[發明專利]離心真空泵以及用于產生負壓的方法

有效

• 申請號: 201210022549.1
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102628446B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 賴納·施密德
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10
• 代理公司: 北京德恒律師事務所11306
• 代理人: 陸鑫,房嶺梅

技術領域

本發明涉及一種根據獨立權利要求的前序部分所述的離心真空泵以及用于產生負壓的方法。

背景技術

用于對機動車輛中的制動助力器進行供給的電動真空泵通常是葉片泵或是隔膜活塞泵的形式。然而，這些泵的工作原理具有大量缺點：葉片泵由于葉片磨損而具有有限的壽命，由于過熱的危險而具有有限的連續運行時間，以及特別由于葉片與罩殼之間的大量摩擦而具有較差的效率。隔膜活塞泵的使用壽命比葉片泵的使用壽命長，但同樣有限，特別是由于隔膜的脆化。此外，隔膜活塞泵在低溫下、尤其是在-40℃以下具有高的功率消耗，具有較大的空間要求，以及由于旋轉運動向縱向運動的必要轉化而經受摩擦損耗。

所有常用的電動真空泵都具有較差的效率，也就是說，在泵的運行時間期間所完成的真空功與所消耗的電功率之比較低。

從DE?197?25?335?A1中已知根據權利要求1的前序部分的離心真空泵。在該文獻中提出了使用離心真空泵作為用于制動助力器的負壓源。該文中描述的離心真空泵包含圍繞軸的環形腔；一方面，抽吸管路通入到該環形腔中，另一方面，由彎曲的葉片形成的空氣流通道的徑向內端與該環形腔相鄰。在該環形腔中，待抽吸的空氣軸向地且徑向地流向軸，從而促進湍流的形成。葉片相對較短并且因此空氣流通道相對較短。另外，葉片必須移動經過外殼的固定表面，并且由于它們之間的間隙不能夠在不產生摩擦或過多的摩擦的情形下制得無限小，所以泵送的空氣能夠回流到該位置的較低壓區域中。所有這些限制了效率和可獲得的壓差。

發明內容

本發明的目的是改進離心真空泵的效率和可獲得的壓差。

該目的通過用于產生負壓的一般方法、以及通過獨立權利要求的特征部分在一般的離心真空泵中得以實現。

在本發明的情況下，軸形成抽吸管路的一部分，在抽吸管路中，待抽吸的空氣與軸基本同軸地流動，然后在多個孔處偏轉到空氣流通道。軸向和徑向空氣流因而以促進流動的方式分離，從而抵消湍流。通過使用軸的內部用于軸向空氣供給，對于泵輪的相同外周長，空氣流通道能夠比上述現有技術更長。由于入口空氣的軸向引導，泵送的空氣肯定僅僅偏轉兩次以相對于軸的軸線偏轉大約90度，而不是像上述現有技術中那樣偏轉三次。相對于彼此可動的部件之間的氣密性能夠簡單地利用外殼與軸之間的密封來提供，這種密封由于軸的相對較小的半徑而能夠容易地且幾乎沒有摩擦地實現。

所有這些都非常顯著地改進了離心真空泵的效率和可獲得的壓差，因此，本發明特別適于作為用于向制動系統供給負壓的電驅動真空泵。改進的效率使得能夠減少具有內燃發動機或電動機或者具有內燃發動機和電動機兩者(像混合動力車輛中那樣)的機動車輛的燃料和能量消耗。

然而，根據本發明的泵的原理還具有大量的其他應用，用于向設備或機器供給負壓或用于空氣抽取，這里的術語“空氣”不僅包括存在于地球大氣中的氣體混合物，還包括其他氣體或氣體的混合物。

在優選實施例中，離心泵葉輪是封閉的泵輪；也就是說，除了其徑向內端和外端之外，離心泵葉輪的空氣流通道是處處封閉的，使得流出的空氣不能夠沿著空氣流通道的長度從任何位置進入或逸出。

在本發明的優選實施例中，與上述現有技術或常規的離心風扇相反(其中，空氣流通道在泵葉輪遵循大約彎曲的路徑并且其橫截面朝外側變寬)，離心泵葉輪的空氣流通道基本呈直線地離開軸徑向地延伸，并且沿其長度具有基本相同的橫截面。流過這種直通道的空氣經歷最大的加速，并且由于通道的流動橫截面不沿徑向方向增大，所以與通道的橫截面朝外側增大的情況相比，在其中輸送的空氣的速度減小得較少。這兩個措施都增大了可獲得的壓差。

能夠通過電動機使離心真空泵達到高旋轉速度，在高旋轉速度下，產生足以向制動助力器供給負壓的泵送功率和壓差。當在機動車輛中使用時，離心真空泵可以替代性地由內燃發動機或內燃發動機的任何輔助設備來機械地驅動。

根據本發明，渦輪機葉輪也可以是集成的徑向/軸向渦輪機葉輪的形式。在這種情況下，中空的中心軸向軸連接于集成的徑向/軸向渦輪機葉輪的功能性內腔。空氣經由中空的軸向軸通過渦輪機葉輪被抽取。

當集成的徑向/軸向渦輪機葉輪在根據本發明的真空泵中使用時，渦輪機葉輪已使空氣流偏轉。復雜和高成本的金屬片引導元件因此并不是必需的。用于中空軸的冗余密封的唇密封件也被省卻。兩側上的軸向空氣出口能夠被一側上的空氣出口替代。環形空氣出口能夠省卻，并由圓柱形空氣出口來替代。

附圖說明

下面參照附圖中表示的示例性實施例更詳細地闡釋本發明，在附圖中：