冷卻劑泵的製作方法

2023-12-09 13:42:01

專利名稱：冷卻劑泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於為內燃機泵送冷卻劑的機械式的燃燒發動機冷卻劑泵。
背景技術：
機械式冷卻劑泵是一種由內燃機驅動的冷卻劑泵，例如通過使用驅動帶驅動泵 的驅動輪。只要內燃機是冷卻的，就只需要最少的冷卻劑流或者甚至不需要冷卻劑流。 因此，人們採用可切換的機械式冷卻劑泵，其設置有用於使驅動輪與泵送冷卻劑的泵輪 接合的離合器。只要燃燒發動機是冷卻的，離合器就分離，使得冷卻劑的循環最小化或 者停止，從而使內燃機暖機加速。常見類型的離合器是由電磁體致動的機械式摩擦離合器。如果電磁體通電 (energized),則它吸引離合器的相反的摩擦盤來接合兩個摩擦盤。如果電磁體失效，則 離合器保持為分離狀態，從而無法確保充足的冷卻劑循環，並會致使內燃機嚴重損壞。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種具有機電式切換的摩擦離合器的失效安全的燃燒 發動機冷卻劑泵。本發明的目的通過具有以下特徵的燃燒發動機冷卻劑泵得以實現。該燃燒發動機冷卻劑泵設置有由內燃機驅動的驅動輪；由驅動輪驅動的泵 輪；和可切換的摩擦離合器。所述可切換的摩擦離合器用於結合驅動輪和泵輪。軸向預 緊彈簧通過預緊力預緊該離合器使之進入分離狀態。永久磁化的磁體產生軸向的磁吸引 力，以使離合器進入接合狀態。如果電磁體與永磁體一起布置在磁路中，則當電磁體通 電時，電磁體以相反的極性作用於永磁體的極性，使永磁體的磁吸引力減小或者被抵消 如此之多，以致離合器被預緊彈簧推入分離位置。如果電磁體未通電，則離合器就保持為或者切換到接合狀態，因為永磁體克服 預緊彈簧的彈力將離合器的兩個摩擦片拉到一起。如果電磁體失效，則離合器保持為或 者切換到接合狀態，以使泵輪連接到驅動輪，從而積極地泵送和循環冷卻劑。如果預緊 彈簧斷裂，由於永磁體保持有最小的吸引力，所以泵能一直運行在接合狀態。這樣就使 該冷卻劑泵確實是失效安全的。根據本發明的一優選實施例，如果電磁體未通電並且離合器處於分離狀態，則 永磁體的吸引力大於預緊彈簧的預緊力。如果離合器處於分離狀態並且電磁體未通電， 則永磁體的有效吸引力必需足夠高以抵抗預緊彈簧的預緊力來將離合器切換成接合狀 態。根據本發明的另一優選實施例，永磁體固定到驅動輪。通常，永磁體也可以是 非旋轉的靜止部件。如果永磁體固定到驅動輪，則削弱永磁體的接合吸引力的磁隙的數 量能夠減至最小。如果永磁體直接設置在驅動輪上，而驅動輪形成摩擦離合器的兩個摩 擦片中的一個，則永磁體相對於離合器的泵輪側摩擦片的吸引力將最大化。
優選是，電磁體固定到靜止的泵座(pump frame)上。靜止的泵座也可以是泵 殼。但是，電磁體是靜止的並且是非旋轉的泵部件。這樣，電磁體的電連接簡單又耐用。根據本發明的一優選實施例，離合器設置有位於驅動輪側的第一摩擦盤和位於 泵輪側的第二摩擦盤。泵輪側摩擦盤被預緊彈簧預緊。預緊彈簧為保持泵輪側摩擦盤的 盤形彈簧。盤形預緊彈簧不一定是封閉的環形，也可以由兩個或多個徑向彈簧臂形成。 與泵輪側摩擦盤一起的是對應於泵輪的摩擦環的環形體。根據一優選實施例，泵輪側摩擦盤的環形體由與驅動輪側的永磁體相互作用的 鐵磁材料製成。根據一優選實施例，永磁體為環形體，而非圓柱體，並且是軸向地磁化，而非 徑向地磁化。優選是，電磁體設置有受到激勵時產生環形電磁場的環狀勵磁線圈。此外，背 鐵體(back iron body)設置成將電磁體產生的電磁場引導向永磁體，以有效地減小或抵消 永磁體相對於泵輪側摩擦盤的吸引力。根據一優選實施例，勵磁線圈的軸向投影與永磁體環形體重疊。這種布置使 得勵磁線圈產生的電磁場能夠有效地減小或抵消永磁體相對於泵輪側摩擦盤的永久吸引 力。根據一優選實施例，驅動輪是滑輪(pulley)，該滑輪用於由內燃機驅動的驅動
市ο


下面參考附圖詳細描述
具體實施例方式圖1以透視圖示出了機械式摩擦離合器由電磁體致動的燃燒發動機冷卻劑泵的 截面。
具體實施例方式圖1示出了可切換的冷卻劑泵10的縱向剖面，該冷卻劑泵10由內燃機(未示 出)驅動，並且經由內燃機缸體(未示出)的冷卻劑通道泵送液體冷卻劑。冷卻劑泵10設置有具有用於驅動帶14的滑輪13的驅動輪12、由轉軸18支 撐的泵輪16、和通過電磁體22切換的摩擦離合器20。摩擦離合器20在接合狀態時使驅 動輪12與泵輪16連接。可旋轉的驅動輪12截面呈U形，並且由鐵磁材料組成，由此驅動輪12的開口側 沿軸向朝向泵輪16。U形驅動輪12的徑向外腿13為圓柱形滑輪13，徑向內腿15也呈 圓柱形並且由外部滾子軸承24支撐，外部滾子軸承24被支撐在靜止的泵座28的圓柱部 分26的外側。驅動輪的兩個腿13、15通過徑向的環狀條36連接。驅動輪12製成為一 件式。轉軸18由支撐在泵座28的圓柱部分26內的內滾子軸承30支撐。泵座28能夠 固定到內燃機缸體(未示出)。轉軸18通過軸封17密封到泵座28上。摩擦離合器20由摩擦盤32和相對的摩擦盤34組成，所述摩擦盤32由軸18支撐，所述摩擦盤34由連接驅動輪12的兩腿13、15的徑向條36的軸向外側(末端)表面 形成。泵輪側摩擦盤32由固定到軸18上的輪轂體(hub body) 38、固定到輪轂體38上的 預緊碟形彈簧40、鐵磁材料的摩擦環形體44和彈性地連接蝶形彈簧40與摩擦環形體44 的三個彈性連接件42組成。預緊彈簧40軸向地預緊或者偏壓摩擦環形體44，由此使離 合器20進入分離狀態。在U形驅動輪12包圍的環狀空間內，設置了電磁單元50，電磁單元50由固定 到泵座28的電磁體22、由鐵磁材料製成的兩個背鐵(back iron) 52、54和軸向磁化的環形 體58形式的永磁體56組成。電磁體22由環狀勵磁線圈60組成，當電磁體22通直流電(DC)時，環狀勵磁線 圈60產生環形電磁場。背鐵52、54形成為沿永磁體56引導電磁體22產生的電磁場， 以引起由永磁體56產生的磁場和磁力相對於摩擦環形體44發生減小或抵消。當電磁體22通直流電(DC)時，其產生恆定極性的電磁場，該極性反作用於永 磁體56產生的磁場極性。結果，總的軸向磁力減小如此之多，以致蝶形彈簧40的分離力 高於電磁單元50的總的(電)磁軸向力，從而迫使摩擦環形體44進入分離位置和狀態。 只要電磁體22通電，環形體44就保持在分離狀態。一旦電磁體22斷電，則電磁單元50 的總的軸向吸引力就等於永磁體56的未削弱的磁力，並且強到克服了預緊彈簧40的分離 力而將摩擦環形體44拉入接合狀態。如果電磁體22失效，則摩擦離合器22發生接合或/和保持接合，因此離合器是 失效安全的(fail safe)。
權利要求
1.一種用於為內燃機泵送冷卻劑的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，具有驅動輪(12)，由 所述內燃機驅動；泵輪(16)，由所述驅動輪(12)驅動；和可切換的摩擦離合器(20)，用於結合所述驅動輪(12)和所述泵輪(16)；其特徵在於，所述摩擦離合器(20)包括軸向預緊彈簧(40)，通過預緊力預緊所述離合器(20)使之進入分離狀態；永磁體(56)，軸向地或徑向地磁化，並且產生軸向的磁吸引力，以迫使所述摩擦離 合器(20)進入接合狀態；和電磁體(22)，與所述永磁體(56) —起布置在磁路中，通電的電磁體(22)以極性作用 產生與所述永磁體(56)的極性相反的極性，由此減小所述永磁體(56)相對於所述離合器 (20)的總的磁吸引力，從而使所述離合器(20)被所述預緊彈簧(40)推入分離位置。
2.如權利要求1所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，如果所述電磁體(22)未通 電，則所述永磁體(56)的吸引力大於所述預緊彈簧(40)的預緊力。
3.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述永磁體 (56)固定到所述驅動輪(12)。
4.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述電磁體 (22)固定到靜止的泵座(28)。
5.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述離合器 (20)設置有驅動輪側摩擦盤(34)和被所述預緊彈簧(40)預緊的泵輪側摩擦盤(32)，所 述預緊彈簧(40)為保持作為環形體(44)的所述泵輪側摩擦盤(32)的盤形彈簧。
6.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，輪側環形體 (44)由鐵磁材料製成。
7.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述永磁體 (56)為軸向磁化的環形體(58)。
8.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述電磁體 (22)設置有環狀勵磁線圈(60)。
9.如權利要求8的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述勵磁線圈(60)的軸向投影 與永磁體環形體(58)重疊。
10.如上述權利要求中任一項所述的燃燒發動機冷卻劑泵(10)，其中，所述驅動輪 (12)設置有用於驅動帶(14)的滑輪(13)。
全文摘要
本發明涉及為內燃機泵送冷卻劑的冷卻劑泵(10)，其設有由燃燒發動機驅動的驅動輪12；由驅動輪(12)驅動的泵輪(16)；用於接合驅動輪(12)和泵輪(16)的可切換摩擦離合器(20)。該摩擦離合器(20)包括軸向預緊彈簧(40)，通過預緊力將離合器預緊成分離狀態；永磁體(56)，沿軸向或徑向磁化並產生軸向磁吸引力，以使離合器(20)進入接合狀態；和電磁體(22)，與永磁體(56)一起布置在磁路中，通電的電磁體(22)以極性作用產生與永磁體(56)的極性相反的極性，由此減小永磁體(56)相對於離合器(20)的總磁吸引力，從而使離合器(20)被預緊彈簧(40)推入分離位置。如果電磁體失效，則離合器接合，因此泵是失效安全的。
文檔編號F01P7/12GK102022175SQ20101024168
公開日2011年4月20日 申請日期2010年7月29日 優先權日2009年9月10日
發明者皮埃爾·賴寧格, 讓-米歇爾·杜蘭德 申請人:皮爾伯格泵技術有限責任公司