CN108496011B - 具有形成蜗壳的可变流量分流器的泵 - Google Patents

Abstract

在一方面，提供了一种泵，该泵包括具有泵入口和泵出口的泵壳体。叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转，并且叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间吸入液体，叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出。分流器以枢转的方式连接在泵壳体中的叶轮出口接收室中。分流器能够在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第一限制，在第二位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第二限制，该第二限制大于第一限制。在第一位置中，分流器形成了蜗壳的围绕叶轮的至少一部分的至少一部分。

Description

具有形成蜗壳的可变流量分流器的泵

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月22日提交的美国临时专利申请No.62/281,728、于2016年5月11日提交的美国临时专利申请No.62/334,715、于2016年5月11日提交的美国临时专利申请No.62/334,730、以及于2016年11月24日提交的美国临时专利申请No.62/426,283的权益，所有上述申请的内容以全文形式并入本文。

技术领域

本公开内容涉及流体泵，并且更具体地涉及用于固定式发动机或车辆发动机的水泵，其中，水泵以与发动机的速度成正比的方式被驱动。

背景技术

已知的是，在固定式发动机或车辆发动机上提供水泵以使冷却剂循环通过发动机进而防止发动机过热。在许多应用中，水泵由皮带等驱动，皮带等本身由发动机的曲轴驱动。因此，水泵的速度由发动机的速度决定。通常选择水泵的冷却剂流，使得在结合了发动机速度与冷却需求的最坏的情况下，发动机将被来自水泵的冷却剂流充分冷却。然而，在这样的设计实践中固有的是，在一些情况下，水泵所泵送的冷却剂比所需的冷却剂多。

能够提供一种通常具有在不需要冷却剂流时减少冷却剂流的水泵或泵是有利的。已知了采用阀来选择性地切断流的泵，然而，这样的装置通常对泵的效率产生负面影响。已知了能够作为对流进行控制的装置而进行速度控制的其他泵，然而，通常这样的泵在其针对效率进行优化设计的范围之外运行相当长的时间段。

发明内容

在一方面，提供了一种泵，该泵具有泵壳体和叶轮，该泵壳体具有泵入口和泵出口。叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转，并且叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间从泵入口吸入液体，叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出。泵壳体具有叶轮出口接收室，叶轮出口接收室定位在叶轮的径向外侧以用于将液体从叶轮出口输送至泵出口。泵壳体还包括分流器。分流器具有在叶轮出口接收室中的第一地点处以枢转的方式连接的上游端部和位于叶轮出口接收室中的第二地点处的下游端部。分流器能够在第一位置与第二位置之间枢转，在第一位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第一限制，并且在第一位置中，分流器形成了蜗壳的围绕叶轮的至少一部分的至少一部分，蜗壳具有从分流器的上游端部至分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域，在第二位置中，分流器提供对从泵出口出来的流的第二限制，第二限制大于第一限制。

在另一方面，提供了一种操作泵的方法，该泵具有泵壳体和叶轮，泵壳体具有泵入口和泵出口，叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转。叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间从泵入口吸入液体，叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出。泵壳体具有叶轮出口接收室，叶轮出口接收室定位在叶轮的径向外侧以用于将液体从叶轮出口输送至泵出口，该方法包括：

a)提供作为泵壳体的一部分的分流器，其中，分流器具有在叶轮出口接收室中的第一地点处以枢转的方式连接的上游端部和位于叶轮出口接收室中的第二地点处的下游端部；

b)将分流器定位在第一位置，在第一位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第一限制，并且在第一位置中，分流器形成了蜗壳的围绕叶轮的至少一部分的至少一部分，其中，蜗壳具有从分流器的上游端部至分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域，

c)当分流器处于第一位置时使叶轮旋转以驱动流通过泵出口；以及

d)将分流器定位在第二位置，在第二位置中，分流器提供对从泵出口出来的流的第二限制，第二限制大于第一限制。

在另一方面，提供了一种泵，该泵包括泵壳体和叶轮，泵壳体具有泵入口和泵出口。叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转，并且叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间从泵入口吸入液体，叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出。泵壳体具有叶轮出口接收室，叶轮出口接收室定位在叶轮的径向外侧以用于将液体从叶轮出口输送至泵出口。泵壳体还包括分流器，分流器具有在叶轮出口接收室中的第一地点处以枢转的方式连接的上游端部和位于轮出口接收室中的第二地点处的下游端部。分流器能够在第一位置与第二位置之间枢转，在第一位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第一限制，并且在第一位置中，分流器形成叶轮出口接收室的至少一部分，叶轮出口接收室具有从分流器的上游端部至分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域，在第二位置中，分流器提供对从泵出口出来的流的第二限制，第二限制大于第一限制。在第一位置中，分流器与泵壳体的紧邻分流器的上游的部分大致齐平。

在又一方面，提供了一种泵，该泵包括泵壳体和叶轮。泵壳体具有泵入口和泵出口。叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转，并且叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间从泵入口吸入液体，叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出。分流器以枢转的方式连接在泵壳体中的叶轮出口接收室中。分流器能够在第一位置与第二位置之间枢转，在第一位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第一限制，在第二位置中，分流器提供对从泵壳体出来的流的第二限制，第二限制大于第一限制。在第一位置中，分流器形成了蜗壳的围绕叶轮的至少一部分的至少一部分。

在又一方面，提供了一种用于将液体泵送通过车辆冷却***的泵，该泵包括泵壳体和叶轮。泵壳体具有泵入口、流体地连接至第一冷却负载的第一泵出口、以及流体地连接至第二冷却负载的第二泵出口。叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中，并且叶轮具有轴向定向的叶轮入口和径向定向的叶轮出口，轴向定向的叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间从泵入口大致轴向地吸入液体，径向定向的叶轮出口构造成用于将液体从叶轮朝向第一泵出口和第二泵出口大致径向地排出。第一冷却负载分流器连接至泵壳体，并且第二冷却负载分流器连接至泵壳体，其中，第一冷却负载分流器能够在第一冷却负载分流器的第一位置与第一冷却负载分流器的第二位置之间移动，在第一冷却负载分流器的第一位置中，第一冷却负载分流器提供对从第一泵出口出来的流的第一流限制，在第一冷却负载分流器的第二位置中，第一冷却负载分流器提供对从第一泵出口出来的流的第二流限制，第二流限制大于对从第一泵出口出来的流的第一流限制。第二冷却负载分流器能够在第二冷却负载分流器的第一位置与第二冷却负载分流器的第二位置之间移动，在第二冷却负载分流器的第一位置中，第二冷却负载分流器提供对从第二泵出口出来的流的第一流限制，在第二冷却负载分流器的第二位置中，第二冷却负载分流器提供对从第二泵出口出来的流的第二流限制，第二流限制大于对从第二泵出口出来的流的第一流限制。当第一冷却负载分流器处于第一冷却负载分流器的第一位置时，第一冷却负载分流器围绕叶轮的一部分形成第一蜗壳的至少一部分。当第二冷却负载分流器处于第二冷却负载分流器的第一位置时，第二冷却负载分流器围绕叶轮的一部分形成第二蜗壳的至少一部分。

在另一方面，提供了一种操作泵的方法，该泵具有泵壳体和叶轮，泵壳体具有泵入口、连接至第一冷却负载的第一泵出口、以及连接至第二冷却负载的第二泵出口，叶轮以可旋转的方式支承在泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转。叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，叶轮入口构造成用于在叶轮的旋转期间从泵入口吸入液体，叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出。泵壳体具有用于将液体从叶轮输送至第一泵出口的第一叶轮出口接收室和用于将液体从叶轮输送至第二泵出口的第二叶轮出口接收室。该方法包括：

a)将位于泵壳体中的第一冷却负载分流器在第一叶轮出口接收室中定位在第一冷却负载分流器的第一位置，其中，第一位置中，流器围绕叶轮的第一部分形成第一蜗壳的至少一部分；

b)将位于泵壳体中的第二冷却负载分流器在第二叶轮出口接收室中定位在第二冷却负载分流器的第一位置，其中，在第二冷却负载分流器的第一位置中，第二冷却负载分流器围绕叶轮的第二部分形成第二蜗壳的至少一部分；

c)在步骤a)和步骤b)之后使叶轮以选定的速度旋转，以促成通过第一泵出口的第一流量和通过第二泵出口的第一流量；以及

d)将第一冷却负载分流器定位在第一冷却负载分流器的第二位置同时将叶轮保持处于所选定的速度并且同时将第二冷却负载分流器保持处于一位置，从而使得通过第一泵出口的第二流量小于第一发动机缸体流量同时基本上保持通过第二泵出口的第一流量。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式对前述及其他方面进行描述，在附图中：

图1是根据本公开内容的示例性实施方式的具有用于驱动对液体(例如，冷却剂)进行泵送的泵的环形驱动装置的发动机的正视图；

图2是图1中示出的泵的立体图；

图3是图2中示出的泵的立体分解图，其中，对所选定的部件进行了一些微小改变并且没有致动器；

图4是图3中示出的泵的立体图，其中，移除了一些另外的部件；

图5A是图4中示出的泵的侧视图，其中，对流出泵的流进行控制的分流器处于第一位置；

图5B是图4中示出的泵的侧视图，其中，对流出泵的流进行控制的分流器处于第二位置；

图6是图4中示出的泵的一部分的放大的内部正视图，其中，分流器处于图5A中示出的第一位置；

图7是图4中示出的泵的一部分的放大的内部正视图，其中，分流器处于与图5A中示出的第一位置相比的不同的第一位置处；

图8A至图8C是示出了图4中示出的泵的性能的方面的曲线图；

图9是示出了相对于标准水泵而言的由根据本公开内容的泵提供的燃料经济性改进的曲线图；

图10是泵的变型的立体图；

图11是与图3至图9中示出的泵的操作有关的流程图；

图12至图14是泵的另一变型的截面图；

图15是使用图12至图14中示出的泵的用于车辆中的发动机的冷却***图；

图16是使用具有两个分流器的另一泵的用于车辆中的发动机的另一冷却***图；

图17是具有两个分流器的泵的图示；

图18和图19示出了来自图17中示出的泵的分流器中的一个分流器的移动对经过另一分流器的流的影响；

图20是由一个或两个可能的电动马达驱动的泵；以及

图21是与图17中示出的泵的操作有关的流程图。

具体实施方式

参照图1，其示出了用于车辆(未示出)的发动机12的环形驱动装置10。环形驱动装置10包括环形驱动构件14，环形驱动构件14从比如以16所示的发动机曲轴的某些元件接收动力，并将动力传递至某些其他元件，比如某些附件的轴，比如水泵20的驱动轴18。所示的其他示例附件包括MGU 21。从曲轴16到环形驱动构件14以及从环形驱动构件14到附件的轴18的动力传递可以通过每个轴18上的旋转驱动构件22进行。张紧器24被示出为与环形驱动构件14接合以用于保持环形驱动构件14中的张力。为了便于阅读，环形驱动构件14可以被称为带14，并且旋转驱动构件22可以被称为带轮，然而，本领域技术人员将理解的是可以使用任何合适的环形驱动构件和任何合适的旋转驱动构件。所示的带14是异步(无齿)带且所示带轮是异步(无齿)带轮。合适的环形驱动构件和旋转驱动构件的其他示例包括例如正时带和齿形带轮，正时链和链轮。可以使用从曲轴16驱动水泵20的其他装置，这些装置不采用环形驱动构件，比如曲轴上的驱动齿轮和水泵20的驱动轴18上的从动齿轮。

水泵20用于冷却发动机12。为了使发动机具有低排放和良好的燃料经济性，有益的是发生燃料燃烧的汽缸中的温度足够高但是没有高到使发动机本身处于受损的风险下。

因为水泵20通过曲轴16经由带14驱动，所以水泵20的速度随着发动机12的转速而增大和减小。为了控制来自水泵20的水流以使得发动机得到足够的冷却而不是过多的冷却，水泵20采用了允许独立于水泵20的速度来控制冷却剂流速的特征。这些特征允许控制流速而不在至少一些情况下和实施方式中显著影响水泵20的效率。

在图1中仅示意性地示出了水泵20。在图2至图4中更清楚地示出了水泵20。水泵20包括泵壳体26和叶轮27。泵壳体27可以由第一泵壳体部分26a和第二泵壳体部分26b形成，第一泵壳体部分26a和第二泵壳体部分26b以任何合适的方式密封地结合在一起，比如通过多个机械紧固件28结合在一起。泵壳体26可以固定地连接至任何合适的固定结构，比如发动机的块体(图1中以29示出)。泵壳体26包括泵入口30(图3)和泵出口32(图4)。泵入口30构造成用于接收液体并用于将液体输送至叶轮27。泵出口32构造成用于接收来自叶轮27的液体并将液体输送出泵20。

叶轮27可旋转地支承在泵壳体26中以绕叶轮轴线A旋转。叶轮27具有叶轮入口34和叶轮出口36，叶轮入口34构造成在叶轮27旋转期间从泵入口30吸入液体，叶轮出口36构造成用于沿大致径向方向排出液体。

泵壳体26具有叶轮出口接收室38，该叶轮出口接收室38定位在叶轮27的径向外侧以用于将液体从叶轮出口36输送至泵出口32。在所示的实施方式中，室38与整个叶轮27处于环绕关系。

泵壳体还包括分流器40。分流器40具有上游端部42和下游端部46，该上游端部42在叶轮出口接收室38中的第一地点44处以枢转的方式连接(例如，通过从分流器42延伸到壳体部分26a和26b中的接收孔中的销)，下游端部46位于叶轮出口接收室38中的第二地点48处。分流器40可以在第一位置(图5A)与第二位置(图5B)之间枢转。在第一位置中，分流器40提供了对从泵壳体26出来的流的第一限制，并且分流器40形成了蜗壳50的围绕叶轮27的至少一部分的至少一部分。蜗壳是叶轮出口接收室38的具有从分流器40的上游端部42到分流器40的下游端部46逐渐增大的横截面区域的一部分。在一些实施方式中，(如图5A所示)蜗壳50基本上占据了整个叶轮出口接收室38。在一些实施方式中，蜗壳50具有从分流器40的上游端部42朝向分流器40的下游端部46逐渐增大的横截面区域，足以使得液体流动通过蜗壳50的速度在叶轮27以选定的转速进行旋转期间保持基本恒定。应当注意的是，液体流动通过蜗壳50(或通过基本上任何通道)的速度将在蜗壳50的横截面区域上变化。但是，在沿着蜗壳50的长度的任何点处，考虑到横截面区域上的速度曲线，液体具有平均速度。蜗壳50可以定形状成使得液体的平均速度沿着蜗壳50的圆周长度保持基本恒定。

所选定的转速可以选定成叶轮27以发动机12开启时的相对较高百分比运行的转速。在一些实施方式中，蜗壳50可以具有大致螺旋形状，或者蜗壳50可以具有在下游方向上具有逐渐增大的横截面区域的一些其他形状。

在所示的实施方式中，紧邻分流器40的上游的泵壳体26形成蜗壳50的第一部分，并且分流器40在处于第一位置时形成蜗壳50的第二部分。

在第二位置(图5B)中，分流器40提供了对从泵出口32出来的流的第二限制，该第二限制大于第一限制。分流器40可以通过与作为泵壳体26的一部分的舌状部52相配合来提供第二限制，以限制从叶轮出口接收室38出来的流。如本领域技术人员将理解的，舌状部52是泵壳体26的将叶轮出口接收室38的下游端部54与叶轮出口接收室38的上游端部56分开的部分。

分流器40具有面向叶轮27的第一面58和背离叶轮27的第二面60，和第一分流器面58与第二分流器面60之间的***边缘62。分流器40不需要在***边缘62与泵壳体26的环绕壁之间具有密封件。例如，***边缘62可以与泵壳体26的环绕壁间隔成足以允许其间的液体在分流器40从第一位置移动到第二位置期间从第一分流器面58到第二分流器面60(即，在第二分流器面60与以66处示出的壳体壁之间的以64示出的空间中)的通过。因为液体通常基本上是不可压缩的，所以空间64中的液体的体积支撑分流器40，并且环绕分流器40的周边边缘62的液体体积与分流器40一起用作壁，以便导引液体绕叶轮出口接收室38朝向泵出口32顺畅地流动。

如图6中最佳所示的，在一些实施方式中，当分流器40处于第一位置中时，分流器40与泵壳体26的在紧邻分流器40上游处以68示出的部分大致齐平。为了本公开的目的，术语“齐平”意味着，除了提供间隙以允许分流器40在第一位置与第二位置之间移动的相对小的谷70之外，第一分流器面58的形状与紧邻分流器40上游的部分68的形状基本上是连续的。

参照图2，其示出了用于分流器40的致动器72。分流器本身未在图2中示出，但是在如上所述的其他图、比如图5A和图5B中示出。致动器72是可操作的以在第一位置与第二位置(分别为图5A和图5B)之间驱动分流器40。在一些实施方式中，致动器72可以是线性致动器，比如螺线管、电动马达驱动的丝杠致动器、液压或气动致动器或者任何其他合适类型的线性致动器。致动器72包括致动器输出构件74，致动器输出构件74枢转地(例如通过销连结件)连接至中间连杆78的第一端部76，中间连杆78具有第二端部80，该第二端部80又可枢转地(例如通过另一个销连结件)连接至分流器驱动构件82，分流器驱动构件82穿过泵壳体26并与分流器40接合。应当注意的是，在图4、图5A和图5B中示出了分流器驱动构件82的替代形式，然而，它们在功能上是相同的。为了将分流器40从第一位置驱动到第二位置，致动器输出构件74被驱动以延伸(例如通过电动马达)，致动器输出构件74又通过中间连杆78将分流器驱动构件82驱动到壳体26中从而将分流器40从壳体壁66驱动到第二位置。为了将分流器40从第二位置驱动到第一位置，仅需要操作致动器72以使致动器输出构件74缩回，致动器输出构件74又撤回分流器驱动器构件82(经由中间连杆78)。分流器驱动器构件82可以被充分地抽出，使得它不会突出到泵壳体26的内部。当液体从叶轮27喷射到叶轮出口接收室28中时，它将分流器40推回到第一位置。

应当注意的是，当处于第一位置时，分流器40不需要与壳体壁66完全接合。例如，分流器驱动器构件82可以具有缩回位置，在该位置中，它仍然以一定量突出到壳体26的内部中(如图7所示)。因此，分流器40可以在与壳体壁66间隔开的同时形成蜗壳的一部分。

取决于所使用的致动器72的类型，分流器40可以通过致动器72在第一位置与第二位置之间的位置中无限可调。例如，如果致动器72是导螺杆致动器，则分流器40可以是无限可调的，因为致动器72是无限可调的。替代性地，致动器72可以是双位置致动器，比如螺线管或液压或气动压头，他们的位置不是无限可调的，并且因此，在这样的实施方式中，分流器40不能无限可调的。

图8A是示出了在分流器40的若干不同位置处的泵20的流速v对速度的曲线图。所示的曲线包括曲线100、102、104和106，曲线100、102、104和106分别表示当分流器40分别打开最大值的100％、50％、25％和10％时的关系。可以看出，分流器仅打开25％和10％时的流速仍然是分流器完全打开时的流速的重要部分。

图8B是示出了在相同的分流器位置处的泵20的扭矩对速度的曲线图，其中，曲线108、110、112和114分别表示100％、50％、25％和10％的分流器位置。

图8C是示出了泵20的泵效率对速度的曲线图。可以看出，在116、118、120和122处示出的曲线分别表示100％、50％、25％和10％的分流器。可以看出，即使分流器在很大的速度范围内仅打开50％，泵效率仍然很高。

与标准的水泵相反，通过使用泵20来冷却发动机12，可以控制发送到发动机12的冷却剂的量。通过控制流动至发动机12的冷却剂的量实现几个优点。通常，存在通过标准水泵发送到发动机的冷却剂的量大于发动机12所需的量的许多种情况。因此，发动机的温度低于防止过热所需的温度。因此，发动机中发生燃烧的温度低于其可能的温度，这会对燃烧效率产生负面影响，这直接负面地影响燃料经济性和排放。通过提供泵20并通过在发动机12比其所需的温度更低时通过调节分流器40的位置来减少来自泵20的流量，发动机12可以在更温暖的温度下操作，从而更有效地燃料燃烧，因此减少排放并提高燃油经济性。

图9是示出与使用标准水泵的相同车辆相比，在使用泵20的车辆的测试期间测量的燃料经济性的改进的曲线图。可以看出，使用泵20使得在前10分钟或预定的驾驶循环中燃料经济性提高大于2％，并且在整个驾驶循环中燃料经济性提高近1.5％。

图10示出了具有分流器130的泵20，除了分流器130包括主要部分132和下游延伸部134之外，分流器130类似于分流器40。主要部分132类似于分流器40。下游延伸部134未在图3在图9的实施方式中示出。下游延伸部134在分流器130处于第二位置中时特别有用，如图10所示。可以看出，当液体经过分流器130的下游端部(以136示出)流到叶轮出口接收室38中时，下游延伸部134抑制液体回流到分流器130后面的空间64中。

参照图11，其示出了操作泵的方法140的流程图。在此使用与泵20相关的附图标记作为示例，但是应当理解的是，通过该方法操作的泵可以是除了泵20以外的泵。关于方法140的示例性实施方式，泵20具有泵壳体和叶轮27，其中，泵壳体具有泵入口30和泵出口32，叶轮27被可旋转地支承在泵壳体26中以用于绕叶轮轴线A旋转。叶轮具有叶轮入口34和叶轮出口36，叶轮入口34构造成用于在叶轮27旋转期间从泵入口30吸入液体，叶轮出口36构造成用于沿大致径向方向排出液体。泵壳体26具有叶轮出口接收室38，该叶轮出口接收室38定位在叶轮27径向外侧以用于将液体从叶轮出口36输送至泵出口32。该方法包括步骤141，其包括提供作为泵壳体的一部分的分流器40。分流器40具有上游端部42和下游端部46，上游端部42在叶轮出口接收室38中的第一地点44处以枢转的方式连接，下游端部46位于叶轮出口接收室38中的第二地点48处。该方法还包括步骤142，步骤142包括将分流器40定位在第一位置，在第一位置中，分流器40提供从对从泵壳体26出来的流的第一限制，并且在第一位置中，分流器40形成了蜗壳50的围绕叶轮27的至少一部分的至少一部分。蜗壳50具有从分流器40的上游端部42到分流器40的下游端部46逐渐增大的横截面区域。该方法还包括步骤143，步骤143包括在分流器40处于第一位置时使叶轮27旋转以驱动流体通过泵出口32。该方法还包括步骤144，步骤144包括将分流器40定位在第二位置中，在第二位置中，分流器40提供了从泵出口出来的流的第二限制，该第二限制大于第一限制。

参照图12、图13、图14和图15，其示出了泵20的另一变型，其中，泵壳体26具有泵入口30、第一泵出口32a和第二泵出口32b。叶轮27构造成在叶轮27的旋转期间从泵入口30大致轴向地吸入液体，并且构造成用于大致径向地朝向第一泵出口32a和第二泵出口32b中的至少一者排出液体。

泵20还包括定位在蜗壳50下游的阀150。阀150可以在第一阀位置(以实线152示出)与第二阀位置(以虚线154示出)之间移动以控制液体流动通过第二泵出口32a。在一些实施方式中，叶轮27是第一叶轮，并且泵20还包括第二叶轮156，第二叶轮156可以独立于第一叶轮27而***作并且构造成从泵入口30吸入液体并将液体排放到第一泵出口32a和第二泵出口32b。

泵20可以被结合到冷却***中，如图14所示。可以看出，第一泵出口32a可以连接至以180示出的发动机缸体，而第二泵出口32b可以连接至以182示出的汽缸盖。因此，泵20可以被用于使用不同的控制策略来冷却汽缸盖182和发动机缸体180。

参照图17，其示出了泵200，泵200可以类似于泵20，但是泵200包括第一泵出口和第二泵出口以及类似于分流器40的第一分流器和第二分流器。泵200用于泵送液体通过比如图17中以202示出的车辆冷却***。泵200包括泵壳体204，泵壳体204可类似于泵壳26，但泵壳体204具有泵入口206、流体连接至第一冷却负载(例如以210示出的发动机缸体)的第一泵出口208和流体连接至第二冷却负载(例如以214示出的气缸盖)的第二泵出口212。泵200还包括被可旋转地支承在泵壳体204中的叶轮216，并且叶轮216具有轴向定向的叶轮入口218和径向定向的叶轮出口220，轴向定向的叶轮入口218构造成在叶轮216的旋转期间从泵入口206大致轴向地吸入液体，径向定向的叶轮出口220构造成用于大致径向地从叶轮216朝向第一泵出口208和第二泵出口212排出液体。第一冷却负载分流器222(其可以被用于控制对发动机缸体的冷却并且因此可以被称为发动机缸体分流器)和第二冷却负载分流器224(其可以被用于控制对气缸盖的冷却并且因此可以被称为气缸盖分流器)作为泵壳体204的一部分而被包括。第一冷却负载分流器222可以在第一冷却负载分流器222的第一位置与第一冷却负载分流器222的第二位置(在图17中以实线228示出)之间移动，其中，第一位置在图17中以虚线226示出，在第一位置位置中，第一冷却负载分流器222提供对来自从第一泵出口208的流出的第一流限制的位置，在第二位置中，第一冷却负载分流器222提供对来自第一泵出口208的流出的第二流限制，该第二流限制大于对来自从第一泵出口208的流出的第一流限制。第二冷却负载分流器224可以在第二冷却负载分流器224的第一位置(在图17中以虚线230示出)与第二冷却负载分流器224的第二位置(在图17中以实线232示出)之间移动，其中，在第一位置中，第二冷却负载分流器224提供对来自第二泵出口212的流出的第一流限制，在第二位置中，第二冷却负载分流器224提供对来自第二泵出口212的流出的第二流限制，该第二流限制大于对来自第二泵出口212的流出的第一流限制。当第一冷却负载分流器222处于第一冷却负载分流器222的第一位置中时，第一冷却负载分流器222形成了第一蜗壳234的在叶轮216的径向外侧的至少一部分。当第二冷却负载分流器224处于第二冷却负载分流器224的第一位置中时，第二冷却负载分流器224形成了第二蜗壳236的在叶轮的径向外侧的至少一部分。

可选地，泵200可以由相同的旋转驱动构件22驱动，该旋转驱动构件22类似于可以用于驱动泵20的旋转驱动构件22(例如由发动机曲轴驱动的带驱动的滑轮)，其中，旋转驱动构件22通过驱动轴18可操作地连接至叶轮216。可选地，在第一冷却负载分流器222的第二位置中，第一冷却负载分流器222基本上不允许液体流动通过第二泵出口(例如，它与第一泵壳体中的第一舌状部240基本上接合)。用于分流器222和224的致动器以292和294示出并且可以与致动器72相同。

在选定的发动机转速范围内，在将第二冷却负载分流器保持在第二冷却负载分流器的第一位置中的同时，第一冷却负载分流器222在第一冷却负载分流器222的第一位置与第二位置之间的移动导致通过第二个泵出口的液体流的变化小于10％。可选地，选定的发动机转速范围包括约1000rpm的发动机转速。在选定的发动机转速范围内，在将第二冷却负载分流器保持在第二冷却负载分流器的第一位置中的同时，第一冷却负载分流器222在第一冷却负载分流器的第一位置与第二位置之间的移动导致通过第二个泵出口的液体流的变化小于5％。可选地，选定的发动机转速范围包括约2000rpm的发动机转速。从图18中可以看出，第二冷却负载分流器224在10％打开位置与100％打开位置之间的移动对来自第一泵出口208的流速的影响非常小。类似地，从图19中可以看出，第一冷却负载分流器222在10％打开位置与100％打开位置之间的移动对来自第二泵出口212的流速的影响非常小。已经通过实验发现，在3000rpm以上，分流器222和224的移动对彼此几乎没有影响(对其他流速的改变小于1％)。还发现的是，在2000rpm时，分流器的移动对彼此的影响小于约5％。在1000rpm时，已发现该影响小于约10％。图18和图19表示在2000rpm时进行的测试。

在一些实施方式中，泵20或200可以设置在采用48VDC电气***的车辆中，部分电动车辆(采用至少一个电驱动马达和发动机以对电池充电和/或驱动车轮)和全电动车辆(仅使用一个或更多个马达且不使用发动机)中。在这些前述实施方式中的一些实施方式中可能期望的是通过直流马达电动地给水泵20或200供电，而不是像在常规ICE发动机上那样由柔性带驱动器驱动它。例如，对于48伏启动/停止发动机结构而言，已经说过的是，为了效率目的，一些发动机制造商倾向于通过直流马达而不是FEAD带驱动器驱动水泵，并且因此驱动加热***/冷却***。一些全电动车辆使用多于三个的复杂的冷却回路来冷却锂离子电池、电动马达、乘客舱和车辆内的其他***。

如果水泵叶轮27或216以高效的单一泵送速度旋转，则可以采用相对低成本的有刷直流马达来使叶轮以所述单个固定的连续速度旋转。然后，本文所述的分流器可以被用于控制通过泵的流而不是改变泵的速度。如果采用低成本有刷马达，则可以避免对更高成本的可变速无刷BLDC电动马达以及驱动它所需的所有更昂贵和更复杂的换向电子设备、软件和硬件以便提供多种速度控制的需要。

在直流电动马达以连续速度运行的情况下，然后将采用本文所提出的分流器以通过减少或重定向流来将流引导到***内的各个点。根据需要，直流电动马达仍然可以缓慢或快速地停止或脉冲接通和断开(即PWM脉冲宽度调制)，例如初始冷发动机启动。

在图20中以280和281示出了如上所述的可选的可用电动马达，并且上述电动马达可以直接联接至水泵20或200的轴18，或者可以通过比如齿轮的传动元件间接联接至水泵20或200的轴18。

参照图11，其示出了操作泵的方法300的流程图。在此，使用与泵200相关的附图标记作为示例，但是应当理解的是，通过该方法操作的泵可以是除了泵200以外的泵。关于方法300的示例性实施方式，泵200具有泵壳体204，泵壳体204具有泵入口206、连接至第一冷却负载210的第一泵出口208和连接至第二冷却负载214的第二泵出口212，并且泵200具有叶轮216，叶轮216被可旋转地支承在泵壳体204中以用于绕叶轮轴线A旋转。叶轮216具有叶轮入口218和叶轮出口220，叶轮入口218构造成在叶轮216的旋转期间从泵入口206吸入液体，叶轮出口220构造成用于沿大致径向方向排出液体。泵壳体204具有用于将液体从叶轮216输送到第一泵出口208的第一叶轮出口接收室221a和用于将液体从叶轮216输送到第二泵出口212的第二叶轮出口接收室221b。该方法包括步骤301，步骤301包括将泵壳体204中的第一冷却负载分流器222在第一叶轮出口接收室221a中定位在第一冷却负载分流器的第一位置。在该第一位置中，分流器222形成了第一蜗壳的围绕叶轮216的第一部分的至少一部分。该方法还包括步骤302，步骤302包括将泵壳体中的第二冷却负载分流器在第二叶轮出口接收室221b中定位在第二冷却负载分流器的第一位置。在第二冷却负载分流器的第一位置中，第二冷却负载分流器形成了第二蜗壳的围绕叶轮的第二部分的至少一部分。该方法还包括步骤303，步骤303包括在步骤301和302之后使叶轮以选定的速度旋转以产生通过第一泵出口208的第一流速和通过第二泵出口212的第一流速。该方法还包括步骤304，步骤304包括在将叶轮保持处于选定的速度并且将第二冷却负载分流器224保持处于第一位置的同时，将第一冷却负载分流器定位在第一冷却负载分流器222的第二位置，从而使在基本上保持通过第二泵出口212的第一流速的同时通过第一泵出口208的第二流速小于第一发动机缸体流速。

虽然以上描述构成了本发明的多个实施方式，但是应该理解的是，在不脱离所附权利要求的公平含义的情况下，可以对本发明作出进一步的修改和改变。

Claims (6)

1.一种用于将液体泵送通过车辆冷却***的泵，所述泵包括：

泵壳体，所述泵壳体具有泵入口、流体地连接至第一冷却负载的第一泵出口、以及流体地连接至第二冷却负载的第二泵出口；

叶轮，所述叶轮以可旋转的方式支承在所述泵壳体中，并且所述叶轮具有轴向定向的叶轮入口和径向定向的叶轮出口，所述轴向定向的叶轮入口构造成用于在所述叶轮的旋转期间从所述泵入口大致轴向地吸入液体，所述径向定向的叶轮出口构造成用于将液体从所述叶轮朝向所述第一泵出口和所述第二泵出口大致径向地排出；以及

第一冷却负载分流器和第二冷却负载分流器，所述第一冷却负载分流器和所述第二冷却负载分流器连接至所述泵壳体，

其中，所述第一冷却负载分流器能够在所述第一冷却负载分流器的第一位置与所述第一冷却负载分流器的第二位置之间移动，在所述第一冷却负载分流器的第一位置中，所述第一冷却负载分流器提供对从所述第一泵出口出来的流的第一流限制，并且在所述第一冷却负载分流器的第一位置中，所述第一冷却负载分流器形成第一蜗壳的围绕所述叶轮的第一部分的至少一部分，其中，所述第一蜗壳具有从所述第一冷却负载分流器的上游端部至所述第一冷却负载分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域，在所述第一冷却负载分流器的第二位置中，所述第一冷却负载分流器提供对从所述第一泵出口出来的流的第二流限制，所述对从所述第一泵出口出来的流的第二流限制大于对从所述第一泵出口出来的流的第一流限制，

其中，所述第二冷却负载分流器能够在所述第二冷却负载分流器的第一位置与所述第二冷却负载分流器的第二位置之间移动，在所述第二冷却负载分流器的第一位置中，所述第二冷却负载分流器提供对从所述第二泵出口出来的流的第一流限制，并且在所述第二冷却负载分流器的第一位置中，所述第二冷却负载分流器形成第二蜗壳的围绕所述叶轮的第二部分的至少一部分，其中，所述第二蜗壳具有从所述第二冷却负载分流器的上游端部至所述第二冷却负载分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域，在所述第二冷却负载分流器的第二位置中，所述第二冷却负载分流器提供对从所述第二泵出口出来的流的第二流限制，所述对从所述第二泵出口出来的流的第二流限制大于对从所述第二泵出口出来的流的第一流限制，

第一致动器，所述第一致动器操作性地连接至所述第一冷却负载分流器，以用于选择性地使所述第一冷却负载分流器在所述第一冷却负载分流器的第一位置与所述第一冷却负载分流器的第二位置之间移动，

第二致动器，所述第二致动器操作性地连接至所述第二冷却负载分流器，以用于选择性地使所述第二冷却负载分流器在所述第二冷却负载分流器的第一位置与所述第二冷却负载分流器的第二位置之间移动，

其中，所述第一致动器和所述第二致动器被独立地控制，以使所述第一冷却负载分流器和所述第二冷却分流器独立于彼此移动，其中，在所述第一冷却负载分流器的第二位置中，所述第一冷却负载分流器不允许除泄漏以外的液体流通过所述第二泵出口，并且其中，在选定的第一发动机转速范围内，在将所述第二冷却负载分流器保持处于所述第二冷却负载分流器的第一位置的同时，所述第一冷却负载分流器在所述第一冷却负载分流器的第一位置与第二位置之间的移动导致通过所述第二泵出口的液体流的变化小于10％。

2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述选定的第一发动机转速范围包括约1000rpm的发动机转速。

3.根据权利要求1所述的泵，其中，在选定的第二发动机转速范围内，在将所述第二冷却负载分流器保持处于所述第二冷却负载分流器的第一位置的同时，所述第一冷却负载分流器在所述第一冷却负载分流器的第一位置与第二位置之间的移动导致通过所述第二泵出口的液体流的变化小于5％。

4.根据权利要求3所述的泵，其中，所述选定的第二发动机转速范围包括约2000rpm的发动机转速。

5.一种操作泵的方法，所述泵具有泵壳体和叶轮，所述泵壳体具有泵入口、连接至第一冷却负载的第一泵出口、以及连接至第二冷却负载的第二泵出口，所述叶轮以可旋转的方式支承在所述泵壳体中以用于绕叶轮轴线旋转，其中，所述叶轮具有叶轮入口和叶轮出口，所述叶轮入口构造成用于在所述叶轮的旋转期间从所述泵入口吸入液体，所述叶轮出口构造成用于将液体沿大致径向方向排出，其中，所述泵壳体具有用于将液体从所述叶轮输送至所述第一泵出口的第一叶轮出口接收室和用于将液体从所述叶轮输送至所述第二泵出口的第二叶轮出口接收室，其中，所述方法包括：

a)将位于所述泵壳体中的第一冷却负载分流器设置在所述第一叶轮出口接收室中，所述第一冷却负载分流器能够在流基本上不受限制的第一位置与基本上阻止液体流通过所述第一泵出口的第二位置之间移动，在所述第一冷却负载分流器的第一位置中，所述第一冷却负载分流器形成第一蜗壳的围绕所述叶轮的第一部分的至少一部分，其中，所述第一蜗壳具有从所述第一冷却负载分流器的上游端部至所述第一冷却负载分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域；

b)将位于所述泵壳体中的第二冷却负载分流器设置在所述第二叶轮出口接收室中，所述第二冷却负载分流器能够在流基本上不受限制的第一位置与基本上阻止液体流通过所述第二泵出口的第二位置之间移动，在所述第二冷却负载分流器的第一位置中，所述第二冷却负载分流器形成第二蜗壳的围绕所述叶轮的第二部分的至少一部分，其中，所述第二蜗壳具有从所述第二冷却负载分流器的上游端部至所述第二冷却负载分流器的下游端部逐渐增大的横截面区域；

c)使所述第一冷却负载分流器和所述第二冷却负载分流器以及所述第一叶轮出口接收室和所述第二叶轮出口接收室成形，使得当所述叶轮速度为1000rpm并且在将所述第二冷却负载分流器保持处于所述第二冷却负载分流器的第一位置的同时将所述第一冷却负载分流器定位在所述第一冷却负载分流器的第二位置导致通过所述第二泵出口的液体流的变化小于10％。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述叶轮速度为2000rpm并且在将所述第二冷却负载分流器保持处于所述第二冷却负载分流器的第一位置的同时将所述第一冷却负载分流器定位在所述第一冷却负载分流器的第二位置导致通过所述第二泵出口的液体流的变化小于5％。

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