CN1774854A - 带有电动机的燃油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃油泵。该燃油泵具有电动机(1)，该电动机具有覆盖换向器(9)的多个换向片(17)的碳刷(11)，另外，在一个电枢(6)中还具有多个线圈(8)的一部分。这样，就可以将碳刷(11)的电弧侵蚀保持在特别低的水平上。

Description

带有电动机的燃油泵
本发明涉及一种燃油泵。该泵具有电动机，该电动机具有：带有多个换向片的换向器以及在换向片上滑动的碳刷；以及，线匝，其与各个换向片电连接并在电枢的槽中安置。
这种燃油泵在现在的具有12伏特的车载电源的汽车中经常使用，在实践中是已知的。在已知的燃油泵的电动机中，应用的是所谓的永久磁铁励磁的、带有电刷的直流电动机。这里，线圈的数量是电枢中槽的数量的两倍。环绕电枢的定子具有永磁。换向片分别与两个线圈各自的末端相连。碳刷在换向器的相对面上分别与换向片相接触。燃油泵通常安置有安装在油箱内部的电动机，这样碳刷的更换就会比较复杂。
已知的燃油泵的缺点是电动机的寿命十分有限，特别是在电压大于12伏的情况下。例如，如果转换到42伏的车载电源，电刷的寿命会下降90％。
可以考虑给电动机前接调压器，以将电压限制在12伏。这样，在用电流来给电动机供电时会导致太大的费用。
也可以考虑将换向片的数量增加多倍，这样线匝也会增加多倍。但是，这样同样也会导致燃油泵的结构费用。
本发明的目的在于这样设计开头所述的燃油泵，以使在电压高于12伏的情况下也可以保证碳刷的尽可能长的寿命。
根据本发明，这样解决上述技术问题，在换向器相对于碳刷的每一个转动位置，多个换向片均被一个碳刷覆盖。
通过这种设计，由碳刷导至换向器的电流分配在多个换向片上。另外，短接一个换向片，以熄灭电刷上的火花，减少电弧侵蚀。碳刷具有一个很大的横截面。这均可以减少碳刷的磨损，延长其寿命。因此，根据本发明的燃油泵还可以在特别高的电压例如40伏下运行。在最简单的情况下，根据本发明的电动机不要求比已知的电动机更多的构造部件，因此可以价格低廉地制造出来。
如果每个碳刷具有两个换向片加上两个换向片之间的一个绝缘层的宽度，那么根据本发明所设计的燃油泵在结构上设计尤其简单。如果上述关系可以保持在10％左右的精确度，一般情况下就已经足够了。
根据本发明的另一有利改进方案，如果换向器的换向片的数量是槽的数量的多倍，以及如果根据该倍数在一个槽中安置多个线圈，那么电动机的设计尤其紧凑。优选地，换向器的换向片的数量是电枢的槽的数量的两倍。这样一个槽中就有两个线圈。每一个线匝的末端分别与相对的换向片连接在一起。
根据本发明的另一有利的改进方案，如果用于在42伏特下运行电机的碳刷具有300至400μΩm的电阻系数，则可以进一步减少碳刷的电弧侵蚀。优选是350μΩm的电阻系数。这样，运行42伏的电动机与运行12伏的电动机相比，碳刷具有约高于十倍的电阻系数。
根据本发明的另一有利的改进方案，如果沿轴向在盘状的换向器上预张紧的碳刷具有梯形的横截面并在电动机的轴附近设置窄边，那么碳刷尤其可以大面积地接触换向片。这样可以将碳刷内的电流密度保持在较低的水平。
本发明允许多个实施例。为了进一步说明其基本原理，在图中示出其中的一个实施例并且参照附图进行说明。图中示出了：
图1根据本发明的燃油泵的截面示意图，以及
图2图1中的根据本发明的燃油泵的电动机的转子的放大示意图。
图1示出了一种汽车的燃油泵，带有电动机1驱动的输送泵2，并带有外壳3。电动机1具有转子4，与安置在外壳3上的永磁体5以很小的间隔相对。转子4具有带有多个槽7的电枢6，以容纳通入电流的线圈8。半线圈8分别在槽7上延伸，槽中两个线圈叠加放置在一起。图示出了其中的一个线圈，代表性地表示电枢的多个线圈8。盘状换向器9安置在转子4的端面。两个由弹簧部件10预张紧的碳刷11在换向器9上滑动。换向器9和电枢6抗扭地安装在轴12上。为了简化图，该图中没有示出轴12的轴承。输送泵2具有安置在轴12上的、可以在壳体部件13之间旋转的叶轮14并设计为沿轴向流过的侧通道泵。输送泵2将燃料从入口通道15运送至安置在电动机1的侧面的出口通道16。这样，燃料流经电动机1。为了清楚地说明，燃料的流向在图中用箭头来表示。燃料泵在背离运输泵2的一侧上具有接头(图中未示出)，与通向汽车的内燃机的引流管道相连接。
图2示出了在换向器9的角度上观察的转子4的立体图。可以看到，换向器9具有多个换向片17，其中分别通过绝缘层18电隔离。另外，在图1中碳刷11所覆盖的换向器9的区域用阴影示出。还可以看到，碳刷11分别具有梯形横截面，窄边设置在轴12的附近。另外，碳刷11还具有两个换向片17加上一个绝缘层18的宽度，这样在换向器9的每一个转动位置上，至少两个换向片17均被一个碳刷11覆盖。换向器9总共具有16个换向片17，而电枢6具有8个槽7，以容纳与换向片17连接在一起的、在图1中示出的线圈8。因为在槽7中分别叠放着两个半线圈8，电枢6在8个槽7的情况下总共有16个线圈8，其末端分别与相对的换向片连接在一起。

Claims (5)

1.燃油泵，具有电动机，该电动机具有：带有多个换向片的换向器和在换向片上滑动的碳刷；以及线圈，其可以与各个换向片电连接并安置在电枢的槽中，其特征在于，在换向器(9)的相对于碳刷(11)的每一个转动位置，多个换向片(17)均被一个碳刷(11)覆盖。
2.根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，每个碳刷(11)具有两个换向片(17)加上所述两个换向片(17)之间的一个绝缘层(18)的宽度。
3.根据权利要求1或者2所述的燃油泵，其特征在于，所述换向器(9)的换向片(17)的数量是槽(7)的数量的多倍，根据该倍数在一个槽(7)中安置有多个半线圈(8)。
4.根据上述权利要求中的至少一项所述的燃油泵，其特征在于，为了在42伏下运行电动机(2)，所述碳刷(11)具有300至400μΩm的电阻系数。
5.根据上述权利要求中的至少一项所述的燃油泵，其特征在于，所述盘状的换向器(9)上的沿轴向预张紧的碳刷(11)具有梯形横截面，窄边设置在所述电动机(2)的轴(12)的附近。
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