机动车电液泵.pdf

本发明涉及一种具有泵壳体(12)和限定出纵向转子轴线(17)的转子(13)的机动车电液泵(10)。机动车泵(10)包括电动机(20)，位于所述泵壳体(12)的一个纵向端部，包括定子线圈(22)；具有用于驱动所述定子线圈(22)的功率半导体(56)的功率电子室(50)，所述功率电子室(50)布置在所述泵壳体(12)的另一纵向端部；泵室(30)，其中，由所述电动机(20)驱动的泵转子(36)旋转以从泵室入口(43)向泵室出口(45)泵送液体；以及位于横向平面中的金属分隔壁(40)，所述分隔壁(40)将所述泵室(30)与所述功率电子室(50)分隔开。

1.  具有泵壳体(12)和限定出纵向转子轴线(17)的转子(13)的机动车电液泵(10)，包括：
电动机(20)，位于所述泵壳体(12)的一个纵向端部，包括定子线圈(22)；
具有用于驱动所述定子线圈(22)的功率半导体(56)的功率电子室(50)，所述功率电子室(50)布置在所述泵壳体(12)的另一纵向端部；
泵室(30)，其中，由所述电动机(20)驱动的泵转子(36)旋转以从泵室入口(43)向泵室出口(45)泵送液体；以及
位于横向平面中的金属分隔壁(40)，所述分隔壁(40)将所述泵室(30)与所述功率电子室(50)分隔开。

2.  根据权利要求1所述的机动车电液泵(10)，其中，所述功率半导体(56)设置为与所述分隔壁(40)热传导连接。

3.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，所述泵室入口(43)实现为位于所述分隔壁(40)的平面(41)中的凹部(42)。

4.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，所述泵室出口(45)实现为位于所述分隔壁(40)的平面(41)中的凹部(44)。

5.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，所述功率半导体(56)布置成更靠近所述泵室入口(43)，而不是泵室出口(45)。

6.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，一中心凹部(46)设置在所述分隔壁(40)的中间，并与所述转子轴(15)和/或所述泵转子轴向相对。

7.  根据权利要求6所述的机动车电液泵(10)，其中，所述中心凹部(46)流体地连接到所述泵室出口(45)。

8.  根据权利要求7所述的机动车电液泵(10)，其中，在所述分隔壁(40)中设置连接通道凹部(48)，以将所述中心凹部(46)与所述泵室出口(45)连接起来。

9.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，电机定子线圈(22)相对于电机转子(24)轴向地偏移，以远离所述分隔壁(40)沿轴向拖拉所述泵转子(36)。

10.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，所 述液泵是润滑剂泵。

11.  根据前述权利要求中的任一项所述的机动车电液泵(10)，其中，所述泵转子(36)是摆线型的。

机动车电液泵
技术领域
本发明涉及一种电动机动车液泵。
背景技术
电动机动车液泵用于将例如冷却剂或润滑剂的液体泵送到机动车发动机或其他机动车设备。
现有技术的泵分成三个功能部分，即包括电动机的电机部分、电机控制电子部分和泵送部分，由此，电机部分纵向地设置在电机电子部分与泵送部分之间的中间。这种布置允许电机电子器件与电动机之间的短路电连接。电机电子器件包括必须被冷却以避免其过热和受损的功率半导体。在现有技术的泵中，对功率半导体的冷却通常通过由润滑剂和泵壳体外部的环境空气冷却的壳体来实现。然而，由于液体泵送部分远离电机控制电子部分，液体本身不能帮助充分和有效地冷却功率半导体。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有对功率半导体的改进冷却的电动机动车液泵。
根据权利要求1的电动机动车液泵具有泵壳体和限定出泵的纵向轴线的转子。所述泵包含电动机，其包括定子线圈并布置在所述泵壳体的一个纵向端部，而不是轴向地布置两个其他部分之间。功率电子室设置并限定在泵壳体中，由此，所述功率电子室具有用于电驱动所述泵转子的定子线圈的功率半导体。功率电子室布置在所述泵壳体的另一纵向端部处，并且未布置在其他两个部分之间。泵送室设置在位于一个纵向泵端部处的功率电子室与布置在另一纵向泵端部的电动机之间，其中，由电动机经由转子轴驱动的泵转子旋转以从泵室入口向泵室出口泵送液体。换言之，包括泵转子的泵送室布置在位于一个纵向侧的功率电子室与在另一纵向侧的电动机之间。所述泵送室不必布置在泵壳体的几何纵向中间。
所述泵送室和所述功率电子室通过金属分隔壁隔开，所述金属分隔壁相对于纵向轴线位于横向平面中。由于所述分隔壁限定出包括泵送液体的泵室的一个壁，所以分隔壁始终由具有高冷却性能的液体冷却。另外，在泵室中的液体与功率半导体之间的总距离十分短，并且短到几毫米。由于冷却剂或润滑剂在机动车应用中的最大温度从未高于120℃，所以这种布置保证了所述分隔壁在正常情况下也不会超过120℃。由于最高工作温度为140℃直到150℃的功率半导体是可用的，所以可以可靠地防止这些功率半导体的过热。
根据本发明的优选实施例，所述功率半导体设置为与所述分隔壁处于热传导连接。这并不一定意味着所述功率半导体与分隔壁直接接触。但是重要的是，所述功率半导体与分隔壁连接，而在半导体与分隔壁之间没有空气间隙。
优选地，所述功率半导体仅通过具有良好热传导能力的材料连接到分隔壁，所述材料是诸如金属、导热膏和/或导热胶或粘合剂。
根据本发明的优选实施例，泵室入口实现为在平面分隔壁表面中朝向泵室的凹部。该特征导致总表面积增加，使得所述泵室中的液体与分隔壁之间的热交换得到了改善。另外，通过泵室入口流入泵室中的液体导致靠近和邻近分隔壁的液体中的湍流增加，这也增加了泵室中的液体与分隔壁之间的热交换。
可选地或附加地，泵室出口实现为分隔壁的平面表面中的凹部，具有与泵室入口凹部的情况相同的效果和结果。
优选地，所述功率半导体布置成更靠近泵室入口，而不是泵室出口。在泵室入口周围并正好与泵室入口相对的区域是分隔壁的最冷区域，因为在该区域中，总表面积增加、液体湍流增加，并且进入的液体比经由泵室出口流出泵室的液体更冷。因为离开泵室的加压液体通过由在室出口处增加的液体压力引起的热力学效应而加温，所以进入的液体更冷。结果，接近泵室入口的冷却性能是在分隔壁处可用的最高冷却性能。
根据本发明的优选实施例，中心凹部或凹处(pocket)设置在分隔壁的径向中心处，由此，中心凹部设置为与转子轴和/或泵转子轴向地相对。该特征增加了面向泵室的分隔壁表面的总表面积，使得所述泵室中的液体与分隔壁之间的热交换增加。
优选地，中心凹部流体连接到泵室出口。泵室出口处的液体压力比泵室 中更高，使得在中心凹部中的液体压力推动相对的转子轴和/或相对的泵转子远离分隔壁。结果，产生由液体填充显著间隙，由此，只要转子轴和泵转子旋转，间隙中的液体便是高度湍流的，使得在泵室中的液体与分隔壁之间的这个区域中实现了强烈的热交换。优选地，泵室出口与中心凹部之间的流体连接通过分隔壁中的连接通道凹部实现。
根据本发明的优选实施例，电机定子线圈相对于电机转子轴向偏移以远离分隔壁沿轴向拖拉转子轴和泵转子。结果，只要电动机是电活性的，便产生由液体填充的显著横向间隙，所述间隙限定在位于一侧的转子轴和/或泵转子与位于另一侧的分隔壁之间。这导致明显地改进在这个区域中的液体与分隔壁之间的热交换。
通常，液泵实现为正排量泵，如螺杆式压缩机、叶片泵等。优选地，液泵实现为润滑剂泵，并且，根据另一优选实施例，所述泵是摆线泵转子(gerotor pump rotor)。
附图说明
参考附图描述本发明的一个实施例，附图中：
图1示出机动车电动液泵的示意性纵截面，所述机动车电动液泵包括将泵室与功率电子室分开的分隔壁；以及
图2示出图1的泵的横截面II-II，示出面向泵室的分隔壁表面。
具体实施方式
图1和图2示出机动车电动液泵10，其实现为用于给机动车内燃机提供加压润滑剂的润滑剂泵。
泵10包括泵壳体12，在纵向方向上观看，泵壳体容纳三个部分，即位于一个纵向泵端部的电动机20、位于另一纵向泵端部的限定出电子部分52的功率电子室50以及限定出布置在功率电子室15和电动机20之间的泵部分32的泵室30。泵10具有转子13，其包括限定出纵向转子轴线17的转子轴15。转子轴15由壳体12上的两个滚柱轴承18、19可旋动地支撑。壳体12基本上包括壳筒20，其由位于壳体12的纵向两端的分离盖14、16封闭。
电动机20是无刷直流电机，其通过设置在功率电子室50中的电机控制电子器件电子整流。电机20具有永磁电机转子24和定子线圈22，定子线圈 由布置在功率电子室50中的若干功率半导体56电驱动。
第一横向分隔壁26将电机部分与具有泵室30的泵部分32分隔开。在泵室30中，提供内部泵转子36和外部泵转子34，它们均限定出从泵室入口43向泵室出口45泵送润滑剂摆线转子。
第二横向金属分隔壁40将泵室30与包括功率电子室50的电子部分52流体密封地分隔开。分隔壁40具有面向泵室13的第一平面41和面向功率电子室50的第二平面51。分隔壁40具有位于第一平面41的若干凹部(在图2中以平面图示出)。侧向泵室入口43由镰刀状入口凹部42限定，而侧向泵室出口45由另一镰刀状出口凹部44限定。
第二分隔壁表面51的中心具有中心凹部46，中心凹部46通过位于分隔壁40中的径向连接通道凹部48流体地连接到泵室出口45。泵室出口45处的流体压力通常是所有泵室区域中最高的。由于中心凹部46与泵室出口45流体地连接，所以泵室出口45处的高流体压力也存在于中心凹部46处。结果，转子轴15和泵转子36被推离第二分隔壁40，使得在位于一侧的转子轴15(包括泵转子36)与位于另一侧的面向泵室30的分隔壁表面41之间总会产生显著间隙57。该间隙57由泵液体填充，在本实施例中，泵液体是润滑剂。
如可在图1中看出，电机定子线圈22相对于电机转子24沿纵向偏移偏移量X。如果定子线圈22通电，则永磁电机转子24和所连接的转子轴15(包括泵转子36)沿轴向被拉离将功率电子室50与泵室30分开的第二分隔壁40，使得产生由液体填充的间隙57。由液体填充的间隙57避免了转子13的旋转部分与分隔壁40之间的摩擦接触，并导致改进泵室30中的液体与分隔壁40之间的热交换。
功率半导体56安装到印刷电路板54，印刷电路板还包括用于控制功率半导体56的控制电子器件。功率半导体56可以是功率MOSFET或任何其他类型的功率半导体。印刷电路板54的后侧通过导热胶或粘合剂的层55与分隔壁40连接，使得保证功率半导体56与金属分隔壁40之间的热传导连接和耦合。
如可在图2中看出，功率半导体56都设置为与泵室入口43相对并靠近，而不是与泵室出口45相对并靠近。由于液体温度在泵入口43处一般较低，所以功率半导体56接近泵室入口43的布置导致改进对功率半导体56的冷却。