CN103590957B - 一种用于发动机的加温器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发动机的加温器，包括燃烧室、用于向所述燃烧室内泵入燃烧油的油泵、用于向所述燃烧室内泵入可燃气体的风泵和用于将水泵入位于所述燃烧室内的热交换片的水泵，所述风泵和水泵均由同一电机的输出轴驱动。本发明克服现有的加温器体积大并且浪费电的缺点，提供一种可大大减小加温器体积并且省电的用于发动机的加温器。

Description

一种用于发动机的加温器

技术领域

本发明涉及一种利用水作为热交换介质的加温器。具体为一种用于发动机的加温器。

背景技术

在低温环境中，车辆及其他动力装置的发动机难以启动，尤其是进行特殊作业的车辆，需要对发动机的水路及辅助系统进行加温。加温器通常包括油泵、水泵、风泵、燃烧室。其原理为，油泵将燃烧油泵入燃烧室，风泵将可燃气体泵入燃烧室，在燃烧室内燃烧，水经水泵泵入位于燃烧室内的水流通道，流经水流通道的水被加热后进入发动机的水路以对发动机和及辅助系统进行加温。通常的加温器由于具有三个泵和一个燃烧室，每个泵都配有一个驱动装置，通常是电机，其体积比较大，重量大，且比较浪费电能。而加温器需要随车携带，这不仅占用了发动机有限的空间，在使用时还会大量消耗发动机携带的更有限的电量。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有的加温器体积大并且浪费电的缺点，提供一种可大大减小加温器体积并且省电的用于发动机的加温器。

本发明的用于发动机的加温器，包括燃烧室、用于向所述燃烧室内泵入燃烧油的油泵、用于向所述燃烧室内泵入可燃气体的风泵和用于将水泵入位于所述燃烧室内的热交换片的水泵，所述风泵和水泵均由同一电机的输出轴驱动。

作为优选，所述电机的输出轴的一端自所述电机伸出，且所述输出轴包括远离所述电机的第一部分和靠近所述电机的第二部分，所述第一部分直径小于所述第二部分的直径，所述水泵的水泵叶轮套在所述第一部分外部并与所述第一部分可同步旋转地连接，所述风泵的风泵叶轮套在所述第二部分外部并与所述第二部分可同步旋转地连接。

作为优选，所述水泵包括水泵壳体、水泵盖和所述水泵叶轮，所述水泵叶轮容纳于所述水泵壳体围成的水泵腔内；所述水泵盖设有所述水泵腔相通的进水口，所述水泵壳体设有与水泵腔相通的出水口；所述风泵壳体与所述水泵壳体的外壁相接共同围成风泵腔，所述风泵腔内容纳有风泵叶轮；所述水泵壳体与所述输出轴之间设有密封隔离所述水泵腔与风泵腔的第一密封装置，所述第一密封装置套设在所述输出轴上并且具有与所述输出轴紧贴的第一密封面和与所述水泵壳体的内壁紧贴的第二密封面。

作为优选，所述输出轴依次套设有所述第一密封装置、水泵叶轮和与所述水泵叶轮相顶以锁紧水泵叶轮防止其沿轴向移动的锁紧螺母，所述水泵壳体的内壁设有向所述输出轴突起的定位突起，所述水泵壳体的端部设有挡圈，所述第一密封装置被所述挡圈挤压而与所述定位突起在轴向方向上相抵，所述水泵叶轮包括轴向部分和径向部分，所述水泵叶轮的轴向部分依次套设有第二密封装置、弹簧垫、弹簧，所述第二密封装置与所述第一密封装置在轴向方向上相抵，所述弹簧位于所述弹簧垫与所述水泵叶轮的径向部分之间。

作为优选，所述第一密封装置包括与所述水泵壳体的定位突起相抵的密封环座和位于所述密封环座和所述挡圈之间的端垫，所述密封环座套包括垂直于所述输出轴的垂直部分和平行于所述轴的平行部分，所述垂直部分与所述平行部分连接，所述垂直部分具有供所述输出轴穿过的孔，所述平行部分为环状且其外壁与所述水泵壳体的内壁紧贴形成所述第二密封面，所述端垫与所述密封环座构成的空间内容纳有密封环，所述密封环套在所述输出轴上形成与所述输出轴紧贴的第一密封面。

作为优选，密封环具有平行于所述输出轴的槽和/或内腔。

作为优选，所述密封环座的平行部分的外壁还设有密封槽，所述密封槽内设有与所述水泵壳体的内壁紧贴的密封圈。

作为优选，所述第一密封装置套设在所述输出轴的第三部分上，所述第三部分位于所述第一部分与所述第二部分之间，且所述第三部分的直径大于所述第一部分的直径并小于所述第二部分的直径。

作为优选，所述第二密封装置包括凹锥密封件和凸锥密封件，所述凹锥密封件一侧与所述第一密封装置在轴向方向相顶，另一侧具有凹槽，所述凸锥密封件一侧与所述弹簧垫相抵，另一侧具有锥形的密封面，所述锥形的密封面伸入所述凹槽内并与所述凹槽的壁密封配合。

作为优选，所述水泵叶轮与所述输出轴之间通过键和键槽的配合而实现可同步旋转地连接。

作为优选，所述风泵叶轮与所述输出轴之间通过固定盘连接，所述固定盘套在所述输出轴上并通过螺钉与所述输出轴实现可同步旋转的连接，所述风泵叶轮与所述固定盘通过销轴实现可同步旋转的连接。

作为优选，所述电机的输出轴的另一端也自所述电机伸出，所述油泵与所述输出轴的该端连接并由其驱动。

本发明的用于发动机的加温器和现有技术相比，具有以下有益效果：

1、与现有的风泵和水泵各具有独立的电机的方案相比，可以明显减小加温器的体积和重量，由于减少了同时工作的电机数目，其能耗也会相应降低。

2、在本发明中，减小了输出轴靠近端部的部分即第一部分的直径，使得输出轴即可保证一定的长度又可便于风泵叶轮和其他部件的安装。

3、本发明的水泵壳体与风泵壳体连接在一起，并通第一密封装置隔离所述水泵腔与风泵腔，相对于水泵和风泵分别单独与输出轴连接的方案，结构更紧凑，使得加温器体积更小、重量更轻。

4、本发明的第一密封装置与水泵的安装及定位简单，只需要将第一密封装置从水泵壳体的端部的开口塞入并顶到与定位突起相抵的位置，然后从在水泵壳体的端部安装挡圈即可。

5、第一密封装置包括与水泵壳体的定位突起相抵的密封环座和位于密封环座和挡圈之间的端垫，密封环位于密封环座和端垫之间，其位置更稳定，且第一密封装置的密封环座和端垫对密封环形成挤压，使得密封环形变量更大，从而使得第一密封装置的密封更可靠。

附图说明

图1为本发明一个实施例的用于发动机的加温器的结构示意图，本图中省去了燃烧室。

图2为本发明一个实施例的用于发动机的加温器的右视图，本图中省去了燃烧室。

图3为图2中的用于发动机的加温器的沿B-B线的剖视图。

图4为图2的局部放大图，示出了水泵叶轮、风泵叶轮第一密封装置和第二密封装置与输出轴的配合关系。

附图标记

1-油泵，2-风泵，21-风泵叶轮，22-风泵壳体，23-出风口，24-进风口，25-固定盘，3-水泵，31-水泵叶轮，32-水泵壳体，33-水泵盖，34-进水口，35-出水口，36-定位突起，37-轴向部分，38-径向部分，39-挡圈，4-输出轴，41-第一部分，42-第二部分，43-第三部分，44-键，45-键槽，46-螺钉，47-销轴，5-第一密封装置,51-密封环座，52-端垫，53-密封环，54-密封圈，6-第二密封装置，61-凹锥密封件，62-凸锥密封件，7-锁紧螺母，8-弹簧垫，9-弹簧，10-电机。

具体实施方式

图1为本发明一个实施例的用于发动机的加温器的结构示意图，如图1所示，本发明的用于发动机的加温器包括燃烧室（图中未示出燃烧室）、用于向所述燃烧室内泵入燃烧油的油泵1、用于向所述燃烧室内泵入可燃气体的风泵2和用于将水泵入位于所述燃烧室内的热交换片的水泵3，所述风泵2和水泵3均由同一电机10的输出轴4驱动，在本实施例中，电机10采用24伏直流电机。这与现有的风泵和水泵各具有独立的电机的方案相比，可以明显减小加温器的体积和重量，由于减少了同时工作的电机数目，其能耗也会相应降低。

如图2和图3所示，所述电机10的输出轴4的一端自所述电机10伸出，且所述输出轴4包括远离所述电机10的第一部分41和靠近所述电机10的第二部分42，所述第一部分41直径小于所述第二部分42的直径，在第一部分41和第二部分42之间形成阶梯。所述水泵3的水泵叶轮31套在所述第一部分41外部并与所述第一部分41可同步旋转地连接，水泵叶轮与输出轴具有相同的角速度。所述风泵2的风泵叶轮21套在所述第二部分42外部并与所述第二部分42可同步旋转地连接，风泵叶轮与输出轴具有相同的角速度。

在本实施例中，所述水泵叶轮31与所述输出轴4之间通过键和键槽的配合而实现可同步旋转地连接。如图4所示，输出轴4的外壁设有槽，水泵叶轮31的内壁设有键。在本实施例中，所述风泵叶轮21通过固定盘25与所述输出轴4可同步旋转地连接，具体为，固定盘25套在输出轴4上，并通过螺钉与输出轴实现可同步旋转地连接，风泵叶轮也套在输出轴上，并通过销轴与固定盘25实现可同步旋转地连接，如图4所示。当然，风泵叶轮和水泵叶轮还可通过其他方式来实现与输出轴的可同步旋转地连接。

由于风泵叶轮21与输出轴4之间为可同步旋转的连接，风泵叶轮21的内径与输出轴4之间的直径必然极为接近，在本发明中，输出轴4上同时安装有风泵2和水泵3，这使得输出轴4必须具有足够的长度，但输出轴4比较长会导致风泵叶轮21安装困难。在本发明中，减小了输出轴4靠近端部的部分即第一部分41的直径，使得输出轴4即可保证一定的长度又可便于风泵叶轮21和其他部件的安装。

作为优选的方案，所述水泵3包括水泵壳体32、水泵盖33和所述水泵叶轮31，所述水泵叶轮31容纳于所述水泵壳体32围成的水泵腔内；水泵叶轮可高速旋转，其旋转速度为8000-10000r/min。所述水泵盖33设有所述水泵腔相通的进水口34，所述水泵壳体32设有与水泵腔相通的出水口35；所述风泵壳体22与所述水泵壳体32的外壁相接共同围成风泵腔，在本实施例中，风泵壳体22与所述水泵壳体32的通过螺栓固定连接，风泵壳体22与水泵壳体32亦可为一体成形。所述风泵腔内容纳有所述风泵叶轮21。在本实施例中，风泵2的进风口24与输出轴4平行，出风口23与输出轴4垂直。气体在风泵叶轮21的作用下经过圆形的风泵腔后沿与风泵腔相切的出风口23流出风泵腔进入燃烧室。

所述水泵壳体32与所述输出轴4之间设有密封隔离所述水泵腔与风泵腔的第一密封装置5，所述第一密封装置5套设在所述输出轴4上并且具有与所述输出轴4紧贴的第一密封面和与所述水泵壳体32的内壁紧贴的第二密封面，从而防止水从水泵壳体32与输出轴4之间流出。这种方案相对于水泵和风泵分别单独与输出轴4连接的方案，结构更紧凑，使得加温器体积更小、重量更轻。

作为优选的方案，所述输出轴4自靠近电机10至远离电机10的方向依次套设有所述第一密封装置5、水泵叶轮31和与所述水泵叶轮31相顶以锁紧水泵叶轮31防止其沿轴向攒动的锁紧螺母7。所述水泵壳体32的内壁设有向所述输出轴4突起的定位突起36，在本实施例中，定位突起为台阶状。所述水泵壳体32的端部设有挡圈39，在本实施例中，水泵壳体32的端部的内壁设有所述第一密封装置5被所述挡圈39挤压而与所述定位突起36在轴向方向上相抵。这种结构使得第一密封装置5的定位牢固可靠，同时使得第一密封装置5与水泵的安装及定位简单，只需要将第一密封装置5从水泵壳体32的端部的开口塞入并顶到与定位突起36相抵的位置，然后从在水泵壳体32的端部安装挡圈39即可。在本实施例中，水泵壳体32的端部的内壁具有槽，挡圈39被外力嵌入槽内固定。

所述水泵叶轮31包括轴向部分37和径向部分38，所述水泵叶轮31的轴向部分37自靠近电机10至远离电机10的方向依次套设有第二密封装置6、弹簧垫8、弹簧9，所述第二密封装置6与所述第一密封装置5在轴向方向上相抵，所述弹簧9位于所述弹簧垫8与所述水泵叶轮31的径向部分38之间。通过以上结构，旋转锁紧螺母7使其更靠近电机10，水泵叶轮31也向靠近电机10的方向移动，水泵叶轮31与水泵盖33之间的距离增大，弹簧9被压缩，第二密封装置6与第一密封装置5抵压得更紧。向相反的方向旋转锁紧螺母7，则水泵叶轮31与水泵盖33之间的距离增大。从而实现调整水泵叶轮与水泵盖之间的间隙，以保证水泵建压。

所述第一密封装置5包括与所述水泵壳体32的定位突起36相抵的密封环53座51和位于所述密封环53座51和所述挡圈39之间的端垫52。其中，所述密封环53座51套包括垂直于所述输出轴4的垂直部分和平行于所述轴的平行部分，所述垂直部分与所述平行部分连接，所述垂直部分具有供所述输出轴4穿过的孔，所述平行部分为环状且其外壁与所述水泵壳体32的内壁紧贴形成所述第二密封面。在本实施例中，密封环座由橡胶材料制成。所述端垫52与所述密封环53座51构成的空间内容纳有密封环53，所述密封环53套在所述输出轴4上形成与所述输出轴4紧贴的第一密封面，在本实施例中，密封环也由橡胶材料制成。密封环53位于密封环53座51和端垫52之间，其位置更稳定，且第一密封装置5的密封环53座51和端垫52对密封环53形成挤压，使得密封环53形变量更大，从而使得第一密封装置5的密封更可靠。

在本实施例中，密封环53具有平行于所述输出轴4的槽和/或内腔，这进一步增大了其在受压时的形变量，从而进一步提高了其密封性能。

作为优选，所述密封环53座51的平行部分的外壁还设有密封槽，所述密封槽内设有与所述水泵壳体32的内壁紧贴的密封圈54，进一步提高了第一密封装置5的密封性能，在本实施例中，密封圈为橡胶密封圈。

作为优选，所述第一密封装置5套设在所述输出轴4的第三部分43上，所述第三部分43位于所述第一部分41与所述第二部分42之间，且所述第三部分43的直径大于所述第一部分41的直径并小于所述第二部分42的直径，第三部分43与第一部分41之间即第三部分43与第二部分42之间均形成阶梯。已经与水泵壳体32完成装配的第一密封装置5自输出轴4的端头向里安装，此种结构使得第一密封装置5更易于被安装在输出轴4上。

作为优选，所述第二密封装置6包括凹锥密封件61和凸锥密封件62，所述凹锥密封件61一侧与所述第一密封装置5在轴向方向相顶，另一侧具有凹槽，所述凸锥密封件62一侧与所述弹簧垫8相抵，另一侧具有锥形的密封面，所述锥形的密封面伸入所述凹槽内并与所述凹槽的壁密封配合。在本实施例中，凹锥密封件为凹锥石墨垫，凸锥密封件为凸锥形胶垫。第二密封装置6套在水泵叶轮31上，其一侧与所述第一密封装置5在轴向方向相顶，可防止水与输出轴4接触。第二密封装置6的结构使得其既具有轴向的力，有具有径向的力，从而完成两个方向的密封，且密封可靠。

作为优选，所述电机10的输出轴4的另一端也自所述电机10伸出，所述油泵1与所述输出轴4的该端连接并由其驱动。即，油泵、水泵和风泵由同一个电机驱动，使得加温器的结构更加紧凑，体积更小，能耗更低。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于发动机的加温器，包括燃烧室、用于向所述燃烧室内泵入燃烧油的油泵、用于向所述燃烧室内泵入可燃气体的风泵和用于将水泵入位于所述燃烧室内的热交换片的水泵，其特征在于：所述风泵和水泵均由同一电机的输出轴驱动，且所述风泵与水泵位于所述电机的同一侧；所述水泵包括水泵壳体、水泵盖和水泵叶轮，所述水泵叶轮容纳于所述水泵壳体围成的水泵腔内；所述水泵盖设有所述水泵腔相通的进水口，所述水泵壳体设有与水泵腔相通的出水口；所述风泵壳体与所述水泵壳体的外壁相接共同围成风泵腔，所述风泵腔内容纳有风泵叶轮；所述水泵壳体与所述输出轴之间设有密封隔离所述水泵腔与风泵腔的第一密封装置，所述第一密封装置套设在所述输出轴上并且具有与所述输出轴紧贴的第一密封面和与所述水泵壳体的内壁紧贴的第二密封面。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述电机的输出轴的一端自所述电机伸出，且所述输出轴包括远离所述电机的第一部分和靠近所述电机的第二部分，所述第一部分直径小于所述第二部分的直径，所述水泵的水泵叶轮套在所述第一部分外部并与所述第一部分可同步旋转地连接，所述风泵的风泵叶轮套在所述第二部分外部并与所述第二部分可同步旋转地连接。

3.根据权利要求2所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述输出轴依次套设有所述第一密封装置、水泵叶轮和与所述水泵叶轮相顶以锁紧水泵叶轮防止其沿轴向移动的锁紧螺母，所述水泵壳体的内壁设有向所述输出轴突起的定位突起，所述水泵壳体的端部设有挡圈，所述第一密封装置被所述挡圈挤压而与所述定位突起在轴向方向上相抵，所述水泵叶轮包括轴向部分和径向部分，所述水泵叶轮的轴向部分依次套设有第二密封装置、弹簧垫、弹簧，所述第二密封装置与所述第一密封装置在轴向方向上相抵，所述弹簧位于所述弹簧垫与所述水泵叶轮的径向部分之间。

4.根据权利要求3所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述第一密封装置包括与所述水泵壳体的定位突起相抵的密封环座和位于所述密封环座和所述挡圈之间的端垫，所述密封环座套包括垂直于所述输出轴的垂直部分和平行于所述轴的平行部分，所述垂直部分与所述平行部分连接，所述垂直部分具有供所述输出轴穿过的孔，所述平行部分为环状且其外壁与所述水泵壳体的内壁紧贴形成所述第二密封面，所述端垫与所述密封环座构成的空间内容纳有密封环，所述密封环套在所述输出轴上形成与所述输出轴紧贴的第一密封面。

5.根据权利要求4所述的用于发动机的加温器，其特征在于：密封环具有平行于所述输出轴的槽和/或内腔。

6.根据权利要求4所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述密封环座的平行部分的外壁还设有密封槽，所述密封槽内设有与所述水泵壳体的内壁紧贴的密封圈。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述第一密封装置套设在所述输出轴的第三部分上，所述第三部分位于所述第一部分与所述第二部分之间，且所述第三部分的直径大于所述第一部分的直径并小于所述第二部分的直径。

8.根据权利要求3-6中任一项所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述第二密封装置包括凹锥密封件和凸锥密封件，所述凹锥密封件一侧与所述第一密封装置在轴向方向相顶，另一侧具有凹槽，所述凸锥密封件一侧与所述弹簧垫相抵，另一侧具有锥形的密封面，所述锥形的密封面伸入所述凹槽内并与所述凹槽的壁密封配合。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述水泵叶轮与所述输出轴之间通过键和键槽的配合而实现可同步旋转地连接。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述风泵叶轮与所述输出轴之间通过固定盘连接，所述固定盘套在所述输出轴上并通过螺钉与所述输出轴实现可同步旋转的连接，所述风泵叶轮与所述固定盘通过销轴实现可同步旋转的连接。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的用于发动机的加温器，其特征在于：所述电机的输出轴的另一端也自所述电机伸出，所述油泵与所述输出轴的该端连接并由其驱动。