專利名稱：內(nèi)燃機(jī)機(jī)械自動離合器冷卻水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)離合器冷卻水泵。特別是一種機(jī)械自動離合器冷卻水泵及其控制方法，通過在冷卻水泵中應(yīng)用機(jī)械自動離合器而改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)燃油效率與減少排放。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在已有的內(nèi)燃機(jī)離合器冷卻水泵技術(shù)，均是采用以溫度、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速及其他傳感器測出內(nèi)燃機(jī)冷卻液溫度及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、油門位置、加熱器的狀態(tài)與變化，處理器再按標(biāo)定好的控制程序中的溫度與操作對應(yīng)關(guān)系來確定電磁離合器是否執(zhí)行分離或接合操作的系統(tǒng)性組成與控制方法。如專利申請?zhí)枮?00910246309. 3的專利《離合器冷卻水泵、其控制系統(tǒng)以及其控制方法》?，F(xiàn)有的控制系統(tǒng)與方法，雖然能有效的控制冷卻水泵工作狀態(tài)，達(dá)到改進(jìn)燃油效 率與控制排放的目的，但卻存在著如下問題難以解決I、電控系統(tǒng)及電磁離合器在工作時必須要消耗電能源，從而一定程度抵消采用電磁離合器技術(shù)帶來的燃油消耗與排放降低產(chǎn)生的益處。2、為固定安裝電磁離合器，要在冷卻水泵殼體結(jié)構(gòu)上增加較多的電磁線圈安裝與電源接頭插接件安裝的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，并且電磁離合器本身就有較大的質(zhì)量，從電控系統(tǒng)到電磁離合器之間的線束也有相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量增加，這樣電磁離合器冷卻水泵總成的質(zhì)量大幅增力口，一般是原冷卻水泵質(zhì)量的I. 5-4倍，從而較大幅度增加內(nèi)燃機(jī)的總成質(zhì)量，并相應(yīng)帶來使用這種內(nèi)燃機(jī)的車輛在運(yùn)行時能源消耗與排放的增加，同樣在一定程度上抵消采用電磁離合器技術(shù)帶來燃油與排放降低帶來的益處。3、電磁離合器冷卻水泵必須要有電控系統(tǒng)的支持與控制，不能獨(dú)立工作。這樣會導(dǎo)致在沒有新型的能支持電磁離合器冷卻水泵工作的內(nèi)燃機(jī)上實(shí)現(xiàn)這樣的節(jié)能技術(shù)成本過高，從而對容量巨大的已生產(chǎn)的沒有支持電磁離合器的內(nèi)燃機(jī)，難以使用電磁離合器技術(shù)進(jìn)行節(jié)能與環(huán)保改造。4、電磁離合器冷卻水泵在電磁線圈工作時有電磁場產(chǎn)生，對環(huán)境、人員其他設(shè)備有一定危害要進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn)并設(shè)計屏蔽裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的，就是提供一種不需要電控系統(tǒng)控制的，無須連接電纜的，工作時不需消耗電能的，工作時不產(chǎn)生電磁場并且質(zhì)量比電磁離合器冷卻水泵增加很少的新型離合器冷卻水泵-機(jī)械自動離合器冷卻水泵。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在本發(fā)明中的自動離合器冷卻水泵，包括裝在冷卻水泵殼體內(nèi)的冷卻水泵軸承與冷卻水泵軸，機(jī)械密封、裝在冷卻水泵軸一端的冷卻水泵旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器葉輪，安裝在冷卻水泵軸另一端部的由傳動輪，離合器軸承、離合器軸承安裝套、主動摩擦盤與從動摩擦盤、可把主從動摩擦盤壓緊的壓緊件及離合器殼蓋構(gòu)成的離合器，其特征在于控制離合器分離與接合的傳動件與驅(qū)動傳動件的隨溫度變化而體積或形狀變化的溫度傳感器，按溫度傳感器安裝于推進(jìn)器葉輪一端的方向，安裝在冷卻水泵軸的內(nèi)孔中。裝在水泵軸內(nèi)孔中且位于推進(jìn)器葉輪端的溫度傳感器，與冷卻液相接觸，具有快速感應(yīng)水溫變化而發(fā)生體積或形狀變化的能力，在水溫低于離合器接合溫度時，其變化小于驅(qū)動傳動件完成壓緊主、從動摩擦盤移動壓緊在一起所需的移動量與壓力，故離合器不能接合；當(dāng)水溫達(dá)到離合器設(shè)計接合溫度時，溫度傳感器體積或形狀變化到壓緊離合器的主動摩擦盤與從動摩擦盤的體積或形狀，并且通過傳動件使主、從動摩擦盤間達(dá)到設(shè)計壓緊力，離合器接合；隨著水溫的不斷升高，傳感器通過傳動件壓緊主動與從動摩擦盤的力量不斷增加，推進(jìn)器葉輪的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩不斷增加，直到設(shè)計的最大值。由于機(jī)械自動離合器水泵自身具有傳感器與傳動件實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化自動控制離合器來完成控制水泵在高溫下全設(shè)計功率工作，低溫下小功率工作或者停止工作而減少消耗內(nèi)燃機(jī)功率，并且在控制過程中無須任何外部電子設(shè)備參與，這樣實(shí)現(xiàn)了不需要電控系統(tǒng)控制的，無須連接電纜的，工作時不需消耗電能的，工作時不產(chǎn)生電磁場并且質(zhì)量比電磁離合器冷卻水泵增加小很多的新型離合器冷卻水泵的發(fā)明目的。


圖I是本發(fā)明的一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)與組成的剖視圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式與組成的軸測圖。
具體實(shí)施例方式下面接合圖I與圖2，說明本發(fā)明具體的實(shí)施方式。圖I所示的實(shí)施方式結(jié)構(gòu)與組成的剖視圖，即一種機(jī)械自動離合器冷卻水泵總成的剖視圖。在本發(fā)明的機(jī)械自動離合器冷卻水泵實(shí)施示例中，首先是以石蠟4為感溫材料裝于傳感器波紋管殼體5與傳動件7 —端密封件3之間組成的溫度傳感器為準(zhǔn)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)描述；其次是一種以3個主動摩擦盤12與3個從動摩擦盤13構(gòu)成的多盤式離合器。因此應(yīng)當(dāng)意識到其一，作為隨溫度體積或形狀能發(fā)生較大變化并能因此而引起壓力變化的，可作為溫度傳感器的材料與結(jié)構(gòu)形式還有很多，比如說在傳感器波紋管殼體5與傳動件7 —端密封件3之間用乙醚代替石蠟4，又比如溫度記憶合金也是具有符合使用要求的材料等；其二，要注意到離合器的形式是多樣化的，有單盤式的，多盤式的，牙嵌式的等等，從而表明本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為這一種例示性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些例示性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式，修改形式及等價形式及其它實(shí)施方案。本發(fā)明的機(jī)械自動離合器冷卻水泵實(shí)施示例圖I中，包括裝在冷卻水泵殼體I內(nèi)的冷卻水泵軸承20與冷卻水泵軸6，機(jī)械密封8、裝在冷卻水泵軸6 —端的冷卻水泵旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器葉輪2，安裝在冷卻水泵軸6另一端部的由一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21的傳動輪19，裝在冷卻水泵軸6上通過軸用卡環(huán)9固定離合器軸承10的、一端帶有均布開口槽22的軸承安裝套18、與傳動輪19 一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21徑向嵌入軸向滑動的主動摩擦盤12及與軸承安裝套18均布開口槽22徑向嵌入軸向滑動的從動摩擦盤13、在軸承安裝套18均布開口槽22中徑向嵌入軸向滑動，并用螺母與一端裝有密封件3的傳動桿7安裝在一起，可把主動摩擦盤12與從動摩擦盤13沿傳動輪19中一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21端面方向移動壓緊而使離合器接合的，或在復(fù)位彈簧17作用下向離開一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21端面方向移動而使主動摩擦盤12與從動摩擦盤13之間失去壓緊力而使離合器分開的壓緊件11及離合器殼蓋15構(gòu)成的多盤式離合器，其特征在于控制離合器分離與接合的與傳感器波紋管殼體5開口端焊在一起的傳動件7與驅(qū)動傳動件7的隨溫度變化而體積或形狀變化的以石蠟4為感溫材料裝于傳感器波紋管殼體5與傳動件7 —端密封件3之間組成的溫度傳感器，按溫度傳感器感溫材料安裝于推進(jìn)器葉輪2 —端的方向，安裝在冷卻水泵軸6的內(nèi)孔中。 在本發(fā)明的機(jī)械自動離合器冷卻水泵實(shí)施示例軸測2中，可以較直觀地表達(dá)傳動輪19 一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21徑向嵌入的主動摩擦盤12及與軸承安裝套18均布開口槽22徑向嵌入的從動摩擦盤13分別在一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21中、軸承安裝套18均布開口槽22中徑向嵌入與軸向滑動關(guān)系。本發(fā)明實(shí)施示例的機(jī)械自動離合器水泵的工作過程如下在內(nèi)燃機(jī)啟動前，內(nèi)燃機(jī)冷卻液溫度降至室溫時，石蠟4變?yōu)楣虘B(tài)，溫度傳感器波紋管殼體5回縮到原始的體積或形狀最小狀態(tài)，一端帶有密封件3的傳動桿7在溫度傳感器波紋管殼體5與復(fù)位彈簧17的作用下回到分離位置，用螺母16安裝于傳動桿前端的壓緊件11隨著傳動桿7，在軸承安裝套18的均布開口槽22中，按一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21端面的相反方向移動，從而使主動摩擦盤12與從動摩擦盤13之間失去接觸壓力而不能產(chǎn)生摩擦力，離合器處于分離狀態(tài)。在內(nèi)燃機(jī)啟動后，當(dāng)?shù)贗工作溫度到達(dá)前，與傳動輪19內(nèi)花鍵槽滑動嵌入的主動摩擦盤12隨傳動輪19同步轉(zhuǎn)動，但由于主動摩擦盤12與從動摩擦盤13之間是保持分離的未壓緊狀態(tài)，主動摩擦盤12與從動摩擦盤13之間只有隨機(jī)的接觸，處于一種半自由狀態(tài)，接觸-分離交替出現(xiàn)，而且接觸的壓力也非常小，因此冷卻水泵推進(jìn)器葉輪2以極低的轉(zhuǎn)速與極小的扭矩在工作，這樣冷卻液只能在內(nèi)燃機(jī)氣缸附近極緩慢流動，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行低功率熱機(jī)，并防止內(nèi)燃機(jī)局部過熱的功能。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣缸與水泵附近的冷卻液第I設(shè)定工作溫度到達(dá)時，溫度傳感器中固態(tài)石蠟4變?yōu)榘牍虘B(tài)，體積漲大。溫度傳感器波紋管殼體5伸長到設(shè)計溫度對應(yīng)長度狀態(tài)，一端帶有密封件3的傳動桿7在半固態(tài)石蠟壓力作用下，推動復(fù)位彈簧17壓縮，用螺母16安裝于傳動桿前端的壓緊件11隨著傳動桿7，在軸承安裝套18均布開口槽22中按一端有阻擋端面的內(nèi)花鍵槽21的端面方向移動，從而使主動摩擦盤12與從動摩擦盤13之間產(chǎn)生接觸壓力而產(chǎn)生摩擦力來傳遞力矩，離合器進(jìn)入接合狀態(tài)，冷卻水泵推進(jìn)器葉輪2以一個遠(yuǎn)低于傳動輪19的轉(zhuǎn)速工作，冷卻液開始在內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)中流動。在內(nèi)燃機(jī)啟動后，當(dāng)溫度傳感器第2設(shè)定工作溫度到達(dá)前，由于主動摩擦盤12與從動摩擦盤13是未完全壓緊狀態(tài)，水泵推進(jìn)器葉輪2只能以低于傳動輪19的轉(zhuǎn)速工作。這是由于此時內(nèi)燃機(jī)氣缸遠(yuǎn)處的冷卻液仍是低溫的，當(dāng)這部分冷卻液在水泵推進(jìn)器葉輪2的驅(qū)動下進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸附近時，又會出現(xiàn)低于冷卻液第I工作溫度的情況，這時需要機(jī)械自動離合器水泵盡快自動分離，以回到低功率熱機(jī)模式，可以使新流進(jìn)內(nèi)燃機(jī)氣缸附近的冷卻液快速升溫。
這樣多次循環(huán)后，直至內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)中的冷卻液全部達(dá)到冷卻液第I工作溫度以上，并最終達(dá)到溫度傳感器第2設(shè)定工作溫度，溫度傳感器中固態(tài)石蠟4完全變?yōu)橐簯B(tài)，體積完全漲大。溫度傳感器波紋管殼體5伸長到冷卻液第2工作溫度對應(yīng)長度狀態(tài)，主動摩擦盤12與從動摩擦盤13是完全壓緊無相對滑動狀態(tài)，水泵推進(jìn)器葉輪2與傳動輪19同步旋轉(zhuǎn)，離合器因此達(dá)到了沒計的最大力矩。
以上過程的組合，就是水泵在進(jìn)行小功率熱機(jī)狀態(tài)到全功率冷卻工作狀態(tài)的不斷交替，從而節(jié)省內(nèi)燃機(jī)的功率占用，達(dá)到節(jié)能的目的。尤其要說明的是，這樣的工作過程，不單是在內(nèi)燃機(jī)啟動階段發(fā)揮節(jié)能作用，在內(nèi)燃機(jī)各種使用條件下，一旦冷卻液溫度低于設(shè)定溫度，機(jī)械離合器水泵就會自動分離，轉(zhuǎn)入小功率熱機(jī)狀態(tài)，這種節(jié)能效果會更顯著。上面對本發(fā)明具體例示性實(shí)施方案所進(jìn)行的描述是出于說明和描述的目的。這樣的描述并不是毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的形式，顯然，根據(jù)上述例示，很多改變和變化都是可能的。選擇例示性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的例示性實(shí)施方案及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)機(jī)械自動離合器冷卻水泵，包括裝在冷卻水泵殼體內(nèi)的冷卻水泵軸承與冷卻水泵軸、機(jī)械密封，裝在冷卻水泵軸一端的冷卻水泵旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器葉輪，安裝在冷卻水泵軸另一端的由傳動輪，裝在冷卻水泵軸上的離合器軸承安裝套上的離合器軸承、離合器主動盤及從動盤以及可把主動盤與從動盤壓緊或互相嵌入而使離合器接合的，或在復(fù)位彈簧作用下而使主動盤與從動盤之間失去壓緊或脫開互相嵌入而使離合器分離的傳動件與壓緊件及離合器殼蓋構(gòu)成的離合器，其特征在于控制離合器接合與分離的傳動件與驅(qū)動傳動件的隨溫度變化而體積或形狀變化的溫度傳感器，安裝在推進(jìn)器葉輪一端冷卻水泵軸的外端及內(nèi)孔中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)離合器冷卻水泵。特別是一種機(jī)械自動離合器冷卻水泵及其控制方法，通過在冷卻水泵中應(yīng)用非電控的機(jī)械自動離合器而改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)燃油效率與減少排放。由于機(jī)械自動離合器水泵自身具有傳感器與傳動件實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化自動控制離合器來完成控制水泵在高溫下全功率工作，低溫下小功率工作或者停止工作而減少消耗內(nèi)燃機(jī)功率，并且在控制過程中無須任何外部電子設(shè)備與系統(tǒng)參與，這樣可以為大量的已上市的內(nèi)燃機(jī)實(shí)行節(jié)能與環(huán)保技術(shù)改造，并且更適用于新研發(fā)的內(nèi)燃機(jī)以很低成本實(shí)現(xiàn)最新的節(jié)能與環(huán)保技術(shù)要求。
文檔編號F01P5/10GK102705059SQ20121015209
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者徐向麗 申請人:徐向麗