CN103306799A - 发动机中的泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发动机中的泵，涉及车辆配件技术，解决了现有技术中水泵和机油泵占用空间较大的问题。所述发动机中的泵包括驱动轴，所述驱动轴上依次固定设有水泵泵体及机油泵泵体；所述驱动轴驱动所述水泵泵体及机油泵泵体同步运转。本发明主要应用在汽车中。

Description

发动机中的泵

技术领域

本发明涉及车辆配件技术，尤其涉及一种发动机中的泵。

背景技术

伴随着汽车行业的发展，排放法规、燃油经济性及舒适性越来越受到重视，因此，在提高发动机的驱动性能的同时，其上的零部件的轻量化逐渐被重点关注作为研究改善方向。

以汽车发动机中的水泵和机油泵为例，其中水泵是冷却液从发动机到水箱之间循环的一个动力机构，其包括有第一转轴及设在第一转轴上的水泵泵体；机油泵用于将机油从油底壳抽出并送到发动机或其它零部件需要润滑的位置，具体包括第二转轴及设在第二转轴上的机油泵泵体。考虑到轻量化的要求，水泵通常采用塑料叶轮、铝合金壳体、塑料皮带轮等来降低水泵的重量；同样，机油泵采用铝合金壳体、较小型化转子等来降低机油泵的重量，从而降低发动机的重量，以达到发动机轻量化的目的。

然而，随着汽车发动机动力性能的提高，其体积也相应增大，导致整车机舱的布置空间较小，而现有技术中水泵和机油泵采用单独布置的方式，占用空间较大，导致整机布置困难。

发明内容

本发明的实施例提供一种发动机中的泵，解决了现有技术中水泵和机油泵占用空间较大的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种发动机中的泵，包括驱动轴，所述驱动轴上依次固定设有水泵泵体及机油泵泵体；所述驱动轴驱动所述水泵泵体及机油泵泵体同步运转。

为了节约成本，简化制造工艺，所述水泵泵体的壳体与所述机油泵泵体的壳体一体成型设置构成集成壳体。

为了防止机油和冷却水发生混合，所述集成壳体内设有水封总成及油封总成，所述水封总成设在所述水泵泵体靠近所述机油泵本体的一侧、所述油封总成设在所述机油泵泵体靠近所述水泵泵体的一侧。

优选地，所述油封总成及水封总成均由高强度耐磨材料制成。

为了提高驱动轴的承载能力，同时提高密封效果，所述驱动轴上固设有轴连轴承，所述轴连轴承位于所述水封总成与所述油封总成之间。

本发明实施例提供的驱动轴的驱动方式有多种，其中一种为：所述驱动轴上一端设有驱动链轮，所述驱动链轮连接发动机的动力输出端。

本发明实施例提供的集成泵壳体的材质有多种，其中一种为：所述集成壳体的材质为铝合金。

本发明实施例提供的集成泵壳体的制造方法有多种，其中一种为：所述集成壳体通过压铸成型的方法制造。

本发明实施例提供的发动机中的泵中，由于在驱动轴上固定设有水泵泵体及机油泵泵体，且机油泵泵体与水泵泵体在驱动轴上间隔设置，从而驱动轴转动时，能够驱动水泵泵体及机油泵泵体同步运转，使水泵及机油泵各自工作以保证发动机的正常运行。由此可知，通过将发动机的水泵和机油泵集成化设为一个集成泵，并通过一个驱动轴完成驱动，相比现有技术中两个单独布置的水泵和机油泵，集成泵能够减小整体占用空间，降低整机布置难度；而且，该集成泵通过一个驱动轴完成驱动，其所需驱动力矩小于现有技术中水泵和机油泵单独驱动的驱动力矩之和，能够有效地降低发动机中零部件的数量，同时减小功耗，节约了能源和成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的发动机中的泵的结构示意图；

图2为图1的简易结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例发动机中的泵进行详细描述。

本发明实施例提供一种发动机中的泵，如图1所示，包括驱动轴11，驱动轴11上依次固定设有水泵泵体及机油泵泵体；驱动轴11驱动水泵泵体及机油泵泵体同步运转。

本发明实施例提供的发动机中的泵中，由于在驱动轴11上固定设有水泵泵体及机油泵泵体，且机油泵泵体与水泵泵体在驱动轴11上依次设置，从而驱动轴11转动时，能够驱动水泵泵体及机油泵泵体同步运转，使水泵及机油泵各自工作以保证发动机的正常运行。由此可知，通过将发动机的水泵和机油泵集成化设为一个集成泵，并通过一个驱动轴11完成驱动，相比现有技术中两个单独布置的水泵和机油泵，集成泵能够减小整体占用空间，降低整机布置难度；而且，该集成泵通过一个驱动轴11完成驱动，其所需驱动力矩小于现有技术中水泵和机油泵单独驱动的驱动力矩之和，能够有效地降低发动机中零部件的数量，同时减小功耗，节约了能源和成本。

在将发动机中的水泵及机油泵通过设计、加工构成集成泵的具体实施过程中，可以将独立结构的水泵总成及独立结构的机油泵总成简单的通过一个驱动轴完成装配，也可以在此基础上进行进一步地改进，以达到更好地集成化、轻量化的效果。

具体可以为，如图1所示，水泵泵体可以包括水泵叶轮12及水泵壳体，水泵叶轮12套设固定在驱动轴11上。驱动轴11转动时，能够带动水泵叶轮12转动，从而完成冷却水的吸入和排出。

进一步地，图1中，机油泵泵体可以包括内转子13、与内转子13匹配的外转子14及机油泵壳体，内转子13套设固定在驱动轴11上。驱动轴11转动时，能够带动与之固连的内转子13转动，内转子13外部设有外齿轮，该外齿轮与外转子14的内齿轮相配合(非完全啮合)，以能够一起转动来控制机油的吸入和排出。

通过与现有技术相比可以发现，上述水泵泵体和机油泵泵体中的工作元件与现有技术中的水泵和机油泵的工作元件基本上是通用的，而对于水泵中冷却水的出入通道、机油泵中机油的出入通道，可以在与现有技术中通用的水泵壳体及机油泵壳体中设置，也可以为了简化工艺，方便铸造装配，如图1所示，采用本实施例中的集成壳体10结构，即将水泵壳体与机油泵壳体一体成型设置构成集成壳体10，此时，上述冷却水和机油的出入通道均设在集成壳体10中相应的区域内，且由于为上述集成泵的壳体，因此也可以称为集成泵壳体。其中，集成壳体10位于驱动轴11的外周侧，并与驱动轴11间隙配合连接。集成化的集成泵整体安装固定在发动机的缸体上，在工作时，驱动轴11转动同时带动机油泵内转子13及水泵叶轮12同步运转，因此集成壳体10与驱动轴11间隙配合，避免了其对驱动轴11转动的影响。

其中，为了进一步地实现发动机轻量化的目的，集成壳体10的材质可以为铝合金，并可以采用易操作、可靠的压铸成型的方法制造，当然，也可以采用其他类型的材质、其他成型方法来制造。另外，集成壳体10在保证能够与驱动轴11完成装配同时能够安装固定在发动机缸体上后，其具体结构不做限定，视具体需要而定。

在将上述驱动轴11、机油泵内转子13、水泵叶轮12及集成壳体10进行组合并装配后，使用其工作时，由于分别流经内、外转子(13，14)之间及水泵叶轮12内的机油和冷却水均为液态，因此在内转子13及水泵叶轮12之间易发生油水混合，从而导致机油被稀释等不良，同时冷却水随机油被传输到需要润滑的零部件时，易导致该些零部件发生异常。鉴于上述不足，如图1所示，水泵叶轮12与机油泵内转子13之间且临近水泵叶轮12侧可以设有水封总成15、远离水泵叶轮12侧可以设有油封总成16；水封总成15及油封总成16均可以内嵌式固定在集成壳体10中。

此处需要说明的是，水封总成15及油封总成16内嵌固定在集成壳体10中，使水封总成15、油封总成16与集成壳体10一起共同完成机油和冷却水的密封作用。

具体地，通过水封总成15和油封总成16的配合，能够有效地防止机油与冷却水发生混合的现象。其中，水封总成15和油封总成16可以均为高强度耐磨材料的制成，例如耐磨橡胶、耐磨钢材等中的一个或任意几个的集成。另外，水封总成15和油封总成16在实际安装时，可以通过压装的方式固定在集成壳体10中，即在安装集成壳体10的同时，将水封总成15及油封总成16内嵌式压装在集成壳体10内相应的位置。

需要说明，机油泵内转子13与油封总成16相对的另一端侧，在使用时也需要进行油封操作，同样，水泵叶轮12与水封总成15相对的另一端侧，在使用时，也需要进行水封操作。为了节约成本，简化工艺，可以在机油泵内转子13的另一端侧通过集成壳体10完成油封操作，其中集成壳体10的端面内侧壁与内、外转子(13，14)端面无缝隙接触，此时为了进一步增大该端侧的油封效果，同时提高驱动轴11的强度，可以将该端侧的部分驱动轴11的直径增大，使驱动轴11在集成壳体10的内侧壁与内、外转子(13，14)表面的交界处形成梯状结构，进一步地提高该端侧的油封效果。

而对于水泵叶轮12另一端侧的水封操作，可以利用水泵叶轮12自身完成水封操作，也可以根据需要增加新的结构或装置完成该端的水封操作。

上述实施例描述的发动机中的泵中，为了提高驱动轴11的承载能力等，如图1所示，可以在水封总成15及油封总成16之间，且在驱动轴11上设置轴承。通常轴承为单独设置的零部件，并能够套设固定在轴上起到支撑、减小摩擦等作用，而本实施例考虑到整体工艺的复杂性及驱动轴11的承载能力，将轴承设置为轴连轴承17。

相应地，该轴连轴承17外圆周面与集成壳体10间隙配合连接，以保证驱动轴11的正常运转。且，轴连轴承17位于机油泵内转子13及水泵叶轮12之间，并固定在驱动轴11上，因此也可以起到一定的油封和水封的作用，进一步地提高水封、油封效果，保证发动机正常工作。

在完成水泵及机油泵在驱动轴11上的集成之后，在控制驱动轴11转动时，可以通过发动机的动力端，即曲轴，使其与驱动轴11直接相连，来完成驱动轴11的驱动，也可以在驱动轴11上设置链轮或凹槽结构，从而通过链条或皮带完成驱动。

上述驱动方式对于驱动轴的结构要求较高，因此本实施例中采用如图1所示的驱动方式，驱动轴11上远离水泵叶轮12的一端可以套设固定有驱动链轮18，驱动链轮18用于连接发动机的动力端。通过驱动链轮18的转动，带动驱动轴11转动。其中，该驱动链轮18在驱动轴11上沿周向方向的定位可以通过键来完成，也可以通过过盈连接的方式固定，而为了充分地保证其固定的平稳性，需要同时保证该驱动链轮18沿驱动轴11轴线方向的定位。

另外，驱动链轮18的具体设置位置，可以根据上述集成泵安装时的方式、安装空间来确定，以得到一个较佳的设置位置。

这其中，通过键连接、过盈连接等方式同样能够达到驱动链轮18沿驱动轴11轴线方向的定位，但是在长期的使用过程中，其在上述轴线方向上易发生松动，实用性不高。

由此，在驱动轴11轴线方向上，驱动链轮18可以通过螺栓19固定。通过螺栓19，能够有效地防止驱动链轮18从驱动轴11上脱离，避免发生危险。当采用螺栓19来完成驱动链轮18沿驱动轴11轴线方向的定位时，驱动链轮18的中心轴位置可以设置为具有沉孔的结构，即包括直径较小的第一通孔及直径较大的第二通孔，驱动轴11通过第二通孔与驱动链轮18完成周向方向的定位，此时可以为键连接、过盈连接或其它可靠的连接方式；螺栓19则穿设过第一通孔并将驱动链轮18沿驱动轴11轴线方向固定在驱动轴11上，从而能够保证驱动链轮18的周向方向及沿上述轴线方向的稳定性。

下面借助图1和图2对上述实施例描述的发动机中的泵的工作原理进行详细的说明。其中，图2为发动机中的泵的结构简图，用来辅助说明其工作原理，且图2中机油泵的位置为机油泵的外转子14。

图2中，驱动链轮18与发动机的动力输出轴通过正时链条相连接，从而通过发动机驱动驱动链轮18转动，以带动与之固定连接的驱动轴11转动，从而带动固定设在驱动轴11上的机油泵内转子13及水泵叶轮12转动，同时配合集成壳体10中的机油、冷却水出入通道，以达到通过一个驱动轴11完成水泵泵体及机油泵泵体的驱动运转，保证发动机的正常运行。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种发动机中的泵，其特征在于，包括驱动轴，所述驱动轴上依次固定设有水泵泵体及机油泵泵体；

所述驱动轴驱动所述水泵泵体及机油泵泵体同步运转。

2.根据权利要求1所述的发动机中的泵，其特征在于，所述水泵泵体的壳体与所述机油泵泵体的壳体一体成型设置构成集成壳体。

3.根据权利要求2所述的发动机中的泵，其特征在于，所述集成壳体内设有水封总成及油封总成，所述水封总成设在所述水泵泵体靠近所述机油泵本体的一侧、所述油封总成设在所述机油泵泵体靠近所述水泵泵体的一侧。

4.根据权利要求3所述的发动机中的泵，其特征在于，所述油封总成及水封总成均由高强度耐磨材料制成。

5.根据权利要求3所述的发动机中的泵，其特征在于，所述驱动轴上固设有轴连轴承，所述轴连轴承位于所述水封总成与所述油封总成之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机中的泵，其特征在于，所述驱动轴上一端设有驱动链轮，所述驱动链轮连接发动机的动力输出端。

7.根据权利要求2或3所述的发动机中的泵，其特征在于，所述集成壳体的材质为铝合金。

8.根据权利要求7所述的发动机中的泵，其特征在于，所述集成壳体通过压铸成型的方法制造。

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