CN107620628B - 可精调流量的汽车发动机水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可精调流量的汽车发动机水泵，包括泵体和设置在泵体内的转子，泵体的一侧固定设有泵盖，泵体内设有分隔凸台和转子，分隔凸台沿泵体的内壁周向设置，将泵体的内部隔成冷水循环腔和热水循环腔；转子包括内转轴和并排设置在内转轴上的冷水外轴、热水外轴，内转轴的内部设有通过与电子油泵连通的高压油腔，冷水外轴和热水外轴的外周面上均安装有可拆卸的叶片，冷水外轴和热水外轴之间设有绝热槽，分隔凸台伸入绝热槽内。本发明，可同时进行热水循环和冷水循环两路循环，实现缸体温度高、缸盖温度低的要求；结合了电子油泵和机械水泵的优点，可以通过高压油腔的压力来调节流量，暖机时间短。

Description

可精调流量的汽车发动机水泵

技术领域

本发明涉及发动机水泵，具体涉及可精调流量的汽车发动机水泵。

背景技术

在汽车发动机的缸体里，有多条供冷却水循环的水道，与置于汽车前部的散热器(俗称水箱)通过水管相连接，在发动机的上出水口，装有一个水泵，通过风扇皮带来带动，把发动机缸体水道内的热水泵出，把冷水泵入，构成一个大的水循环系统。在水泵的旁边还有一个节温器，汽车刚发动时(冷车)时，不打开，使冷却水不经过水箱，只在发动机内循环(俗称小循环)，待发动机的温度达到95摄氏度以上时再打开，发动机内的热水被泵入水箱，汽车前行时的冷风吹过水箱，带走热量。

汽车发动机广泛采用离心式水泵，其基本结构由水泵壳体、连接盘或皮带轮、水泵轴及轴承或轴连轴承、水泵叶轮和水封装置等零件构成，是汽车的主要组成部分。发动机通过皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水道或水管流出。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中，实现冷却液的往复循环。

离心式水泵的结构特点导致其具有以下缺陷：

(1)容积效率较低，而且流量的调节是通过水泵的转速来调节的，由于受到二次流及涡壳流道的影响，在大多数情况下，离心式水泵效率较低；

(2)现有的冷却系统只有一个循环水路，发动机缸体与缸盖的温度基本一致，不能满足缸体温度高、缸盖温度低的要求。

(3)发动机暖机时间过长，造成发动机启动过程中排放较为严重，浪费能源。

由此可见，目前的发动机水泵存在工作效率低、不能满足泵体泵盖温差要求、浪费能源的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前的发动机水泵存在工作效率低、不能满足泵体泵盖温差要求、浪费能源的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种可精调流量的汽车发动机水泵，包括泵体和设置在所述泵体内的转子，所述泵体的一侧固定设有泵盖，所述泵体内设有：

分隔凸台，沿所述泵体的内壁周向设置，将所述泵体的内部隔成冷水循环腔和热水循环腔；

转子，包括内转轴和并排设置在所述内转轴上的冷水外轴、热水外轴，所述内转轴的内部设有与电子油泵连通的高压油腔，所述冷水外轴的外端面与所述泵盖相接，所述冷水外轴和所述热水外轴的外周面上均安装有可拆卸的叶片，所述冷水外轴和所述热水外轴之间设有绝热槽，所述分隔凸台伸入所述绝热槽内。

在另一个优选的实施例中，所述泵体在对应所述冷水循环腔的侧壁上设有冷水进口和冷水出口，所述在对应所述热水循环腔的侧壁上设有热水进口和热水出口。

在另一个优选的实施例中，所述绝热槽内设有绝热肋板，所述绝热肋板的外径小于所述冷水外轴和所述热水外轴的外径，所述分隔凸台的内壁与所述绝热肋板活动接触，所述分隔凸台的两侧面分别与所述冷水外轴、热水外轴的相对面相接。

在另一个优选的实施例中，所述高压油腔为圆柱形，所述冷水外轴和所述热水外轴上均设有径向的滑槽，所述叶片滑动设置在所述滑槽内，所述高压油腔与所述滑槽相通。

在另一个优选的实施例中，所述热水出口处设有电加热丝。

在另一个优选的实施例中，所述叶片呈弧状，所述滑槽与所述叶片的弧度相同，所述叶片的外端面为与所述泵体的内壁适配的弧面。

在另一个优选的实施例中，所述泵体的外周面上固定设有凸耳，螺栓穿过所述泵盖、所述凸耳并固定。

在另一个优选的实施例中，所述冷水进口和所述热水进口沿所述内转轴的轴向设置，所述冷水出口和所述热水出口沿所述内转轴的轴向设置，且所述冷水进口和所述冷水出口之间形成钝角。

在另一个优选的实施例中，所述冷水外轴和所述热水外轴上，所述叶片的个数均为沿圆周均匀排布的四个。

在另一个优选的实施例中，所述冷水外轴和所述热水外轴的轴向长度比为4:3。

本发明可同时进行热水循环和冷水循环两路互不干扰的循环，使得泵体和泵盖的温度可根据需要调节，实现缸体温度高、缸盖温度低的要求；结合了电子油泵和机械水泵的优点，在转子的转速不变的基础上，还可以通过高压油腔的压力来调节流量，暖机时间短，可根据需要灵活调整，避免了能源浪费；在电子油泵失效的情况下，也依然可以单独利用机械水泵的功能实现对发动机的冷却。

附图说明

图1为本发明的泵体的结构示意图；

图2为本发明的转子的结构示意图；

图3为本发明的侧面剖视图；

图4为图3的A-A截面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。

如图1和图3所示，本发明提供的可精调流量的汽车发动机水泵，包括泵体10和设置在泵体10内的转子30，泵体10的一侧固定设有泵盖20，泵体10内设有分隔凸台11和转子30。分隔凸台11沿泵体10的内壁周向设置，将泵体10的内部隔成冷水循环腔21和热水循环腔22。

如图2和图4所示，转子30包括内转轴31和并排设置在内转轴31上的热水外轴33、冷水外轴32，内转轴31穿过泵盖20，内转轴31上设有与电子油泵连通的高压油腔35。冷水外轴32的外端面与泵盖20相接，热水外轴33和冷水外轴32的外周面上均安装有可拆卸的叶片40，热水外轴33和冷水外轴32之间设有绝热槽34，分隔凸台11伸入绝热槽34内。转子30通常直接通过皮带与汽车发动机的曲轴的输出端相连。

本发明，水泵被分为前后两个水腔：冷水循环腔21和热水循环腔22，转子30可以为高温冷却液循环与低温冷却液循环两路循环提供动力，由于绝热槽34和分隔凸台11的设置，两路循环相互独立互不干扰，冷水转轴和热水转轴之间设有绝热槽34，可有效减少在泵水过程中低温冷却液与高温冷却液的换热。在使用时，由于内转轴31内部有一高压油腔35，高压油通过电子油泵压入高压油腔35，高压油腔35内的压力可以通过电子油泵进行调节，具体为：转子30的转速一定时，如果希望增大此时水泵的流量，则可以提高高压油的压力，使水泵叶片40在转动过程中可以更快地和泵体10的内壁接触，进而泵水量增大，反之，如果希望减小泵水量，则可以通过减小高压油的压力来实现。在发动机稳定工作过程中，由于发动机转速一定，若使用离心式水泵，则此时的水泵流量恒定，无法对冷却液的水流量进行调节。

如图1所示，泵体10在对应冷水循环腔21的侧壁上设有冷水进口12和冷水出口14，在对应热水循环腔22的侧壁上设有热水进口13和热水出口15。这种分别设置进水口和出水口的结构，使得两路循环完全独立，不受外界环境的影响，并且便于根据需要进行单独对热水或冷水的进出比例进行调整。

如图3所示，绝热槽34内设有绝热肋板38，绝热肋板38的外径小于热水外轴33和冷水外轴32的外径，分隔凸台11的内壁与绝热肋板38活动接触，分隔凸台11的两侧面分别与热水外轴33、冷水外轴32的相对面相接。绝热肋板38既能避免冷水循环腔21和热水循环腔22之间的温度传递，又能将热水外轴33和冷水外轴32连接在一起，提高结构强度，同时，还可以通过与分隔凸台11的位置接触限定转子30的转动圆周平稳度。

高压油腔35为圆柱形，热水外轴33和冷水外轴32上均设有径向的滑槽37，叶片40滑动设置在滑槽37内，高压油腔35与滑槽37相通。高压油腔35能通过进入滑槽37来推动叶片40实现泵水流量的调整。

叶片40呈弧状，滑槽37与叶片40的弧度相同，叶片40的外端面为与泵体10的内壁适配的弧面。弧状的叶片40结构在发生滑动时，平稳性更强，也移动行程较大，对流量的调节效率更高。叶片40的外端为弧面，也能满足叶片40在滑动过程中始终与泵体10内壁保持接触状态，平稳性好。

热水出口14处设有电加热丝，暖机过程中，当冷却水温度低时，将会对冷却液进行辅助加热，帮助冷却液快速升温，可大大减少暖机时间。

如图3所示，热水外轴33和冷水外轴32之间设有绝热腔36，绝热腔36为环状，由热水外轴33、冷水外轴32和绝热肋板38封闭围成。绝热腔36的设置可避免冷水外轴32和热水外轴33通过实体进行热量传递，进一步减少热量的传递，并能减少转子30的自重。

如图4所示，泵体10的外周面上固定设有凸耳17，螺栓穿过泵盖20、凸耳17并固定，方便固定，结构稳定。

如图1所示，冷水进口13和热水进口12沿内转轴31的轴向设置，冷水出口15和热水出口14沿内转轴31的轴向设置，且冷水进口13和冷水出口15之间形成钝角。冷水进口13和冷水出口15不是相对设置，可以避免水流直线流出，可以增大水流与泵体10的冲击和接触面积，提高运作效率。

冷水外轴32和热水外轴33上，叶片40的个数均为沿圆周均匀排布的四个。叶片40为偶数个，且均匀设置，受到内部高压油腔35的油压后，使得内转轴31进行平稳对称的晃动。

冷水外轴32和热水外轴33的轴向长度比为4:3。由于冷水外轴32靠近泵盖20，泵盖20需要较低的温度，需要与热水循环腔22进行良好的热量阻隔，冷水外轴32的轴向长度更长，则冷水循环腔21的空间也更大，因此有效阻断热量的传递，使得泵盖20的温度满足要求。

本发明可同时进行热水循环和冷水循环两路互不干扰的循环，使得泵体和泵盖的温度可根据需要调节，实现缸体温度高、缸盖温度低的要求；结合了电子油泵和机械水泵的优点，在转子的转速不变的基础上，还可以通过高压油腔的压力来调节流量，暖机时间短，可根据需要灵活调整，避免了能源浪费；在电子油泵失效的情况下，也依然可以单独利用机械水泵的功能实现对发动机的冷却。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.可精调流量的汽车发动机水泵，包括泵体和设置在所述泵体内的转子，所述泵体的一侧固定设有泵盖，所述泵体内设有：

分隔凸台，沿所述泵体的内壁周向设置，将所述泵体的内部隔成冷水循环腔和热水循环腔；

转子，包括内转轴和并排设置在所述内转轴上的冷水外轴、热水外轴，所述冷水外轴和所述热水外轴之间设有绝热槽，所述分隔凸台伸入所述绝热槽内，其特征在于，所述内转轴的内部设有与电子油泵连通的高压油腔，所述冷水外轴的外端面与所述泵盖相接，所述冷水外轴和所述热水外轴的外周面上均安装有可拆卸的叶片，所述高压油腔为圆柱形，所述冷水外轴和所述热水外轴上均设有径向的滑槽，所述叶片滑动设置在所述滑槽内，所述高压油腔与所述滑槽相通。

2.如权利要求1所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述泵体在对应所述冷水循环腔的侧壁上设有冷水进口和冷水出口，所述在对应所述热水循环腔的侧壁上设有热水进口和热水出口。

3.如权利要求1所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述绝热槽内设有绝热肋板，所述绝热肋板的外径小于所述冷水外轴和所述热水外轴的外径，所述分隔凸台的内壁与所述绝热肋板活动接触，所述分隔凸台的两侧面分别与所述冷水外轴、热水外轴的相对面相接。

4.如权利要求2所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述热水出口处设有电加热丝。

5.如权利要求1所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述叶片呈弧状，所述滑槽与所述叶片的弧度相同，所述叶片的外端面为与所述泵体的内壁适配的弧面。

6.如权利要求1所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述泵体的外周面上固定设有凸耳，螺栓穿过所述泵盖、所述凸耳并固定。

7.如权利要求2所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述冷水进口和所述热水进口沿所述内转轴的轴向设置，所述冷水出口和所述热水出口沿所述内转轴的轴向设置，且所述冷水进口和所述冷水出口之间形成钝角。

8.如权利要求1所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述冷水外轴和所述热水外轴上，所述叶片的个数均为沿圆周均匀排布的四个。

9.如权利要求1所述的可精调流量的汽车发动机水泵，其特征在于，所述冷水外轴和所述热水外轴的轴向长度比为4:3。

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