CN103443488A - 车辆流体泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械式车辆流体泵(10)，其具有均可以由液压联接器(60)连接的驱动装置(30)和泵轮(88)，该液压联接器是磁流变联接器(60)。所述联接器(60)具有永久地连接到所述驱动装置(30)的可旋转的驱动离合器元件(39,41)、永久地连接到所述泵轮(22)的可旋转的从动离合器元件(29)和填充两个元件(29,39,41)之间的工作间隙(42,44)的磁流变液体(62)。根据本发明，提供了磁体设备(36)，其具有磁性地影响所述工作间隙(42,44)的永磁体(54)和磁性地影响所述工作间隙(42,44)的电磁体(50)，其中，电磁体(50)布置成当所述电磁体(50)启动时，抵消由所述永磁体(54)产生的位于所述工作间隙(42,44)中的磁场(70)。如果电磁体发生失效，则联接器仍被接合或连接，使得联接器是失效保护的。

Description

车辆流体泵
技术领域
本发明涉及一种由内燃机直接机械地驱动的机械式车辆(automotive)流体泵。该流体泵可以是气动泵或液体泵。
背景技术
机械式车辆流体泵由内燃机直接驱动，使得泵的旋转频率与发动机的旋转频率成比例。为了使泵送性能对泵送性能需求具有改进的适应性，泵具有联接器。通过接合和脱离联接器，使泵轮与致动的驱动装置连接或断开，从而调节泵的泵送性能，所述致动的驱动装置可以是由发动机驱动的带轮。
US2005/0188690A1和US7422093B2公开了一种用于车辆液压动力转向泵的联接器，其中，该联接器以磁流变联接器的形式实现。该联接器具有永久地连接到泵轮的从动离合器元件、永久地连接到滑轮的驱动离合器元件和填充两个离合器元件之间的工作间隙的磁流变液体。通过启动电磁体来接合或连接该联接器，使得由电磁体产生的磁场穿透工作间隙，以使磁场直接导致磁流变液体的粘度增加。如果电磁体发生故障，则不能接合或连接联接器。该设备不能失效保护，因此不适于具有重要功能的泵。
发明内容
本发明之目的是提供一种失效保护的机械式车辆流体泵。
通过权利要求1的特征的组合来实现该目的。
根据本发明的机械式车辆流体泵具有磁流变联接器，该磁流变联接器具有磁性地影响工作间隙的永磁体和也磁性地影响工作间隙的电磁体。当电磁体未启动时，仅永磁体影响工作间隙中的磁流变液体，使得液体的粘度较高，并且接合或连接联接器。当电磁体启动时，即被电激励时，由影响工作间隙的永磁体产生的磁场被显著地抵消，使得得到的磁场显著地减少。该工作间隙中减少的磁场的效果是，磁流变液体的粘度显著降低，使得联接器基本断开。
如果电磁体发生失效，那么联接器总会被接合或连接，使得泵的联接器和泵本身失效保护。磁流变联接器的失效保护布置通常适用于磁流变联接器的许多其它应用，原则上不限于泵。
根据优选的实施例，流体泵是冷却剂泵，驱动装置是由内燃机经由传动带驱动的滑轮。冷却剂泵泵送冷却剂以冷却内燃机的功能性对于内燃机的寿命来说是很重要的，因此，冷却剂泵不能发生失效，即使发生电气或电子问题时也如此。因此，具有失效保护的泵适于用作冷却剂泵。
优选地，设置泵控制装置，只要发动机的温度低于极限值，泵控制装置便启动电磁体。当发动机较冷时，通过启动电磁体使冷却剂泵的泵送性能减少到最小。当冷却剂温度升高，并高于极限值时，关闭电磁体以使磁流变液体的粘度增加，并接合离合器。
根据优选的实施例，具有电磁体和/或永磁体的磁性设备布置为非旋转的，并且是所述泵的固定部分。电磁体和永磁体能够固定地连接到泵框架。电磁体的固定布置使得更易于电连接电磁体与非旋转的控制装置。
优选地，永磁体是磁环，电磁体是由环形或U形横截面的护铁围绕的环形线圈，护铁具有沿径向向外的开口。永久环磁体的磁化与护铁同轴(in-line)，使得永磁体的磁场与启动的电磁体的磁场平行，并与启动的电磁体的磁场重叠。永磁体与启动的电磁体的穿透永磁体的磁场方位同轴地磁化。
永磁体可沿径向布置成邻近电磁体环形线圈。在该情况下，永磁体沿轴向磁化。
附图说明
参考附图描述本发明的实施例，附图中：
图1示出机械式气动泵的纵向截面；以及
图2示出机械式车辆冷却剂泵的纵向截面。
具体实施方式
图1示出机械式车辆气动泵10，图2示出冷却剂泵形式的机械式车辆流体泵10’。泵10、10’均是流体泵。气动泵10在压力下提供例如空气的气体或提供真空给其它发动机部件。冷却剂泵10’给内燃机提供液体冷却剂。泵10、10’由发动机经由传动带12直接驱动。
泵10均包括泵框架14、14’，泵框架可安装到发动机的发动机机体(未示出)。泵框架14、14’借助于两个滚柱轴承20支撑泵转子18的转子轴16。泵转子18包括泵轮88、22、转子轴16和可旋转的离合器部分24，可旋转的离合器部分通过转子轴16永久地连接到泵轮22。
气动泵10具有泵部分82，泵部分包括泵壳体83、泵入口84、泵出口86和位于壳体83内的泵转子88。冷却剂泵10’具有叶轮泵轮22。叶轮泵轮22的壳体罩(housing enclosing)由发动机机体(未示出)中的相应开口限定。
泵转子18，特别是可旋转的离合器部分24具有柱形离合器部28，该柱形离合器部通过大致径向的转子环部26连接到转子轴16。柱形离合器部28限定出从动离合器元件29。
泵10、10’包括可旋转的驱动装置30，该驱动装置由转子轴16借助于两个滚柱轴承32、33可旋转地支撑。可旋转的驱动装置30的横截面是S形的，由此，内部轴向腿34的末端由位于转子轴16上的一个滚柱轴承32支撑。S形驱动装置30的内半区包围环状磁性单元36。S形驱动装置30的外半区包围柱形转子离合器部28，柱形转子离合器部28限定出从动离合器元件29。
S形驱动装置30的外半区的两个柱形部38、40形成两个可旋转的驱动离合器元件39、41，所述驱动离合器元件39、41分别与从动离合器元件29之间限定出两个柱形工作间隙42、44。驱动装置30的径向外部柱形部40充当由传动带12驱动的滑轮46。驱动装置30的径向外部柱形部40由位于转子轴16上的第二滚柱轴承33借助于径向支撑环65直接可旋转地支撑。
磁性单元36包括由横截面为U形的环状护铁52围绕的环状电磁体50，该护铁向径向外侧敞开。护铁52的柱形部分由环状柱形永磁体54形成，永磁体54沿轴向磁化，使得其与启动的电磁体50产生的磁场72平行且同轴地磁化。护铁52和驱动装置30的径向外部柱形部40由铁磁材料制成，并限定出用于磁场70、72的环形路径。
永磁体54产生环形磁场70，该环形磁场沿径向穿透工作间隙42、44。当电磁体50启动时，即用电能激励时，该电磁体也产生与永磁体54的磁场70平行的环形磁场72，但是该环磁场72具有相反的极性。
磁性单元36和离合器元件29、39、41限定出磁流变联接器60，由此，工作间隙42、44填充有磁流变液体62。
当电磁体50未启动时，仅永磁体52产生穿透工作间隙42、44的磁场70。因此，磁流变液体的粘度较高，使得联接器接合或连接。当电磁体50被外部泵控制装置80启动时，电磁体50的磁场72基本上抵消永磁体52的磁场70，使得在工作间隙42、44中得到的磁场减少至最小。结果，磁流变液体的粘性显著降低，使得联接器基本断开或脱离。
例如，只要发动机的温度低于70℃极限值，冷却剂泵10’的泵控制装置80便启动电磁体50。
如果泵控制装置80和/或电磁体50发生失效，则联接器60总会自动地处于接合或连接状态。结果，流体泵10、10’是失效保护的。

Claims (8)

1.一种车辆流体泵(10;10’)，具有均可以通过液压联接器(60)连接的驱动装置(30)和泵轮(88;22)，
所述液压联接器(60)是磁流变联接器(60)，具有永久地连接到所述驱动装置(30)的可旋转的驱动离合器元件(39,41)、永久地连接到所述泵轮(88;22)的可旋转的从动离合器元件(29)和填充两个元件(29,39,41)之间的工作间隙(42,44)的磁流变液体(62)，其中，
提供了磁性单元(36)，具有磁性地影响所述工作间隙(42,44)的永磁体(54)和磁性地影响所述工作间隙(42,44)的电磁体(50)，以及
所述电磁体(50)布置成当所述电磁体(50)启动时，抵消由所述永磁体(54)产生的位于所述工作间隙(42,44)中的磁场(70)。
2.如权利要求1所述的车辆流体泵(10’)，其中，所述泵(10’)是冷却剂泵，所述驱动装置(30)是由内燃机驱动的滑轮。
3.如以上权利要求中任一项所述的车辆流体泵(10;10’)，其中，设置泵控制装置(80)，只要发动机的温度低于极限值，所述泵控制装置便启动所述电磁体(50)。
4.如以上权利要求中任一项所述的车辆流体泵(10;10’)，其中，所述电磁体(50)是非旋转的。
5.如以上权利要求中任一项所述的车辆流体泵(10;10’)，其中，所述永磁体(54)是非旋转的。
6.如以上权利要求中任一项所述的车辆流体泵(10;10’)，其中，所述永磁体(54)是磁环，所述电磁体(50)是环形线圈，所述永磁体(54)的磁化与启动的电磁体(50)的磁场同轴，使得启动的电磁体(50)的磁场和所述永磁体(54)的磁场重叠。
7.如以上权利要求中任一项所述的车辆流体泵(10;10’)，其中，所述工作间隙(42,44)的至少一部分设置为柱形。
8.如以上权利要求中任一项所述的车辆流体泵(10;10’)，其中，所述永磁体(54)和所述电磁体(50)沿柱形工作间隙(42,44)的径向向内设置。
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