使熱量散熱至冷卻劑的冷卻劑泵的制作方法
【專利說明】使熱量散熱至冷卻劑的冷卻劑泵
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年7月15日提交的美國專利申請62/024，492的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及車輛冷卻劑栗，并且更具體地涉及帶有熱防護的改善的冷卻劑栗。
[0004]背景
[0005]現(xiàn)今，用于冷卻流體在車輛中循環(huán)的冷卻劑栗和其他冷卻系統(tǒng)一直在使用。存在各種不同類型的冷卻劑栗，其中大部分冷卻劑栗達到了不同的滿意度。
[0006]—些冷卻劑栗包含電氣系統(tǒng)和/或電磁部件和系統(tǒng)，并且進而包含熱敏電子部件，例如電路板。對于可能包含電機和電磁機構(gòu)的雙模式冷卻劑栗而言尤其如此。如果這些電氣和電子部件以及系統(tǒng)未被維持在常規(guī)的工作溫度內(nèi)，則冷卻劑栗失效或失靈。
[0007]因此需要通過使得電動或電子部件以及系統(tǒng)免于過熱的改善方法來提供冷卻劑栗Ο
[0008]發(fā)明概述
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種改善的冷卻劑栗，該栗滿足這些需要并且提供了優(yōu)于已知的冷卻劑栗的益處和優(yōu)點。
[0010]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，提供了一種雙模式冷卻劑栗，該栗選擇性地使冷卻劑流體殼體內(nèi)的葉輪旋轉(zhuǎn)。該雙模式冷卻劑栗包括多個殼體，在這些殼體中布置了一個電機驅(qū)動機構(gòu)和用于旋轉(zhuǎn)該葉輪的一個機械驅(qū)動機構(gòu)。該冷卻劑流體殼體被附接到車輛發(fā)動機上并且具有一個用于接收冷卻劑流體的輸入端口和一個用于將冷卻劑流體傳輸?shù)桨l(fā)動機缸體中的一個輸出端口。
[0011]該電機(該電機優(yōu)選是無刷直流電機)以及用于機械驅(qū)動機構(gòu)的電磁離合器機構(gòu)都是電操作的。一個電路板(CB)位于鄰近該冷卻劑流體殼體的冷卻劑栗殼體中，并且包含用于運行該電機和電磁離合器機構(gòu)的多個電子部件。電力是從車輛電氣系統(tǒng)中供應的，該電氣系統(tǒng)包括電子控制單元(ECU)。如果沒有電力，該電機可以由車輛電池來供電。
[0012]間隙填充物被布置在該栗殼體中、鄰近該電路板并且與之相接觸。該間隙填充物起到散熱器的作用并且將來自該電路板和其部件的熱量傳送經(jīng)過該栗殼體并且進入該冷卻劑流體中。因為典型地冷卻劑流體所處的溫度低于該電路板部件的溫度，本發(fā)明的這個實施例通過將這些熱敏電子部件維持在其可接受的溫度限度內(nèi)來對它們進行保護。
[0013]本發(fā)明的另外的實施例、以及本發(fā)明的附加特征和益處將在以下書面說明書、附圖連同所附權(quán)利要求書中進行披露。
[0014]附圖的簡要說明
[0015]圖1描繪了本發(fā)明的一個實施例。
[0016]圖2是圖1的實施例的一個分解視圖。
[0017]圖3是圖1所描繪的冷卻劑栗的截面視圖。
[0018]圖4示意性地描繪了與本發(fā)明的一個實施例相關(guān)的一個冷卻系統(tǒng)以及一個相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)。
[0019]優(yōu)選實施方式的說明
[0020]圖1中示出了本發(fā)明的一個實施例10的透視圖、并且在圖2中描繪了一個分解圖。本實施例包括一個雙模式冷卻劑栗20和一個葉輪殼體30。該葉輪殼體30被適配成連接至一個車輛發(fā)動機缸體40或者至少與該車輛發(fā)動機缸體處于流體連通。
[0021]該冷卻劑栗20包括一個電機殼體22、一個電機24、一個螺線管殼體26、一個摩擦式離合器機構(gòu)33(在圖3中更好的示出)以及一個皮帶輪構(gòu)件29。該皮帶輪構(gòu)件29被適配成通過一個發(fā)動機皮帶來旋轉(zhuǎn)。用于此目的的一個發(fā)動機皮帶在圖4中示出并且由參考號31來指示。該發(fā)動機皮帶還被附接到位于該車輛發(fā)動機缸體40上的一個皮帶輪構(gòu)件32上。該皮帶輪構(gòu)件29通過發(fā)動機、以由皮帶輪傳動比確定的一個速度(“輸入速度”)旋轉(zhuǎn)。
[0022]該冷卻劑栗20在圖3中以截面描繪。在2014年1月7日提交的且題為“利用摩擦式離合器和電機輔助驅(qū)動(Accessory Drive With Frict1n Clutch and ElectricMotor) ”的美國專利申請序列號14/149，683中披露并且詳細地討論了可以與本發(fā)明一起使用的一種優(yōu)選雙模式冷卻劑栗，該雙模式冷卻劑栗的披露通過引用結(jié)合于此。
[0023]—個電機24被布置在該電機殼體22中。該電機殼體優(yōu)選由一種具有良好熱導率的金屬材料(例如鋁)制成。該電機優(yōu)選是無刷直流電機、并且包括一個線圈式定子構(gòu)件25和一個轉(zhuǎn)子構(gòu)件27。該轉(zhuǎn)子構(gòu)件被固定地附接到中央栗軸構(gòu)件28上。
[0024]—個螺線管構(gòu)件34被布置在該螺線管殼體26中。該螺線管殼體優(yōu)選是由一種金屬材料(例如低碳鋼)制成的。
[0025]用于電機24和螺線管構(gòu)件34的電子器件被包含在該電路板(“CB”)50中。該電路板包括電控制該電機和螺線管構(gòu)件運行(包括將其打開和關(guān)閉)的電子部件。來自該電路板50的電力通過引線架52被供應到該電機24上、并且通過引線架57被供應到該螺線管構(gòu)件34。
[0026]電力是通過連接器構(gòu)件60 (在圖1和圖2中示出)而被供應到該電路板50上的。該連接器構(gòu)件60具有多個連接至該電路板上的引線。這些引線包括:兩條線，這兩條線對該電路板提供電力；以及多條其他線，該多條其他線是信號線以用來提供運行該電機和螺線管構(gòu)件的信號。該電路板50通過多個緊固件(例如螺紋構(gòu)件53)而被連接到該電機殼體22上。
[0027]—個間隙填充構(gòu)件55被布置在該電路板50與該電機殼體的內(nèi)壁之間。該填充構(gòu)件將來自該電路板的熱量傳導到該鋁制電機殼體22中，在此，熱量進而被分散到在該葉輪殼體30中循環(huán)的冷卻劑流體中。
[0028]該間隙填充構(gòu)件55可以是用于在一個CB熱源與一個散熱器表面之間提供熱傳遞的任何常規(guī)的類型。間隙填充物典型地是具有低硬度的軟材料并且這些軟材料具有良好的熱導率。間隙填充物可以被用來填充熱的部件之間的間隙。這些材料可以是柔性的、具有彈性特性并且可以覆蓋粗糙表面，或者是單獨地或者是層疊的或者是成組的。在本發(fā)明中，熱量是通過該間隙填充物55而被傳導離開該電路板50并且被傳導到鋁制電機殼體22，在此熱量被傳導到較涼的冷卻劑流體中。典型地在車輛冷卻系統(tǒng)中，冷卻劑流體具有大約129°C的最高溫度，而大多數(shù)電路板部件具有150°C或更高的額定溫度。
[0029]該電機殼體22的壁72面向該冷卻劑流體并且與該冷卻劑流體相接觸。該壁72具有多個流體凹陷或凹座70，并且可以是獨立的凹陷或環(huán)形凹槽。圖3中示出了這些凹陷70中的一些凹陷。可以提供任何數(shù)量的凹陷、凹座或凹槽。這些項目70使該電機殼體壁72在多個點處、多個地方或區(qū)域中變得更薄，這有助于將來自該電路板50和間隙填充物55的熱量傳送或者傳導到該冷卻劑流體中。優(yōu)選地，該電機殼體壁的厚度在這些凹陷底部大約是五毫米至二十毫米(5mm至20mm)。這在圖3中以距離D表示。這些凹陷、凹座、凹槽等的末端處的表面應盡可能的薄以便協(xié)助傳送來自該電路板的熱量，而不會犧牲該電機殼體壁72或該電機殼體自身的完整性和耐用性。
[0030]該冷卻劑栗軸28被布置在殼體22和26的中央，其中該電機24和摩擦式離合器機構(gòu)33繞該軸28被軸向?qū)R地