可沿所述驅(qū)動(dòng)軸21移動(dòng)，以使得當(dāng)如此設(shè)計(jì)的所述葉輪25處于關(guān)閉位置時(shí)所述腿狀壁組件朝所述泵殼的后側(cè)伸出從而密封地關(guān)閉所述出口 11。在與控制滑閥31整體成形的所述葉輪25的“打開(kāi)”位置，所述壁組件位于所述容納部37中以使其可繞所述驅(qū)動(dòng)軸21旋轉(zhuǎn)，所述容納部37形成在所述泵殼51的壁內(nèi)。
[0187]可替代地，布置在所述葉輪25上游的控制滑閥31還可被布置在所述泵腔53中的旋轉(zhuǎn)滑閥所替代，以封閉所述葉輪25并且所述旋轉(zhuǎn)滑閥能夠被旋轉(zhuǎn)到“打開(kāi)”位置和“關(guān)閉”位置。還可使用布置在所述葉輪25下游的套筒狀控制滑閥，通過(guò)例如之前討論的螺紋心軸或氣動(dòng)的、磁力的和/或液壓驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器或電動(dòng)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，所述套筒狀控制滑閥隨后將所述葉輪25推向一邊并且因此密封地關(guān)閉所述第二泵的出口 11。
[0188]之前討論的葉輪(控制滑閥被布置所述葉輪上)還可被用來(lái)作為管路系統(tǒng)中的一種單向閥。依靠流入的方向和吸入壓力，因此所述滑閥可進(jìn)一步輸送保持所述葉輪和所述滑閥的軸上的流入媒介；或當(dāng)和輸送方向相逆的流動(dòng)壓力十分高時(shí)，通過(guò)將所述控制滑閥移動(dòng)到其“關(guān)閉”位置來(lái)關(guān)閉所述管路系統(tǒng)。
[0189]盡管此處討論的電動(dòng)冷卻液泵5包括電機(jī)7 (所述電機(jī)7具有20W到100W的輸出功率)，但是也可以使用更大功率的電機(jī)(例如具有高達(dá)2KW的輸出功率的電機(jī))以使所述電動(dòng)冷卻液泵可作為所述冷卻回路中唯一的泵來(lái)負(fù)責(zé)冷卻液的循環(huán)(如果需要的話)。
[0190]本發(fā)明涉及一種用于車輛的可控制的冷卻系統(tǒng)1、一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可控制的主冷卻液泵3和一種電力驅(qū)動(dòng)的可控制的第二冷卻泵5，所述可控制的冷卻系統(tǒng)I所述包括冷卻回路，所述冷卻回路將冷卻液輸出到內(nèi)燃機(jī)和將冷卻液從所述內(nèi)燃機(jī)送出；
[0191]所述冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步包含控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行工況來(lái)控制所述主冷卻液泵3和第二冷卻液泵5。此外本發(fā)明提供了用于所述冷卻系統(tǒng)I的電力驅(qū)動(dòng)的可控制的第二冷卻液泵5、使用于這種第二冷卻液泵5中的葉輪25以及控制所述冷卻系統(tǒng)I中的冷卻液流的方法。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的可控制的冷卻系統(tǒng)(1)，包括:冷卻回路，所述冷卻回路用于將冷卻液供給到所述車輛的內(nèi)燃機(jī)以及將冷卻液從所述車輛的內(nèi)燃機(jī)中排出；機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可控制的主冷卻液泵(3 )，包括入口(17)和出口(15)，所述入口( 17 )用于將冷卻液供給到所述主冷卻液泵(3)中，所述出口(15)用于將冷卻液排出到所述內(nèi)燃機(jī)；以及電力驅(qū)動(dòng)的可控制的第二冷卻液泵(5)，包括入口(9)和出口(11)，所述入口(9)用于將冷卻液供給到所述第二冷卻液泵(5)中，所述出口(11)用于將作為旁路冷卻液流輸送的冷卻液朝向所述主冷卻液泵(3)排出，其中:所述第二冷卻液泵(5)被布置在所述主冷卻液泵(3)的沿流動(dòng)方向的上游處，沿冷卻液流動(dòng)的方向從通向所述主冷卻液(3)的冷卻管路(13)分支地引出，利用所述第二冷卻液泵(5)輸送的冷卻液以經(jīng)過(guò)所述主冷卻液泵(3)的下游且不流經(jīng)所述主冷卻液泵(3)的方式被供給到通向所述內(nèi)燃機(jī)的出口(15)，所述第二冷卻液泵(5)包括泵殼(51)，在所述泵殼(51)中形成有泵腔(53)，其中電機(jī)(7)被布置在所述泵殼(51)的一部分上，所述電機(jī)(7)憑借延伸到所述泵腔(53)中的驅(qū)動(dòng)軸(21)來(lái)為所述第二冷卻液泵(5 )提供驅(qū)動(dòng)力，所述泵腔(53)中的所述第二冷卻液泵(5)包括葉輪(25)，所述葉輪(25)充當(dāng)輸送器組件，所述葉輪(25)被 布置為和所述驅(qū)動(dòng)軸(21)同軸并可驅(qū)動(dòng)的連接到所述驅(qū)動(dòng)軸(21)上，以及所述第二冷卻液泵(5)包括形成在所述葉輪(25)上的控制滑閥(31)，所述控制滑閥(31)至少可被移動(dòng)到“打開(kāi)”位置和“關(guān)閉”位置，以用于控制由所述第二冷卻液泵(5)輸送的旁路冷卻液流，尤其用于阻止冷卻液沿與所述第二冷卻液泵(5)的輸送方向相反的方向回流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述主冷卻液泵(3)包括泵殼，在所述泵殼中形成有泵腔，其中充當(dāng)輸送器組件的葉輪布置在所述泵腔中并且經(jīng)由延伸到所述泵腔中的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)軸優(yōu)選地由帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，所述主冷卻液泵(3)進(jìn)一步包括控制滑閥，所述控制滑閥形成在所述葉輪上并且和所述葉輪同軸地布置，所述控制滑閥至少可被移動(dòng)到“打開(kāi)”位置和“關(guān)閉”位置，以控制由所述主冷卻液泵(3)輸送的冷卻液流，所述控制滑閥優(yōu)選沿著所述葉輪安裝在所述泵腔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二冷卻液泵(5)的電機(jī)(7)被配置為干式轉(zhuǎn)子或濕式轉(zhuǎn)子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的已分配的運(yùn)行工況來(lái)控制所述第一主冷卻液泵(3)和/或所述第二冷卻液泵(5)。
6.—種電動(dòng)冷卻液泵(5),所述電動(dòng)冷卻液泵(5)尤其適用于根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)(1)，其中所述電動(dòng)冷卻液泵(5)被設(shè)計(jì)為軸流泵或徑流泵并且包括:泵殼(51)；優(yōu)選為法蘭式的入口(9)和優(yōu)選為法蘭式的出口(11);形成在所述泵殼(51)中的泵腔(53 );其中泵輪(25 )被布置在所述泵腔(53 )中的泵軸(21)上，所述泵輪(25 )可通過(guò)所述泵軸(21)的中繼被電機(jī)(7 )驅(qū)動(dòng)，以及 滑閥(31)，所述滑閥(31)至少可被移動(dòng)到“打開(kāi)”和“關(guān)閉”位置以控制由冷卻液泵(5)輸送的旁路冷卻液流，尤其用于阻止冷卻液沿與所述第二冷卻液泵(5)的輸送方向相反的方向回流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述電動(dòng)冷卻液泵(5)被設(shè)計(jì)為徑流泵并且其中， 從冷卻液管路(13)轉(zhuǎn)移的待輸送的冷卻液可通過(guò)大體上為圓錐形的延伸入口(9)被引入到形成在泵殼(51)中的泵腔(53)里，并且所述被引入到泵腔(53)中的冷卻液可通過(guò)出口(11)從所述泵腔(53)中排出，所述出口(11)被布置為大體上徑向地和入口管路(9)成直角；其中， 所述泵輪(25)被布置在所述泵腔(53)中并且被設(shè)計(jì)為為徑流泵葉輪，所述泵輪(25)通過(guò)軸向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)吸入冷卻液并且將冷卻液沿徑向輸送到出口(11); 所述滑閥(31)被設(shè)計(jì)為布置在所述葉輪(25)上且與所述泵軸(21)同軸的控制滑閥(31);以及 所述電機(jī)(7)被優(yōu)選地布置在所述泵殼(51)遠(yuǎn)離所述入口(9)的部分上；其中， 所述電機(jī)(7 )包括伸入到所述泵腔(53 )中的驅(qū)動(dòng)軸(21)， 所述葉輪(25)和所述控制滑閥(31)同軸地布置在所述驅(qū)動(dòng)軸(21)上并且以間隙配合的方式被保持在所述驅(qū)動(dòng)軸(21)上，優(yōu)選地，通過(guò)保持元件(47 )將所述葉輪(25 )和所述控制滑閥(31)保持在所述驅(qū)動(dòng)軸(21)上，以及 被設(shè)計(jì)為圓柱形的控制滑閥(31)封閉所述葉輪(25)并能沿所述葉輪(25)的軸向被移動(dòng)到“打開(kāi)”和“關(guān)閉”位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述控制滑閥(31)以被所述葉輪(25)的葉片(39)穿透的方式被連接到所述葉輪(25)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述電機(jī)(7)被設(shè)計(jì)為干式轉(zhuǎn)子并且通過(guò)布置在驅(qū)動(dòng)軸(21)上的軸封(29 )來(lái)實(shí)現(xiàn)所述泵腔(53 )的密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述電機(jī)(7)被設(shè)計(jì)為濕式轉(zhuǎn)子并且通過(guò)由冷卻液泵(5)輸送的冷卻液來(lái)冷卻。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5),其中,通過(guò)至少一個(gè)被布置在冷卻液泵(5)中的致動(dòng)器，所述控制滑閥(31)可沿所述驅(qū)動(dòng)軸(21)移動(dòng)，其中:所述致動(dòng)器被設(shè)計(jì)為氣動(dòng)的、磁力的和/或液壓的驅(qū)動(dòng)的滑閥；或者所述致動(dòng)器被設(shè)計(jì)為電動(dòng)伺服電機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述控制滑閥(31)包括封閉所述驅(qū)動(dòng)軸(21)并且朝向所述入口(9)的部分(33)，所述部分(33)具有形成在其內(nèi)圓周面上的螺紋部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求6-12中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，與所述控制滑閥(31)的所述螺紋部分(33)相配的螺紋部分形成在所述驅(qū)動(dòng)軸(21)的遠(yuǎn)離電機(jī)(7)的部分(23)上；，通過(guò)所述螺紋部分(23、33)的相互嚙合，所述控制滑閥(31)可被沿著所述驅(qū)動(dòng)軸(21)移動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6-13中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述控制滑閥被設(shè)計(jì)為沿著所述葉輪(25)的前側(cè)的輪廓并且具有布置在所述控制滑閥外端的徑向連續(xù)的封閉組件(35 )，其中被徑向地布置在所述控制滑閥(31)的外側(cè)的第一密封組件(43 )被配置在所述封閉組件(35)遠(yuǎn)離所述電機(jī)(7)的一端。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，容納部(37)形成在所述泵腔(53)中；當(dāng)所述控制滑閥(31)處于其“打開(kāi)”位置時(shí)，所述控制滑閥(31)的閉合組件(35)可被插入到所述容納部(37)中。
16.根據(jù)權(quán)利要求6-15中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5),其中,被徑向地布置在所述控制滑閥(31)內(nèi)的第二密封組件(45)被配置在所述葉輪(25)的朝向所述電機(jī)(7)的徑向外端上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述第一密封組件(43)的直徑大于所述第二密封組件(45)的直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述出口(11)可通過(guò)處于“關(guān)閉”位置的所述控制滑閥(21)經(jīng)由所述封閉組件(35)、所述第一密封組件(43)和所述第二密封組件(45)被密封地關(guān)閉。
19.根據(jù)權(quán)利要求6-18中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，進(jìn)一步提供了制動(dòng)組件(27)，憑借所述制動(dòng)組件(27)所述葉輪(25)可被固定到所述泵殼(51)的內(nèi)壁(49)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，所述制動(dòng)組件(27)被形成在所述葉輪(25)上并且優(yōu)選由預(yù)應(yīng)力制動(dòng)彈簧或碟狀制動(dòng)盤構(gòu)成；所述制動(dòng)組件(27)優(yōu)選地包括位于其徑向的外端沿徑向朝內(nèi)的方向的大體上錐形的楔狀增厚部(41);其中優(yōu)選地憑借所述楔狀增厚部(41)，所述制動(dòng)組件(27)能與所述泵殼(51)的鄰接所述電機(jī)(7)的內(nèi)壁(49 )摩擦地接合從而將所述葉輪(25 )固定到所述泵殼(51)上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的電動(dòng)冷卻液泵(5)，其中，具體包括所述增厚部(41)的所述制動(dòng)組件(27)被設(shè)計(jì)為隨著所述電機(jī)(7)的驅(qū)動(dòng)軸(25)導(dǎo)致的所述葉輪(25)的旋轉(zhuǎn)速度的增加，所述制動(dòng)組件(27)從所述泵殼(51)的內(nèi)壁(49)脫離，從而使所述葉輪(25)脫離。
22.—種葉輪(25)，所述葉輪(25)具體使用在根據(jù)權(quán)利要求6-21中任一項(xiàng)所述的冷卻液泵(5)和根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)(I)中，所述葉輪(25)包括:數(shù)片葉片(39)，所述數(shù)片葉片(39)優(yōu)選典型的徑流泵葉片并且形成在所述葉輪的朝向冷卻液入口(9)的表面上；凹槽(55)，所述凹槽(55)用于容納驅(qū)動(dòng)軸(21)；控制滑閥(31)，所述控制滑閥(31)連接到所述葉輪(25)上；制動(dòng)組件(27)，所述制動(dòng)組件(27)布置在所述葉輪(25)上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的葉輪(25)，其中，所述控制滑閥(31)包括在其前端被徑向地布置在其外側(cè)的第一密封組件(43)，其中所述葉輪(25)包括在其徑向地外端被徑向地布置在所述控制滑閥(31)內(nèi)側(cè)的第二密封組件(45 )。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的葉輪(25)，其中，所述控制滑閥(31)和所述葉輪(25)整體成形，以便所述葉輪(25 )的葉片(39 )能沿軸向穿透所述控制滑閥(31)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的葉輪(25)，其中，所述制動(dòng)組件(27)被形成在所述葉輪(25)的后側(cè)表面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求22或25所述的葉輪(25)，其中，所述制動(dòng)組件(27 )由預(yù)應(yīng)力制動(dòng)彈簧或碟狀制動(dòng)盤構(gòu)成，所述制動(dòng)組件(27)能與和所述葉輪(25)的背側(cè)表面相對(duì)的表面摩擦地接合，以將所述葉輪(25)固定到這一表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求22、25或26所述的葉輪(25)，其中，所述制動(dòng)組件(27)被設(shè)計(jì)為:所述制動(dòng)組件(27)的制動(dòng)效果隨著所述葉輪(25)的旋轉(zhuǎn)速度增加而減弱，所述制動(dòng)組件(27 )借此靠近所述葉輪(25 )的背側(cè)表面，從而使所述葉輪(25 )脫離。
28.根據(jù)權(quán)利要求22-24中任一項(xiàng)所述的葉輪(25)，其中，所述控制滑閥(31)被設(shè)計(jì)為沿著所述葉輪(25)的輪廓并且包括在其外端的徑向連續(xù)的封閉組件(35)。
29.根據(jù)權(quán)利要求22-24以及28中任一項(xiàng)所述的葉輪(25)，其中，所述控制滑閥(31)包括在其前部區(qū)域的中空的隔室形的部分(33)，所述隔室形的部分(33)具有形成在其內(nèi)圓周壁上的螺紋部分。
30.一種控制機(jī)動(dòng)車輛的冷卻系統(tǒng)(I)中的冷卻液流的方法，所述冷卻系統(tǒng)(I)優(yōu)選為根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的冷卻系統(tǒng)，其中所述冷卻系統(tǒng)(I)包括可控制的主冷卻液泵(3)和可控制的第二冷卻液泵(5)，所述主冷卻液泵(3)被布置在車輛中的內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力機(jī)械式地驅(qū)動(dòng)，所述第二冷卻液泵(5)被單獨(dú)布置的電機(jī)電力地驅(qū)動(dòng)；所述方法包括步驟: 檢查車輛的內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況；` 檢測(cè)在車輛的冷卻液回路中循環(huán)的冷卻液的冷卻液溫度； 從冷卻回路圖讀取控制參數(shù)； 根據(jù)從所述冷卻回路圖讀取的控制參數(shù)控制所述主冷卻液泵(3)和所述第二冷卻液泵(5);以及 通過(guò)有選擇的開(kāi)關(guān)所述主冷卻液泵(3)和/或所述第二冷卻液泵(5)來(lái)控制冷卻液流。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況至少包括啟動(dòng)-停止工況、預(yù)熱工況、低載工況、正常負(fù)載工況、節(jié)油工況、高轉(zhuǎn)速工況以及余熱儲(chǔ)存工況。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法，其中，所述冷卻回路圖中的控制參數(shù)至少包括所需的冷卻液溫度和/或所需的電機(jī)溫度和/或所需的冷卻液流率和/或類似的參數(shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況是預(yù)熱工況時(shí)，所述第二冷卻液泵(5)被切換到關(guān)閉模式工況并且通過(guò)所述主冷卻液泵(3)的冷卻液流被布置在所述主冷卻液泵(3)中的控制滑閥(31)所中斷，因此中斷冷卻液的循環(huán)。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況是啟動(dòng)-停止工況時(shí)，在所述啟動(dòng)-停止工況下的內(nèi)燃機(jī)停機(jī)階段期間，所述主冷卻液泵(3)暫時(shí)失去動(dòng)力，所述第二冷卻液泵被(5 )切換到打開(kāi)模式工況，所述打開(kāi)模式工況使得冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵(5)來(lái)循環(huán)。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是低載工況時(shí)，通過(guò)所述主冷卻液泵(3)的冷卻液流被布置在所述主冷卻液泵(3)中的控制滑閥所中斷并且所述第二冷卻液泵(5)被切換到打開(kāi)模式工況；憑借所述打開(kāi)模式工況，冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵(5)來(lái)循環(huán)。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是正常負(fù)載工況時(shí)，所述第二冷卻液泵(5)被切換到關(guān)閉模式工況并且其控制滑閥(31)被關(guān)閉，憑借這種方式，所述冷卻回路中的冷卻液通過(guò)所述主冷卻液泵(3)來(lái)循環(huán)。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是節(jié)油工況時(shí)，憑借配置在所述主冷卻液泵(3)的帶傳動(dòng)系統(tǒng)上的超越離合器，所述主冷卻液泵(3)的運(yùn)行被選擇性的中斷，或者布置在所述主冷卻液泵(3)中的所述控制滑閥被控制為:中斷冷卻液流入到所述主冷卻液泵(3)中并且冷卻液通過(guò)所述第二冷卻液泵(5)來(lái)循環(huán)，以取得所需的升高的電機(jī)溫度。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，所述主冷卻液泵(3)的冷卻液流至少部分在旁路模式下經(jīng)由所述第二冷卻液泵(5)被驅(qū)動(dòng)到通向所述內(nèi)燃機(jī)的所述主冷卻液泵(5 )的吸入側(cè)。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行工況是內(nèi)燃機(jī)停機(jī)的余熱儲(chǔ)存工況時(shí)，所述主冷卻液泵(3)的控制滑閥和所述第二冷卻液泵(5)的控制滑閥(31)都被關(guān)閉，以阻止 冷卻液在冷卻回路中的循環(huán)。
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK103459798SQ201180068966
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月4日
【發(fā)明者】弗朗茨·帕韋萊克 申請(qǐng)人:歐根·施密特博士?jī)x器和泵制造有限責(zé)任公司