[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内燃机驱动流体泵，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气体的泵。机械式流体泵不由电动机驱动，而是直接地联接到内燃机。其结果是，所述流体泵的旋转速度与内燃机的旋转速度成比例，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、冷却剂泵或用于制动辅助系统的真空泵。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有磁流变离合器的故障安全的机械式内燃机驱动流体泵。

这个目的是用有权利要求1的特征的机械式内燃机驱动流体泵解决的。

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”在这里具有的含义是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。

所述离合器是磁流变离合器和涡流离合器的组合，其中，两个离合器装置通过一个单一的可动永磁体元件接合和脱离。离合器设置在输入轴与泵转子之间，并且在两个离合器主体之间包括离合器液体间隙。一个离合器主体被直接连接到所述输入轴，而另一离合器主体直接连接到泵转子。两个离合器主体之间的离合器液体间隙充有磁流变离合器液体，其在磁场存在时具有相对高的粘度，而在没有磁场存在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，永磁体元件在离合器液体间隙中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。永磁体元件与输入离合器主体共同旋转，使得永磁体元件始终以所述输入轴的旋转速度而旋转。

提供了与输出离合器主体共同旋转的导电元件。在接合位置中，永磁体元件接近导电元件，而在脱离位置中，永磁体元件远离导电元件。在永磁体元件的接合位置中，相关的涡流效应产生，使得只要永磁体元件与导电元件之间存在相关转速差，导电元件和环绕的输出离合器主体就被输入侧驱动。在永磁体元件的脱离位置中，永磁体元件与导电元件之间不存在相关的涡流效应。

磁体元件由单独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，如果泵的控制装置发生故障，则所述磁流变离合器一般也可以接合，另外，所述涡流离合器装置也不依赖电磁装置的激活。

即使假如机械式流变离合器液体从离合器液体间隙消失，通过涡流离合器装置的实质性接合依然存在，使得实质性的泵送性能得到了保证。其结果是，该流体泵是高度故障安全的，并适合于至关重要的汽车泵，诸如润滑剂泵、冷却剂泵或用于制动辅助系统的真空泵。

一般地，所述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，但是一般可以在其它方向上磁化，如在直径、半径或轴向方向上。

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安全的。例如，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任何外部能量来提供预紧力。

根据优选的实施例，提供了单独的移位主体(shift body)，其包括永磁体元件，并设置有与所述输入离合器主体的轴向导向装置相互作用的轴向导向装置。移位主体本身被轴向引导，并保持所述分离的永磁体元件。其结果是，永磁体元件可以具有简单的环形形状，而未永久磁化的移位主体可具有相对复杂的形状和结构。所述移位主体和永磁体元件可以设置为大致旋转对称的零件。