CN103629143B - 一种水泵结构 - Google Patents
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Abstract
一种水泵结构，包括壳体、设置在壳体中依次连接的皮带轮、皮带轮连接轴、连接轴分离模块、叶轮连接轴以及叶轮，连接轴分离模块包括位于其中部的滑块，靠近皮带轮连接轴侧的至少一组弹性组件以及靠近叶轮连接轴侧的至少一组膨胀体组件，滑块两端分别与皮带轮连接轴和叶轮连接轴活动连接；弹性组件抵靠滑块设置且保证一定的预压缩量；膨胀体组件平行于述叶轮连接轴方向设置，包括依次布置的滑块顶塞、热胀冷缩的膨胀体以及堵塞，本发明通过连接轴分离模块使得皮带轮连接轴和叶轮连接轴分离或连接，从而根据温度控制水泵叶轮是否旋转，以加速发动机的热机过程，同时降低水泵的磨损程度。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车零部件结构，尤其涉及一种发动机冷却水泵结构。
背景技术
如图1所示，传统发动机冷却水泵叶轮直接由水泵皮带轮通过水泵轴驱动，水泵皮带轮直接通过皮带与曲轴上的主动皮带轮连接。这种结构的缺点是发动机冷启动及冷却液温度较低时，主动皮带轮带动水泵皮带轮，水泵开始工作，从而使发动机冷却水套内的冷却液开始循环，这种情况不利于发动机迅速升温，而且由于此时节温器处于关闭状态，冷却液只能从小循环流过，传统发动机由于小循环的通道一般较细，水流量不足，造成水泵进水口处水量较少，在水泵进水口处由于压力较低，冷却液气化，气化后的蒸汽(气泡)在经过水泵增压时被压缩，发生爆炸(气泡爆裂)，对水泵壳体造成冲击，从而会导致水泵气蚀的发生，加速水泵损坏。破坏水泵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泵结构，该水泵结构采用连接轴分离模块将皮带轮连接轴和叶轮连接轴进行分离和连接，从而根据温度控制水泵叶轮是否旋转。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：一种水泵结构，包括壳体、皮带轮、皮带轮连接轴、叶轮连接轴以及叶轮，还包括设置在壳体中的连接轴分离模块，所述连接轴分离模块分别与所述皮带轮连接轴和所述叶轮连接轴相连，包括位于连接轴分离模块中部的滑块，靠近皮带轮连接轴侧的至少一组弹性组件以及靠近叶轮连接轴侧的至少一组膨胀体组件；
所述滑块两端分别与所述皮带轮连接轴和所述叶轮连接轴活动连接；
所述弹性组件抵靠所述滑块设置且保证一定的预压缩量；
所述膨胀体组件平行于所述述叶轮连接轴方向设置，包括依次布置的滑块顶塞、热胀冷缩的膨胀体以及堵塞，所述滑块顶塞的另一端部抵压所述滑块，所述堵塞固定设置在壳体中，所述膨胀体填充所述滑块顶塞、堵塞以及壳体组成的密闭空间中。
优选的，所述膨胀体为石蜡。
优选的，设有偶数组膨胀体组件，所述偶数组膨胀体组件以所述叶轮连接轴为中心对称设置。
进一步的，设有两组膨胀体组件，所述两组膨胀体组件以所述叶轮连接轴为中心对称设置，且所述两组膨胀体组件与所述叶轮连接轴位于同一竖直平面内。
优选的，设有至少两组弹性组件，所述弹性组件平行于所述皮带轮连接轴且以所述皮带轮连接轴为中心对称设置。
或，设有一组弹性组件，且所述弹性组件套设在所述皮带轮连接轴上。
优选的，所述弹性组件为回位弹簧。
进一步的，所述回位弹簧为钢制弹簧。
优选的，所述滑块为带内花键的滑块，所述皮带轮连接轴、叶轮连接轴与所述滑块相连接的端部设有花键，所述滑块与所述皮带轮连接轴、叶轮连接轴花键连接。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明提供一种新型的水泵结构，它采用连接轴分离模块将皮带轮连接轴和叶轮连接轴进行分离和连接，从而根据温度控制水泵叶轮是否旋转，具体而言，有以下作用：
(1)发动机冷启动时，水泵叶轮不工作，冷却液不循环，可加速发动机的热机过程；
(2)冷却液温度低时水泵停止运转，可以降低发动机的附件驱动损失，有利于提高发动机的机械效率；
(3)可取消发动机小循环，水泵开始工作后，进水口的冷却液直接从大循环补充，不存在流量不足的情况。可有效防止水泵气蚀的发生，减缓水泵损坏，同时简化发动机结构。
附图说明
图1为传统的水泵结构示意图；
图2为本发明一实施例的水泵结构示意图；
图3为图2所示实施例的连接轴分离模块的分离状态示意图；
图4为图2所示实施的连接轴分离模块的同步运动状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
如图2、图3和图4所示，一种水泵结构，包括壳体230、设置在壳体230中依次连接的皮带轮212、皮带轮连接轴211、连接轴分离模块220、叶轮连接轴231以及叶轮232，连接轴分离模块220分别与皮带轮连接轴211和叶轮连接轴231相连，包括位于连接轴分离模块220中部的滑块221，靠近皮带轮连接轴211侧的至少一组弹性组件222以及靠近叶轮连接轴231侧的至少一组膨胀体组件。
滑块221两端分别与皮带轮连接轴211和叶轮连接轴231活动连接；本实施例中，滑块221为带内花键的滑块，皮带轮连接轴211、叶轮连接轴231与滑块221相连接的端部设有花键240，滑块与皮带轮连接轴211、叶轮连接轴231花键连接。
弹性组件222抵靠滑块221设置且弹性组件222安装时保证一定的预压缩量。弹性组件222一端抵靠壳体230，另一端抵靠滑块221，且初始状态为压缩状态以用于推动滑块221向图示右向滑动，从而使得滑块221能够和皮带轮连接轴211分离。本实施例中，弹性组件222为钢制的回位弹簧，其既可以只设置一组，且该组回位弹簧套设在皮带轮连接轴211上以推动滑块221移动，也可平行于皮带轮连接轴211且以皮带轮连接轴211为中心对称设置至少两组弹性组件222，以更为有效的带动滑块221向右移动。
膨胀体组件平行于述叶轮连接轴231方向设置，包括依次布置的滑块顶塞223、热胀冷缩的膨胀体224以及堵塞225，滑块顶塞223的另一端部抵压滑块221，堵塞固定设置在壳体230中，膨胀体填充滑块顶塞223、堵塞225以及壳体230组成的密闭空间中，从而膨胀体体积变大时，推动滑块顶塞223向左移动以带动滑块221相左移动，最终实现滑块221与皮带轮连接轴211之间重新花键连接。
本实施例中，膨胀体224为石蜡，其体积根据发动机冷却液温度变化而变化，由于石蜡填充在填充滑块顶塞223、堵塞225以及壳体230组成的密闭空间中，故发动机冷却液温度升高时，石蜡的体积增大，推动滑块顶塞向左移动，滑块顶塞223推动带有内花键的滑块221向左移动。
膨胀体组件的数量可根据需求具体设置，既可设有偶数组膨胀体组件，偶数组膨胀体组件以叶轮连接轴231为中心对称设置，也可只设置一组偶数组膨胀体组件以用于推动滑块221向左移动。本实施例中，共设有两组膨胀体组件，两组膨胀体组件以叶轮连接轴231为中心对称设置，且两组膨胀体组件与叶轮连接轴231位于同一竖直平面内。
以下结合水泵的工作过程对本发明进行进一步的说明。
如图3所示，当发动机冷却液温度较低时，以石蜡为主要成分的膨胀体体积减小，带内花键的滑块221在回位弹簧的作用下向右滑动，此时，皮带轮连接轴211与滑块221分离，水泵皮带轮和皮带轮连接轴211空转，水泵叶轮232不工作。
如图4所示，当发动机冷却液温度升高到一定程度时，膨胀体224体积增大，推动滑块顶塞向左移动，滑块顶塞推动带有内花键的滑块221向左移动，滑块221的内花键与皮带轮连接轴211花键啮合，皮带轮上的动力通过皮带轮连接轴211，滑块221传递到水泵叶轮连接轴231上，从而带动水泵叶轮232旋转。
本发明所示的一种水泵设计，它通过连接轴分离模块220将水泵的皮带轮连接轴211和水泵叶轮连接轴231进行分离和连接。整个过程中，连接轴分离模块220通过滑块221的内花键始终与水泵叶轮连接轴231花键啮合，当温度较低时，滑块221的内花键与皮带轮连接轴211花键240分离，当温度升高时，滑块221的内花键才与皮带轮连接轴211的花键240啮合。因而当发动机冷启动时，水泵叶轮232不工作，冷却液不循环，可加速发动机的热机过程；当冷却液温度低时水泵停止运转，可以降低发动机的附件驱动损失，有利于提高发动机的机械效率；同时，本发明所示的水泵结构取消发动机小循环，水泵开始工作后，进水口的冷却液直接从大循环补充，不存在流量不足的情况，可有效防止水泵气蚀的发生，减缓水泵损坏，并简化发动机结构。
此外，连接轴分离模块220中，弹性组件222和膨胀体组件可根据需求对调位置，同样也能实现通过连接轴分离模块220将水泵皮带轮连接轴211和水泵叶轮连接轴231进行分离和连接。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水泵结构，包括壳体、皮带轮、皮带轮连接轴、叶轮连接轴以及叶轮，其特征在于：还包括设置在壳体中的连接轴分离模块，所述连接轴分离模块分别与所述皮带轮连接轴和所述叶轮连接轴相连，包括位于连接轴分离模块中部的滑块，靠近皮带轮连接轴侧的至少一组弹性组件以及靠近叶轮连接轴侧的至少一组膨胀体组件；
所述滑块两端分别与所述皮带轮连接轴和所述叶轮连接轴活动连接；
所述弹性组件抵靠所述滑块设置且保证一定的预压缩量；
所述膨胀体组件平行于所述叶轮连接轴方向设置，包括依次布置的滑块顶塞、热胀冷缩的膨胀体以及堵塞，所述滑块顶塞的一端部抵压所述滑块，所述堵塞固定设置在壳体中，所述膨胀体填充所述滑块顶塞、堵塞以及壳体组成的密闭空间中。
2.根据权利要求1所述的水泵结构，其特征在于：所述膨胀体为石蜡。
3.根据权利要求1或2所述的水泵结构，其特征在于：设有偶数组膨胀体组件，所述偶数组膨胀体组件以所述叶轮连接轴为中心对称设置。
4.根据权利要求3所述的水泵结构，其特征在于：设有两组膨胀体组件，所述两组膨胀体组件以所述叶轮连接轴为中心对称设置，且所述两组膨胀体组件与所述叶轮连接轴位于同一竖直平面内。
5.根据权利要求1所述的水泵结构，其特征在于：设有至少两组弹性组件，所述弹性组件平行于所述皮带轮连接轴且以所述皮带轮连接轴为中心对称设置。
6.根据权利要求1所述的水泵结构，其特征在于：设有一组弹性组件，且所述弹性组件套设在所述皮带轮连接轴上。
7.根据权利要求1、5、6任一项所述的水泵结构，其特征在于：所述弹性组件为回位弹簧。
8.根据权利要求7所述的水泵结构，其特征在于：所述回位弹簧为钢制弹簧。
9.根据权利要求1所述的水泵结构，其特征在于：所述滑块为带内花键的滑块，所述皮带轮连接轴、叶轮连接轴与所述滑块相连接的端部设有花键，所述滑块与所述皮带轮连接轴、叶轮连接轴花键连接。
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