[发明专利]用于冷却剂泵的失效保护干式摩擦离合器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月24日提交的美国申请序列号61/745,647的优先权，其涉及美国专利申请序列号61/474,862和美国专利申请序列号61/474,928，这两个申请均是在2011年4月13日提交的。

技术领域

在此披露了摩擦离合器组件，特别是用于混合动力冷却剂泵的摩擦离合器组件。

背景技术

水泵被用于水冷式发动机中，主要用于如带有内燃发动机的汽车和载重车的车辆的运行。这些水泵典型地是由皮带驱动，该皮带被附接到发动机曲轴上并因此以一定比例的发动机转速运转。这些泵具有一个叶轮，该叶轮用于将发动机冷却剂从发动机循环到散热器并且返回发动机以便使该冷却剂保持在可接受的温度极限之内。

如今正不断努力减少发动机附件(如水泵)的功率消耗以便改善燃油经济性并减少排放。因此更优选的是此类附件(包括水泵)如果能够被制作成以可变速度或以更小的功率运行，以便减小发动机所承受的负荷，并且进而改善燃油经济性并减少来自发动机的不希望有的排放物。

发明概述

在此披露了具有改进的干式摩擦离合器机构的车辆水泵组件。水泵优选地具有两种运行模式，第一模式由发动机皮带机械传动，而第二模式由例如无刷DC(BLDC)马达的一个电动马达来操作。用于这两种运行模式的部件作为包含皮带轮构件的一个多部件式组件的一部分。该皮带轮由定位在该皮带轮构件上的发动机皮带驱动并以输入速度旋转。连接到水泵的叶轮上的一个轴被定位在该组件中并且该轴依据某些特定因素而通过机械操作或电操作或二者来控制。

该摩擦离合器组件被定位在该多部件式组件内以便选择性地允许由该皮带轮构件对水泵进行机械地操作。该干式摩擦离合器组件是通过使一个螺线管通电/断电而被致动的。当螺线管由于任何原因而断电时，该离合器将被接合，并且因此离合器是失效保护的。当螺线管被断电时，多个螺旋弹簧推动一个电枢板，该电枢板将摩擦片夹在该电枢板与一个盖构件之间。扭矩是通过该摩擦片的两侧而被传递的。通过接通该螺线管使得该离合器脱接合。

当螺线管通电时，螺线管力克服这些螺旋弹簧的力并且将这个电枢板拖拽回来抵靠该皮带轮，并且一个复位弹簧将摩擦片推开远离该盖件并将其保持在一个止挡件上，从而在这个摩擦片的两侧产生气隙。当离合器脱接合时，输入端(皮带轮)与输出端(轴)解除连接，从而消除了该输入端与输出端之间的相互作用(例如轴承阻力)。

该水泵在其大部分运行范围内通常由电动马达驱动。当需要峰值冷却时，采取机械运行模式并且该水泵可由皮带轮构件直接驱动。在某些情况下，机械操作和电操作二者可以同时进行。

当结合附图和权利要求来考虑时，本发明另外的目的、特征和益处将在本发明的以下说明中阐述。

附图的简要说明

图1是可与本发明结合的车辆水泵组件的透视图。

图2是图1中所示的组件的截面图，并且描写了本发明的一个实施例的特征。

图3A和图3B是如图2所示的组件的多个部件的分解视图。

图4是图2至图3所示的组件的放大截面视图，其中这些部件是以螺线管脱接合的位置示出的。

图5是图2至图3所示的组件的放大截面视图，其中这些部件是以螺线管接合的位置示出的。

优选实施方式的说明

为了促进和理解本发明的原理的目的，现在将参见在附图中所展示的这些实施例并且将使用特定的语言对它们进行说明。尽管如此，应理解在此并不旨在限制本发明的范围。本发明包括在所展示的装置和所说明的方法中以及本发明的原理的进一步应用中的任何替代方案以及其他修改，这些将是在本发明所涉及的领域中的人员或普通技术人员通常会想到的。

在此描述的本发明涉及多种尤其用于冷却剂泵的摩擦离合器组件，这些冷却剂泵用于使如汽车内燃发动机的发动机中的冷却剂循环。(术语“水泵”和“冷却剂泵”在此是可交换使用的。然而，本发明也可以用于其他发动机附件装置。

在此描述的本发明的优选实施例特别被适配成用于卡车、乘用轿车以及非公路用车辆、并且将关于其在双模式冷却剂泵中的用途加以描述。根据优选实施例，该电动马达是无刷DC(BLDC)马达。对于机械运行模式，该水泵由附接至发动机曲轴上的发动机皮带驱动，例如缠绕型附件皮带。

作为一个双模式冷却剂泵，该泵在大部分情况下是电驱动的。然而，在需要进行更多冷却的情况下该泵也可以是机械接合的。因此，当车辆在大部分正常情况下行驶时，该水泵由电动马达驱动和运行。