CN107327340B - 水泵以及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水泵以及具有其的车辆，水泵包括：壳体；主动轴，所述主动轴设置在所述壳体内且从所述壳体内向外伸出；从动轴，所述从动轴设置在所述壳体内且从所述壳体内向外伸出；叶轮，所述叶轮连接在所述从动轴伸出所述壳体外的一端；同步件，所述同步件设置在所述主动轴和所述从动轴之间；控制装置，所述控制装置设置成控制所述同步件选择性地同步所述主动轴和所述从动轴。这样，水泵可以控制叶轮的工作时间，水泵可以适应发动机的各种工况，可以提高发动机的燃油经济性，可以改善车辆的油耗和排放。

Description

水泵以及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种水泵以及具有该水泵的车辆。

背景技术

一般发动机多采用常规机械式水泵，即在水泵皮带轮的驱动下带动水泵叶轮旋转来实现水泵泵水功能，这种机械式水泵转速会随发动机转速增加而提升，所以冷却液供应量也随发动机转速提高而提高。机械式水泵的最大泵水量是按照发动机全负荷工况冷却需求而设计，而在发动机冷启动、暖机和小负荷工况，机械式水泵泵水量大于发动机冷却需求，这样会延长发动机暖机时间，还会造成暖机过程中的燃烧不充分、燃烧积碳情况和排放超标等不良后果。

一些先进的发动机多采用发动机热管理模块控制冷却系统，常见控制方式为调节冷却水泵泵水出口大小或者调整冷却水套进水口截面积大小，从而调节泵水量大小。采用热管理模块控制的冷却系统往往结构布置、复杂空间占用大、冷却液循环控制机构控制复杂，这样会极大的增加发动机零部件数量，造成发动机重量增加、成本增加。

另外，在暖机、冷启动等升温工况下，热管理模块控制零供水或者是少量供水，但水泵仍处于泵水做功，由此造成水泵泵水口附近压力升高、冷却液气泡增多，严重的造成冷却液渗漏量增大，水泵内零部件受穴蚀损坏等后果。并且，零供水或者少量供水等升温工况下，水泵仍处于常规泵水量下做功，造成消耗发动机功率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种水泵，以解决水泵无法适应发动机各种工况的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种水泵，包括：壳体；主动轴，所述主动轴设置在所述壳体内且从所述壳体内向外伸出；从动轴，所述从动轴设置在所述壳体内且从所述壳体内向外伸出；叶轮，所述叶轮连接在所述从动轴伸出所述壳体外的一端；同步件，所述同步件设置在所述主动轴和所述从动轴之间；控制装置，所述控制装置设置成控制所述同步件选择性地同步所述主动轴和所述从动轴。

进一步地，所述主动轴和所述从动轴中的一个设置有安装槽且另一个的一部分伸入所述安装槽内。

进一步地，所述从动轴上设置有所述安装槽，所述安装槽的内周壁上设置有从动安装孔，所述主动轴上设置有主动安装孔，所述同步件设置成适于在同步所述主动轴和所述从动轴时分别配合在所述主动安装孔和所述从动安装孔内，且在非同步所述主动轴和所述从动轴时整体设置在所述主动安装孔或所述从动安装孔内。

进一步地，所述主动安装孔的深度大于等于所述同步件的长度，所述从动安装孔的深度为所述主动安装孔的一半；或所述从动安装孔的深度大于等于所述同步件的长度，所述主动安装孔的深度为所述从动安装孔的一半。

进一步地，所述控制装置包括：控制阀，所述控制阀设置在所述壳体上；主动油路，所述主动油路设置在所述壳体内且与所述控制阀相连；油腔，所述油腔设置在所述主动轴内且分别连通所述主动安装孔和所述主动油路；从动油路，所述从动油路设置在所述壳体上且与所述控制阀相连；从动油孔，所述从动油孔设置在所述从动轴上且分别连通所述从动油路和所述从动安装孔。

进一步地，所述主动安装孔和所述油腔之间连接有主动油孔，所述主动油孔和所述主动安装孔共同构造为阶梯孔状结构；所述从动油孔和所述从动安装孔共同构造为阶梯孔状结构。

进一步地，所述主动轴的外周壁设置有环形的主动油槽，所述主动油槽分别与所述油腔和所述主动油路相连通。

进一步地，所述主动油槽和所述主动油孔在所述主动轴的轴向上间隔开设置。

进一步地，所述从动轴的外周壁上设置有环形的从动油槽，所述从动油槽分别与所述从动油路和所述从动油孔相连通。

相对于现有技术，本发明所述的水泵具有以下优势：

根据本发明的水泵，通过设置主动轴、从动轴和同步件，主动轴可以选择性地同步从动轴，从而水泵可以选择性地控制叶轮工作，可以使得在发动机冷启动或者暖机时，叶轮可以停止工作，这样可以使得发动机快速升温，提高发动机的燃油经济性，进而可以改善发动机的能耗和排放，可以提高车辆的动力性和燃油经济性。

本发明的另一目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括所述的水泵。

所述车辆与上述水泵相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的水泵的爆炸图；

图2为图1所示的水泵的壳体的一个立体图；

图3为图1所示的水泵的壳体的另一个立体图；

图4为图1所示的水泵的主动轴的示意图；

图5为图1所示的水泵的主动轴的剖视图；

图6为图1所示的水泵的从动轴的示意图；

图7为图1所示的水泵的从动轴的剖视图。

附图标记说明：

水泵 100；

壳体 10；主动轴 20；主动安装孔 21；

从动轴 30；安装槽 31；从动安装孔 32；叶轮 40；同步件 50；

控制阀 61；主动油路 62；油腔 63；从动油路 64；从动油孔 65；

主动油孔 66；主动油槽 67；从动油槽 68；皮带轮 70。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明实施例的水泵100。该水泵100可以应用在车辆上。

根据本发明实施例的水泵100可以包括：壳体10、主动轴20、从动轴30、叶轮40、同步件50和控制装置。如图1所示，主动轴20设置在壳体10内，而且主动轴20从壳体10内向外伸出，从动轴30设置在壳体10内，而且从动轴30从壳体10内向外伸出，叶轮40连接在从动轴30伸出壳体10外的一端。其中，水泵100可以通过皮带带动以进行工作，可选地，如图1所示，水泵100还可以包括：皮带轮70，其中主动轴20的伸出端可以与皮带轮70相配合，当皮带轮70转动时，皮带轮70可以带动主动轴20同步转动。

如图1所示，同步件50设置在主动轴20和从动轴30之间，控制装置设置成控制同步件50选择性地同步主动轴20和从动轴30。可以理解的是，当控制装置控制同步件50同步主动轴20和从动轴30时，皮带轮70可以同时带动主动轴20和从动轴30转动，设置在从动轴30上的叶轮40可以在皮带轮70的带动下转动，从而可以为发动机中的冷却系统提供冷却水，可以较好地降低发动机的工作温度，可以使得发动机的工作温度保持在适宜区间，可以保证发动机具有良好工作状态，可以避免零部件承受高热负荷出现烧蚀、裂纹、寿命缩短等严重后果。

当控制装置控制同步件50停止同步主动轴20和从动轴30时，主动轴20和从动轴30断开，皮带轮70传递给主动轴20的动力无法传递给从动轴30，换言之，主动轴20相对从动轴30空转，叶轮40停止工作，此时，水泵100停止向冷却系统泵冷却水。此种状态的水泵100可以适用于发动机暖机或冷启动等工况状态，这样发动机可以快速升温达到所需的燃烧温度点，从而可以提高燃效、改善油耗和排放，以及可以减小发动机功率消耗，并提升相关零部件的可靠性，减少冷却水泄露。可选地，同步件50可以为销。

根据本发明实施例的水泵100，通过设置主动轴20、从动轴30和同步件50，主动轴20可以选择性地同步从动轴30，从而水泵100可以选择性地控制叶轮40工作，这样在发动机冷启动或者暖机时，叶轮40可以停止工作，从而可以使得发动机快速升温，可以提高发动机的燃油经济性，进而可以改善发动机的能耗和排放，可以提高车辆的动力性和燃油经济性。

根据本发明的一个优选实施例，主动轴20和从动轴30中的一个设置有安装槽31，而且主动轴20和从动轴30中的另一个的一部分伸入安装槽31内。其中，当主动轴20上设置有安装槽31时，从动轴30的一部分伸入安装槽31内。如图7所示，当从动轴30上设置有安装槽31时，主动轴20的一部分伸入安装槽31内。其中，如图7所示，安装槽31朝向一侧敞开，以使得主动轴20的一部分可以伸入安装槽31内。通过设置安装槽31，可以便于主动轴20和从动轴30之间的配合，可以提高主动轴20和从动轴30之间的组装效率，还可以至少一定程度上减小主动轴20和从动轴30之间的轴向长度，可以降低水泵100的轴向长度，可以使得水泵100结构紧凑。

可选地，结合图5和图7所示，安装槽31的内周壁上设置有从动安装孔32，主动轴20上设置有主动安装孔21，同步件50设置成适于在同步主动轴20和从动轴30时分别配合在主动安装孔21和从动安装孔32内，而且同步件50还设置成适于在非同步主动轴20和从动轴30时整体设置在主动安装孔21或者从动安装孔32内。如图5所示，主动安装孔21在主动轴20的径向方向上延伸，如图7所示，从动安装孔32在从动轴30的径向方向上延伸，当主动轴20的一部分伸入安装槽31内时，主动安装孔21和从动安装孔32在主动轴20的径向方向上相对，从而可以便于同步件50在主动安装孔21和从动安装孔32之间径向移动，以进行主动轴20和从动轴30之间的同步状态和非同步状态的切换，进而可以使得水泵100更加适应发动机的各种工况，可以提高发动机的能效，改善油耗。

其中，可选地，主动安装孔21的深度可以大于等于同步件50的长度，从动安装孔32的深度为主动安装孔21的一半。这样，当主动轴20和从动轴30处于非同步状态时，同步件50整体设置在主动安装孔21内，当主动轴20和从动轴30处于同步状态时，同步件50的一半可以在控制装置的作用下伸入从动安装孔32内，从而可以使得主动轴20和从动轴30同步状态可靠稳定，可以保证水泵100的工作可靠性。

另一种可选地，从动安装孔32的深度可以大于等于同步件50的长度，主动安装孔21的深度为从动安装孔32的一半。

根据本发明的一个优选实施例，如图1所示，同步件50可以为两个，两个同步件50在主动轴20的径向方向上相对设置，从而可以使得处于同步状态的主动轴20和从动轴30同步可靠稳定，可以保证水泵100的工作可靠性。

根据本发明的一个具体实施例，控制装置可以包括：控制阀61、主动油路62、油腔63、从动油路64和从动油孔65。结合图1和图3所示，控制阀61设置在壳体10上，壳体10上可以设置有用于安装控制阀61的孔。如图2所示，主动油路62设置在壳体10内，而且主动油路62与控制阀61相连，如图5所示，油腔63设置在主动轴20内，而且油腔63分别连通主动安装孔21和主动油路62。可以理解的是，控制阀61可以通过主动油路62向主动安装孔21内供油，随着油液的不断积累，油液可以将同步件50的一部分挤出主动安装孔21，从而同步件50可以分别配合在主动安装孔21和从动安装孔32内，而且油液可以保证同步件50在主动安装孔21和从动安装孔32内的可靠性，可以保证水泵100的工作可靠性。

如图2所示，从动油路64设置在壳体10上，而且从动油路64与控制阀61相连。如图7所示，从动油孔65设置在从动轴30上，而且从动油孔65分别连通从动油路64和从动安装孔32。这样，控制阀61可以通过从动油路64和从动油孔65向从动安装孔32内供油，随着油液的不断积累，油液可以将同步件50的一部分挤出从动安装孔32，直至同步件50整体配合在主动安装孔21内，从而可以使得主动轴20和从动轴30之间处于非同步状态，主动轴20相对从动轴30空转，叶轮40停止工作。而且，油液可以保证同步件50配合在主动安装孔21的可靠性。

可选地，如图5所示，主动安装孔21和油腔63之间连接有主动油孔66，主动油孔66和主动安装孔21共同构造为阶梯孔状结构。阶梯孔状结构可以有效防止同步件50移动到主动油孔66内，而且可以便于主动油孔66向主动安装孔21内供油。

可选地，如图7所示，从动油孔65和从动安装孔32可以共同构造为阶梯孔状结构。阶梯孔状结构可以有效防止同步件50移动到从动油孔65内，而且可以便于从动油孔65向从动安装孔32内供油。

根据本发明的一个具体实施例，如图4所示，主动轴20的外周壁可以设置有环形的主动油槽67，主动油槽67分别与油腔63和主动油路62相连通。通过设置主动油槽67，从主动油路62流出的油液，一部分可以储存在主动油槽67内，这样可以使得流向油腔63的油液充足且流速稳定，从而可以使得同步件50在切换状态时可靠且稳定，可以保证水泵100的工作可靠性。可选地，如图5所示，主动油槽67和主动油孔66在主动轴20的轴向上间隔开设置。由此，可以有效保证主动轴20的结构强度，而且可以使得主动轴20结构布置合理，可以便于主动油槽67内的油液流向油腔63，以及可以便于油腔63内的油液流向主动油孔66。

可选地，如图6所示，从动轴30的外周壁上设置有环形的从动油槽68，从动油槽68分别与从动油路64和从动油孔65相连通。通过设置从动油槽68，从从动油路64流出的油液，一部分可以储存在从动油槽68内，这样可以使得流向从动油孔65的油液充足且流速稳定，从而可以使得同步件50在切换状态时可靠且稳定，可以保证水泵100的工作可靠性。

根据本发明实施例的车辆，包括上述实施例的水泵100，由于上述实施例的水泵100具有主动轴20、从动轴30和同步件50，主动轴20可以选择性地同步从动轴30，水泵100可以选择性地控制叶轮40工作，这样在发动机冷启动或者暖机时，叶轮40可以停止工作，从而可以使得发动机快速升温，提高燃油经济性，进而可以改善发动机的能耗和排放，可以提高车辆的动力性和燃油经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水泵(100)，其特征在于，包括：

壳体(10)；

主动轴(20)，所述主动轴(20)设置在所述壳体(10)内且从所述壳体(10)内向外伸出；

从动轴(30)，所述从动轴(30)设置在所述壳体(10)内且从所述壳体(10)内向外伸出；

叶轮(40)，所述叶轮(40)连接在所述从动轴(30)伸出所述壳体(10)外的一端；

同步件(50)，所述同步件(50)设置在所述主动轴(20)和所述从动轴(30)之间；

控制装置，所述控制装置设置成控制所述同步件(50)选择性地同步所述主动轴(20)和所述从动轴(30)；

所述主动轴(20)和所述从动轴(30)中的一个设置有安装槽(31)且另一个的一部分伸入所述安装槽(31)内；

所述从动轴(30)上设置有所述安装槽(31)，所述安装槽(31)的内周壁上设置有从动安装孔(32)，所述主动轴(20)上设置有主动安装孔(21)，所述同步件(50)设置成适于在同步所述主动轴(20)和所述从动轴(30)时分别配合在所述主动安装孔(21)和所述从动安装孔(32)内，且在非同步所述主动轴(20)和所述从动轴(30)时整体设置在所述主动安装孔(21)或所述从动安装孔(32)内，所述同步件(50)可在所述主动安装孔(21)和所述从动安装孔(32)之间径向移动。

2.根据权利要求1所述的水泵(100)，其特征在于，所述主动安装孔(21)的深度大于等于所述同步件(50)的长度，所述从动安装孔(32)的深度为所述主动安装孔(21)的一半；或

所述从动安装孔(32)的深度大于等于所述同步件(50)的长度，所述主动安装孔(21)的深度为所述从动安装孔(32)的一半。

3.根据权利要求1所述的水泵(100)，其特征在于，所述控制装置包括：

控制阀(61)，所述控制阀(61)设置在所述壳体(10)上；

主动油路(62)，所述主动油路(62)设置在所述壳体(10)内且与所述控制阀(61)相连；

油腔(63)，所述油腔(63)设置在所述主动轴(20)内且分别连通所述主动安装孔(21)和所述主动油路(62)；

从动油路(64)，所述从动油路(64)设置在所述壳体(10)上且与所述控制阀(61)相连；

从动油孔(65)，所述从动油孔(65)设置在所述从动轴(30)上且分别连通所述从动油路(64)和所述从动安装孔(32)。

4.根据权利要求3所述的水泵(100)，其特征在于，所述主动安装孔(21)和所述油腔(63)之间连接有主动油孔(66)，所述主动油孔(66)和所述主动安装孔(21)共同构造为阶梯孔状结构；

所述从动油孔(65)和所述从动安装孔(32)共同构造为阶梯孔状结构。

5.根据权利要求4所述的水泵(100)，其特征在于，所述主动轴(20)的外周壁设置有环形的主动油槽(67)，所述主动油槽(67)分别与所述油腔(63)和所述主动油路(62)相连通。

6.根据权利要求5所述的水泵(100)，其特征在于，所述主动油槽(67)和所述主动油孔(66)在所述主动轴(20)的轴向上间隔开设置。

7.根据权利要求3所述的水泵(100)，其特征在于，所述从动轴(30)的外周壁上设置有环形的从动油槽(68)，所述从动油槽(68)分别与所述从动油路(64)和所述从动油孔(65)相连通。

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(100)。

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