[发明专利]机械式内燃机驱动流体泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械式流体泵，其由内燃机驱动，并提供液体、压缩气体或真空到汽车单元。

背景技术

流体泵可以是润滑剂泵、冷却剂泵、真空泵或提供例如压缩空气的加压液体或气体的泵。机械式流体泵不由电动机驱动，而是直接地连接到内燃机。其结果是，所述流体泵的旋转速度与内燃机的旋转速度成正比，使得流体泵始终旋转，即使不需要流体供应或抽吸活动来产生真空亦始终旋转。

在US 7422093 B2中描绘了用于为液压动力转向提供加压液体的流体泵。所述流体泵设置有磁流变离合器，使得泵的性能可以根据动力转向的流体需求和压力需求而进行控制。

对于至关重要的流体泵，故障的风险是不可接受的，所述至关重要的流体泵诸如是润滑剂泵、冷却剂泵或用于气动制动辅助单元的真空泵。包括离合器的流体泵应尽可能紧凑。在许多应用中，相对高的转矩必须由离合器耦合。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有紧凑磁流变离合器的机械式内燃机驱动流体泵。

根据本发明的一个方面，提供一种机械式内燃机驱动流体泵，包括：输入轴，其由内燃机直接驱动，具有泵转子的泵送单元，和在所述输入轴与所述泵转子之间的磁流变多片离合器，所述离合器包括至少两个径向输入离合器盘和至少两个径向输出离合器盘，所述离合器盘在它们之间限定至少两个充有磁流变离合器液体的径向离合器液体间隙，在接合位置与脱离位置之间可移动的可移动永磁体元件，在所述接合位置中，所述永磁体元件的磁场以相对高的磁通量穿透离合器液体间隙，而在所述脱离位置中，所述永磁体元件在离合器液体间隙中的磁场穿透通量小于在所述接合位置中的磁场穿透通量，以及致动器，其用于在所述永磁体元件的接合位置与脱离位置之间移动所述永磁体元件。

根据本发明的流体泵设置有被内燃机直接驱动的输入轴，并且设置有带有泵转子的泵送单元，所述泵送单元用于泵送可以是液体或气体的流体。术语“直接驱动”应被理解为在发动机的旋转元件与泵的输入轴之间没有可脱离的离合器。泵的输入轴可以由发动机经由带、齿轮驱动，或通过与发动机的凸轮轴或曲轴直接耦合而驱动。

离合器被实现为一种多片离合器形式的磁流变离合器。所述离合器设置有至少两个径向输入离合器盘和至少两个径向输出离合器盘，由此所述离合器盘在它们之间限定许多径向离合器液体间隙。磁流变离合器的多盘构造允许离合器的紧凑直径，并允许从离合器输入传递高转矩到离合器输出。

轴向布置在输入离合器盘与输出离合器盘之间的径向离合器液体间隙充有磁流变离合器液体，其当磁场存在时具有相对高的粘度，而当没有磁场时具有相对低的粘度。在磁流变液体的语境中的术语液体不应从字面上理解，而是应被理解为一种磁流变流体，其在由磁场激活时也可以在某种程度上是固体。用于增加磁流变离合器液体的粘度的磁场不是由电磁装置产生的，而是由在脱离位置与接合位置之间可移动的永磁体元件产生，在所述脱离位置中，在离合器液体间隙中永磁体元件的磁场穿透通量较低，而在所述接合位置中，在离合器液体间隙中的磁场穿透通量较高。在它的接合位置中，永磁体被定位靠近所述离合器液体间隙，并在脱离位置中，永磁体距离合器液体间隙更加遥远。永磁体元件可以设置为与输入离合器盘共同旋转，使得永磁体元件始终以所述输入轴的旋转速度而旋转。

永磁体元件通过分离的磁体元件致动器在接合位置与脱离位置之间移动。

由于用于穿透所述离合器液体间隙和在其中的磁流变离合器液体的磁场不是由电磁体产生的，如果泵的控制装置和用于致动离合器的控制装置发生故障，则所述磁流变离合器一般也可以接合。

一般地，磁流变涡流离合器也可以与其它在或不在发动机周围的汽车设备结合，或者甚至与在汽车应用外部的汽车设备结合。

优选地，永磁体元件设置为在轴向方向上可移动。优选地，永磁体元件是在圆周方向上磁化的。

永磁体元件可以优选地由被动式预紧元件预紧到其接合位置。如果致动器发生故障，则所述预紧元件推压永磁体元件到接合位置。这种布置使得所述离合器概念是完全地故障保护的。例如，所述被动式预紧元件可以是弹簧或另一永磁体。然而，被动式预紧元件不需要用以提供预紧力的任何外部能量。

根据优选的实施例，磁体腔室设置在离合器盘的径向内部。永磁体元件在磁体腔室中设置为在接合位置与脱离位置之间可移动。离合器盘径向向外地布置，并且布置为径向邻近磁体腔室。优选地，离合器液体间隙的径向平面与在其接合位置中的永磁体元件相交。换言之，接合的永磁体元件的磁场大致径向地穿透流体液体间隙。当永磁体元件处于其接合位置时，这种布置允许径向流体液体间隙的均匀穿透。