CN103835991B - 水泵及具有该水泵的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泵及具有该水泵的车辆。该水泵包括：泵体；以及叶片，叶片的一部分设在泵体内，叶片被驱动成相对泵体可移动以使得叶片的位于泵体外的一端与泵体中心的距离可调。根据本发明实施例的水泵，通过调节叶片外端距离泵体中心的距离，从而改变了水泵提供的离心力，进而实现了对流量的调节。例如在将该水泵用于冷却发动机时，可以根据发动机的工况，调整叶片伸出泵体外的长度，从而获得适宜的冷却液流量，充分冷却发动机，避免出现发动机过冷或过热现象，提高发动机的寿命。

Description

水泵及具有该水泵的车辆

技术领域

本发明涉及一种水泵及具有该水泵的车辆。

背景技术

目前发动机冷却系统中所使用的水泵为定流量水泵，该类水泵在特定转速下工作时，如果外边界流阻特性没有发生变化，水泵的流量是保持不变的。而发动机在不同工况下所需要的冷却液流量是不同的。现有水泵只能满足特定工况下实现对发动机的较佳冷却效率。发动机在不同负荷下工作时，水泵提供的冷却液流量是不变的，这将导致发动机在运行过程中会出现过冷或过热现象，影响发动机的使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种水泵，该水泵可以实现流量调节功能，以更好地满足诸如发动机的冷却要求。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述水泵。

根据本发明实施例的水泵，包括：泵体；以及叶片，所述叶片的一部分设在所述泵体内，所述叶片被驱动成相对所述泵体可移动以使得所述叶片的位于所述泵体外的一端与所述泵体中心的距离可调。

根据本发明实施例的水泵，通过调节叶片外端距离泵体中心的距离，从而改变了水泵提供的离心力，进而实现了对流量的调节。例如在将该水泵用于冷却发动机时，可以根据发动机的工况，调整叶片伸出泵体外的长度，从而获得适宜的冷却液流量，充分冷却发动机，避免出现发动机过冷或过热现象，提高发动机的寿命。

另外，根据本发明实施例的水泵，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述叶片被驱动成适于沿所述泵体的径向运动。

根据本发明的一些实施例，所述叶片为多个且沿所述泵体的周向均布。

根据本发明的一些实施例，所述多个叶片相对所述泵体同步伸入或伸出。

根据本发明的一些实施例，所述泵体内形成有多个油腔，所述油腔的数量与所述叶片的数量相同；以及

每个所述叶片的位于所述泵体内的一端上设置有活塞，所述活塞对应地设在其中一个所述油腔内且将所述油腔隔离成进油腔和回油腔，所述活塞在所述油腔内的运动方向为所述泵体的径向方向。

根据本发明的一些实施例，所述水泵还包括：液压控制阀，所述液压控制阀与每个所述进油腔之间均连接有进油道，所述液压控制阀与每个所述回油腔之间均连接有回油道。

根据本发明的一些实施例，所述泵体包括泵体本体和密封端盖，所述油腔形成在所述泵体本体内且一侧敞开，所述密封端盖可拆卸地设在所述泵体本体上且封闭所述油腔的敞开侧。

根据本发明的一些实施例，所述泵体内形成有多个空腔，所述空腔的数量与所述叶片的数量相同；每个所述叶片的位于所述泵体内的一端上设置有活塞，所述活塞对应地设在其中一个所述空腔内且将所述空腔隔离成弹簧腔和油液腔，所述活塞在所述空腔内的运动方向为所述泵体的径向方向；以及所述水泵还包括：弹簧，所述弹簧设在所述弹簧腔内且弹性地抵压所述活塞。

根据本发明的一些实施例，所述弹簧对应地套设在每个所述叶片上。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例中的水泵。

附图说明

图1是根据本发明实施例的水泵的立体图；

图2是图1中所示的水泵的剖视图；

图3是泵体和转子的立体图；

图4是图3中所示泵体和转子的主视图；

图5-图7是图1中所示水泵调节过程的示意图；

图8是根据本发明另一实施例的水泵的主视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图8详细描述根据本发明实施例的水泵100，该水泵100可用于车辆的动力总成中，用于冷却发动机。该水泵100可以设置在驱动电机的转子200的一侧上，但不限于此。

根据本发明实施例的水泵100可以包括泵体1（包括泵体本体11）和叶片2，其中叶片2的一部分设在泵体1内，叶片2被驱动成相对泵体1可移动以使得叶片2的位于泵体1外的一端与泵体1中心的距离可调，从而改变叶片2伸出泵体1外的长度。换言之，叶片2可被驱动相对泵体1移动，从而改变叶片2伸出泵体1外的长度，进而改变叶片2自由端即伸出泵体1外的外端与泵体1中心的距离，这样在泵体1与叶片2由转子200驱动旋转时，可以改变水泵100提供的离心力大小，由此实现流量的改变。

因此，根据本发明实施例的水泵100，通过调节叶片2外端距离泵体1中心的距离，从而改变了水泵100提供的离心力，进而实现了对流量的调节。例如在将该水泵100用于冷却发动机时，可以根据发动机的工况，调整叶片2伸出泵体1外的长度，从而获得适宜的冷却液流量，充分冷却发动机，避免出现发动机过冷或过热现象，提高发动机的寿命。

根据本发明的一些优选实施例，叶片2被驱动成适于沿泵体1的径向运动，也就是说，叶片2动作的方向平行于泵体1的径向。例如叶片2沿径向向外运动，则叶片2外端距离泵体1中心距离增加，冷却液流量将增加，又如叶片2沿径向向内运动，则叶片2外端距离泵体1中心距离减小，冷却液流量随之减少。

参照图1、图5-图8所示，叶片2为多个且沿泵体1的周向均布。例如在图1以及图5-图8的示例中，叶片2为四个，该四个叶片2均匀分布，即每相邻两个叶片2之间的夹角均为90°。应当理解的是，叶片2的数量并不限于此，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据实际需要而适应性设计叶片2的数量，并不限于上述的四片。

根据本发明的一些实施例，多个叶片2相对泵体1同步伸入或伸出。换言之，多个叶片2同步动作，即多个叶片2被驱动成同步向泵体1内伸入或同步向泵体1外伸出。由此，多个叶片2同步动作，保证了叶片2动作的一致性，使得水泵100的运行状态可以保持稳定。

根据本发明的一些优选实施例，如图3和图4所示，泵体1内形成有多个油腔3，油腔3的数量与叶片2的数量相同，也就是说，油腔3与叶片2是一一对应的。每个叶片2的位于泵体1内的一端上设置有活塞21，活塞21对应地设在其中一个油腔3内且将该油腔3隔离成进油腔31和回油腔32，其中活塞21在油腔3内的运动方向沿泵体1的径向方向，如图5-图8所示。

由此，若液压油进入到进油腔31内，回油腔32内的至少部分液压油流出，从而活塞21将向压缩回油腔32的方向运动。反之，若液压油进入到回油腔32，进油腔31内的至少部分液压油流出，从而活塞21将向压缩进油腔31的方向运动。由此，通过液压控制，可以方便地实现活塞21的径向移动，进而实现相应叶片2的径向运动。

作为一种可选的实施方式，每个叶片2与其对应的活塞21可以一体加工成型，例如将叶片2的内端直接制作成活塞形状已构成活塞21，但本发明并不限于此。

进一步，如图1和图2所示，水泵100还包括液压控制阀4，液压控制阀4与每个进油腔31之间连接有进油道41，液压控制阀4与每个回油腔32之间连接有回油道42，液压控制阀4可将液压油通过每个进油道41供给每个进油腔31，或者液压控制阀4可将液压油通过每个回油道42供给每个回油腔32。液压控制阀4可以是OCV阀，但不限于此。

参照图3所示，泵体1包括泵体本体11和密封端盖（图未示出），油腔3形成在泵体本体11内且一侧敞开，密封端盖可拆卸地设在泵体本体11上且封闭油腔3的敞开侧。这样，泵体1结构简单、拆装方便。密封端盖与泵体本体11可通过多个螺钉紧固，例如在图1以及图5-图8的示例中，螺钉的数量为四个。

参照图3所示，泵体1的侧周壁上构造有贯通部111，叶片2的一部分配合在贯通部111内，叶片2与贯通部111之间可采用密封结构进行密封，密封结构可以是油封，或者还可采用其它现有方式例如密封圈等进行密封，这对于本领域的普通技术人员而言，都是容易理解且易于实现的。

在一些实施例中，活塞21的外周面上可以设置密封圈，密封圈优选为多道，从而形成多道密封，防止进油腔31和回油腔32内的油液通过活塞21与油腔3的壁之间的间隙而互相流通，从而改善控制精度。

根据本发明的另一些实施例，参照图8且结合图1-图7所示，泵体1内形成有多个空腔（相当于图1-图7所示实施例的油腔3），空腔的数量与叶片2的数量相同，也就是说，空腔与叶片2是一一对应的。每个叶片2的位于泵体1内的一端上设置有活塞21，活塞21对应地设在其中一个空腔内且将该空腔隔离成弹簧腔（相当于图1-图7所示实施例的回油腔32）和油液腔（相当于图1-图7所示实施例的进油腔31），活塞21在空腔内的运动方向沿泵体1的径向方向。进一步，水泵100还包括弹簧5，弹簧5设在弹簧腔内且弹性地抵压活塞21，从而使得活塞21具有向压缩油液腔的方向运动的趋势。

由此，通过控制油液进入到油液腔内，活塞21会向进一步压缩弹簧5的方向运动，此时活塞21沿径向动作，实现带动叶片2径向移动的目的。而在油液腔内的至少部分液压油流出后，弹簧5将推动活塞21向压缩油液腔的方向运动，此时弹簧5逐渐伸缩，实现了叶片2的反向运动。

简言之，在该实施例中，通过控制油液进入或流出油液腔，即实现了叶片2的径向移动，控制方便。

在该一些实施例中，如图8所示，弹簧5对应地套设在每个叶片2上。弹簧5的两端分别弹性地抵压活塞21的一个侧面以及弹簧腔的一个壁面，该侧面与该壁面是彼此相对的面。

在该一些实施例，泵体1的侧周壁上也设置有贯通部111，弹簧腔可与贯通部111连通，由于弹簧腔内没有油液流入，因此叶片2在贯通部111处可以不采用密封结构进行密封。

在该一些实施例中，水泵100也可以包括一个液压控制阀，该液压控制阀可以用于控制油液流入或流出油液腔。

在该一些实施例中，活塞21的外周面上可以设置密封圈，密封圈优选为多道，从而形成多道密封，防止油液腔内的液压油通过活塞21与空腔的壁之间的间隙而泄漏到弹簧腔内。

下面参照图5-图7详细简单描述根据本发明一个优选实施方案的水泵100的工作原理，以该水泵100应用于车辆动力系统冷却发动机为例。

首先，参照图5-图7所示，每个叶片2末端作成活塞形状（即，活塞21），活塞21放置于充满液压油的油腔3中，油腔3分为进油腔31和回油腔32，进油腔31通过进油道41与液压控制阀4相连，回油腔32通过回油道42与液压控制阀4相连。通过控制液压控制阀4可以改变进油道41和回油道42中的压力。

参照图7所示，当发动机需要较大流量的冷却液时，通过控制液压控制阀4，可以使进油道41的油压大于回油道42的油压，从而使活塞21在油压作用下向外侧移动，使叶片2外端距离泵体1中心距离增大，增大水泵100提供的离心力，从而增加流量。

参照图5所示，当发动机需要较小流量冷却液时，通过控制液压控制阀4，可以使回油道42的油压大于进油道41的油压，从而使活塞21在油压作用下向内侧移动，使叶片2外端距离泵体1中心距离较小，减小水泵100提供的离心力，从而减少流量。

如图5所示，当叶片2外端距离泵体1中心最近时，水泵100能够提供最小流量冷却液。如图7所示，当叶片2距离泵体1中心最大时，水泵100能够提供最大流量冷却液。如图6所示，当叶片2处于两个极限位置之间时，水泵100能够提供介于最大流量与最小流量之间流量的冷却液。通过对发动机不同工况需求冷却液的标定，可以实现发动机最佳热效率及最佳燃烧状况，从而提高经济性及排放性能。

此外，根据本发明的实施例进一步提供了包括如上所述水泵100的车辆。应当理解的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、转向系统、制动系统、动力传统系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此对习知结构的详细说明此处进行省略。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种水泵，其特征在于，包括：

泵体；以及

叶片，所述叶片的一部分设在所述泵体内，所述叶片被驱动成相对所述泵体可移动以使得所述叶片的位于所述泵体外的一端与所述泵体中心的距离可调，所述叶片为多个；

所述泵体内形成有多个油腔，所述油腔的数量与所述叶片的数量相同；以及

每个所述叶片的位于所述泵体内的一端上设置有活塞，所述活塞对应地设在其中一个所述油腔内且将所述油腔隔离成进油腔和回油腔，所述活塞在所述油腔内的运动方向沿所述泵体的径向方向。

2.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，所述叶片被驱动成适于沿所述泵体的径向运动。

3.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，所述多个叶片相对所述泵体同步伸入或伸出。

4.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，还包括：

液压控制阀，所述液压控制阀与每个所述进油腔之间均连接有进油道，所述液压控制阀与每个所述回油腔之间均连接有回油道。

5.根据权利要求4所述的水泵，其特征在于，所述泵体包括泵体本体和密封端盖，所述油腔形成在所述泵体本体内且一侧敞开，所述密封端盖可拆卸地设在所述泵体本体上且封闭所述油腔的敞开侧。

6.一种水泵，其特征在于，包括：

泵体；

叶片，所述叶片的一部分设在所述泵体内，所述叶片被驱动成相对所述泵体可移动以使得所述叶片的位于所述泵体外的一端与所述泵体中心的距离可调，所述叶片为多个；

所述泵体内形成有多个空腔，所述空腔的数量与所述叶片的数量相同；

每个所述叶片的位于所述泵体内的一端上设置有活塞，所述活塞对应地设在其中一个所述空腔内且将所述空腔隔离成弹簧腔和油液腔，所述活塞在所述空腔内的运动方向沿所述泵体的径向方向；以及

所述水泵还包括：弹簧，所述弹簧对应地设在每个所述弹簧腔内且弹性地抵压所述活塞。

7.根据权利要求6所述的水泵，其特征在于，所述弹簧对应地套设在每个所述叶片上。

8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的水泵。