混合动力冷却剂泵制造技术

具有两种运行模式的一种混合动力冷却剂泵，这两种运行模式是电动机运行模式和机械皮带轮驱动运行模式。一个摩擦离合器组件被定位在该电动机壳体构件内并且包括一个软化的弹簧，该弹簧使离合器寄生功率消耗最小化。

【技术实现步骤摘要】
混合动力冷却剂泵本申请是一项专利技术申请的分案申请，其母案的专利技术名称是混合动力冷却剂泵，申请日是2012年4月10日，申请号是201280017796.0（国际申请号：PCT/US2012/032849）。相关申请的交叉引用本申请要求美国专利申请序列号61/474,862的优先权，与该申请相关的是：名称为“用于车辆附件的皮带轮组件”（DKT11001）的美国专利申请序列号61/474,876、名称为“摩擦离合器组件”（DKT11002）的美国专利申请序列号61/474,928、名称为“压缩弹簧构件”（DKT11003）的美国专利申请序列号61/474,907，以及名称为“用于摩擦离合器组件的控制系统”（DKT11004）的美国专利申请序列号61/474,895，这些申请均于2011年4月13日提交。
在此披露了一种水泵，该水泵具有两种运行模式，一种直接皮带轮机械模式和一种电动机运行模式。
技术介绍
水泵被用于水冷式发动机中，主要用于如带内燃发动机的汽车和载重车的车辆的运行。这些水泵典型地是由一个皮带驱动，该皮带被附接到发动机曲轴上并因此以一定比例的发动机转速运转。这些泵具有一个叶轮，该叶轮用于将发动机冷却剂从该发动机循环到散热器并且返回发动机以便使该冷却剂保持在可接受的温度极限之内。如今正减少发动机附件（如水泵）的功率消耗以便改善燃油经济性和降低排放。因此优选的是此类附件（包括水泵）能被制作成以可变速度或以更小的功率运行，以便减小发动机所承受的负荷，并且进而改善燃油经济性并减少来自发动机的不希望有的排放物。
技术实现思路
在此披露了一种改进的水泵。该水泵具有两种运行模式，第一模式由发动机附属装置皮带机械驱动，而第二模式由如无刷DC（BLDC）电动机的一个电动机来操作。用于这两种运行模式的部件被容纳在一个壳体中，该壳体包括作为该壳体一部分的皮带轮构件。连接到该水泵的叶轮上的一个轴被定位在该壳体中并且该轴依据某些因素而通过一种或另一种运行模式来控制。该壳体由定位在该皮带轮构件上的发动机附属装置皮带来驱动而以输入速度转动。在该壳体内提供一个摩擦离合器以便该皮带轮组件选择性地驱动该水泵。一个螺线管被用来对该摩擦离合器的运行进行控制。该水泵在其大部分运行范围内通常由电动机驱动。当需要峰值冷却时，采取机械运行模式并且该水泵由该皮带轮构件直接驱动。该摩擦离合器包括一个软化的弹簧构件，该弹簧构件使该离合器消耗的电功率最小化。混合动力冷却泵具有一种可变速度控制，这种可变速度控制导致消耗更少的功率、燃油经济性的改善、以及排放物的减少。该皮带轮组件由两个件构成，即一个皮带轮构件和一个离合器壳体构件。这种构形保证了皮带负荷在多个分离的轴承之间的分配从而使悬垂的轴承负荷最小化。当结合附图和权利要求来考虑时，本专利技术另外的目的、特征和益处将在本专利技术的以下说明中给出。附图说明图1展示了根据本专利技术的一个实施例的一个水泵。图2是图1所示的水泵的截面视图。图3是如图1和图2所示的水泵的组成部分的分解视图。图4展示了根据本专利技术可以使用的一个摩擦离合器实施例。图5是如图4所示的摩擦离合器的分解视图。图6是本专利技术可以使用的一个压缩弹簧构件的一个实施例。图7是如图6所示的压缩弹簧构件的侧视图。图8是处于未压缩状态下的该压缩弹簧构件的一个部分的放大视图。图9是处于压缩状态下的该压缩弹簧构件的一个部分的放大视图。图10是本专利技术所使用的一个压缩弹簧构件的一个实施例的一条负荷-挠曲曲线。图11展示了本专利技术可以使用的一个压缩弹簧构件的一个替代实施例。图12描绘了本专利技术可以使用的一个压缩弹簧构件的另一个替代实施例。图13示意性地展示了本专利技术的一个优选的实施例的多种运行模式。图14示意性描绘了本专利技术可以使用的一个压缩弹簧机构的另一个实施例。图15和图16对应地展示了图14所示的实施例所使用的屈曲梁构件的平面视图和侧视图。图17示意性地展示了一个电磁离合器机构。图18示意性地展示了一种螺线管控制系统。具体实施方式为了促进和理解本专利技术的原理的目的，现在将参见在图中所展示的这些实施例并且将使用特定的语言对它们进行说明。尽管如此，应理解在此并不旨在限制本专利技术的范围。本专利技术包括在所展示的装置和所说明的方法中以及本专利技术的原理的进一步应用中的任何替代方案以及其他修改，这些将是在本专利技术所涉及的领域中的人员或普通技术人员通常会想到的。在此描述的本专利技术具体涉及多种混合动力冷却剂泵，这些混合动力冷却剂泵用于使如汽车内燃发动机的发动机中的冷却剂循环。然而，本专利技术也可以用于其他发动机附件装置。更确切地说，在此描述的，包括但不限于压缩弹簧构件、螺线管致动的摩擦离合器和/或PWM控制系统的其他部件、机构和系统可以在其他装置和系统中具有重要用途。作为一个冷却剂泵，该泵在大部分情况下是电驱动的。然而，在需要进行更多冷却的情况下该泵也可以是机械接合的。因此，当车辆在大部分正常情况下行驶时，该水泵由电动机驱动和操作。在“最坏条件”的冷却情况下，如当车辆处于重载时、当它牵引一个挂车时、当它在夏季上山时、等等，该水泵被适配成直接由皮带用发动机机械驱动。这样提供了在此类情况下的必要的冷却。根据本专利技术的一个优选的实施例，该电动机是一个无刷DC（BLDC）电动机并且该电动机被定位在一个皮带轮组件内。该泵还被适配成当需要时由附接到发动机曲轴的、如蛇形带的发动机皮带来机械驱动。在此描述的本专利技术的优选的实施例尤其适用于载重车、乘用车和越野车辆。由于这个优选实施例还提供了对该水泵的可变速度控制，该水泵使用了来自发动机的更少的功率并因此改善了燃油经济性并降低排放。根据本专利技术的一个混合动力水泵实施例在图1中示出并且总体上是由参考数字20指示。该混合动力水泵包括一个皮带轮组件22和一个水泵壳体24。皮带轮组件22具有一个离合器壳体构件26和一个皮带轮构件28。皮带轮构件28具有用于由一条皮带（未示出）来驱动的多个圆周槽30。水泵20的一个截面视图在图2中示出并且水泵20的组成部分的分解视图在图3中示出。该水泵具有一个叶轮轴40，该叶轮轴被定位在皮带轮组件22之中并且还被附接到一个水泵叶轮42上。叶轮轴40通过滚针轴承44和中间轴承84而在泵壳体24中被固持在位。一个冷却剂密封件46用于防止该泵中的冷却剂泄漏到该皮带轮组件中。一个电动机定子50被定位在皮带轮组件22中的一个定子壳体52内。一个如扳手螺母54的螺母用于将定子壳体52固持到泵壳体24上。一个第二滚针轴承60被定位在皮带轮构件28与泵壳体24之间，以便允许皮带轮组件22相对该泵壳体自由转动。一个电动机转子70被定位在一个前轴承座72内，该轴承座优选是由一种铝质材料制成的。该电动机优选是一个无刷DC（BLDC）电动机。一个螺线管构件80被定位成紧密邻近前轴承座72。一个摩擦离合器组件90被定位成邻近电动机壳体22的前盖并且该离合器组件由螺线管构件80来操作。轴承构件84被定位在轴承座72与叶轮轴40之间。一个如六角螺母92的紧固构件通过前轴承82而将皮带轮组件22固定到叶轮轴40上。如图2和图3中具体指示的是，皮带轮组件22由两个件构成，即一个皮带轮构件28和一个离合器壳体26。这种构形提供用于在后滚针轴承60与前滚珠轴承82之间对皮带负荷进行分布，因而消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力装置，包括：一个壳体构件；一个皮带轮组件，该皮带轮组件被附接到所述壳体构件上，所述皮带轮组件包括一个离合器壳体构件；一个轴；一个电动机，该电动机被定位在所述皮带轮组件内并且被适配成选择性地转动所述轴；一个摩擦离合器组件，该离合器组件被定位在所述壳体构件内并且被适配成选择性地将所述轴可转动地联接到所述皮带轮组件上。

【技术特征摘要】
2011.04.13 US 61/474862;2011.04.13 US 61/474876;201.一种混合动力装置，包括：一个壳体构件；一个皮带轮组件，该皮带轮组件被附接到所述壳体构件上，所述皮带轮组件包括一个离合器壳体构件；一个轴；一个电动机，该电动机被定位在所述皮带轮组件内并且被适配成选择性地转动所述轴；一个摩擦离合器组件，该离合器组件被定位在所述壳体构件内并且被适配成选择性地将所述轴可转动地联接到所述皮带轮组件上。2.如权利要求1所述的混合动力装置，其中所述摩擦离合器组件包括一个摩擦衬承载构件；至少一个摩擦衬构件，该至少一个摩擦衬构件被定位在所述摩擦衬承载构件上；一个压缩弹簧构件，该压缩弹簧构件被固定地附接到所述摩擦衬承载构件上；一个离合器承载构件，该离合器承载构件被固定地附接到所述压缩弹簧构件上；以及一个通量板，该通量板被定位在所述离合器承载构件与所述压缩弹簧构件之间并且被附接到所述摩擦衬承载构件上。3.如权利要求2所述的混合动力装置，其中所述压缩弹簧构件包括一个外环构件、一个内环构件以及使所述内环构件和外环构件连接在一起的多个可变形的连接构件，并且其中当所述外环构件和内环构件被固定地定位时，所述连接构件可以变形并且提供一个弹簧力。4.如权利要求3所述的混合动力装置，其中压缩该弹簧构件所需要的力的大小一旦达到一个力的峰值时会随着位移而减小。5.如权利要求2所述的混合动力装置，其中所述压缩弹簧构件包括多个区域构件和多个可变形的连接构件，该多个区域构件在其中具有多个开口，该多个可变形的连接构件在所述区域构件的至少两个之间延伸并与其连接在一起。6.如权利要求5所述的混合动力装置，进一步包括至少一个环构件，该至少一个环构件也与多个所述区域构件相连接。7.如权利要求5所述的混合动力装置，其中提供了一个外环构件和一个内环构件，所述外环构件和所述内环构件各自与分离的多个区域构件相连接。8.如权利要求2所述的混合动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL罗比，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US