CN108661921B - 一种汽车水泵结构及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车水泵结构及其生产工艺，包括泵体外壳，泵体外壳内部从左到右依次设有电机室、转轴槽和叶轮室，叶轮室的顶端和底端分别连接有出水管槽和进水管槽，电机室、转轴槽、叶轮室内分别插设有电机、转轴、叶轮盘，转轴槽右端通过有轴封槽安装有轴封装置，进水管槽一侧通过安装槽安装有测温控水阀，轴封装置不仅加强了电机的密封防水性能，且能避免水资源的浪费，维修安装门方便了电机、马达等电动装置的安装、维修或更换，测温控水阀根据汽车驱动装置的温度来控制汽车水泵泵水的流量大小，从而使汽车驱动装置能始终保持较好的工作状态，节约了水资源和能源，利用失蜡法制造泵体外壳，降低了水泵的生产难度和成本。

Description

一种汽车水泵结构及其生产工艺

技术领域

本发明涉及汽车水泵领域，具体为一种汽车水泵结构及其生产工艺。

背景技术

汽车水泵的作用是对冷却液加压,保证其在冷却系中循环流动，通俗点讲是让水不断循环经过散热器发动机缸体各件。带走热量。。保证发动机不高温。

汽车水泵是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，构成一个大的水循环系统，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。

汽车水泵的组成由水泵壳体、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。

但是，现有的汽车水泵存在以下缺陷：

(1)水泵密封全靠密封环，密封性能不好，水极易从轴孔进入电机从而影响电机寿命，且电机固定在水泵外壳内，安装和维修极为不便；

(2)汽车水泵在任何时候冷水流出的速度都相同，在汽车驱动装置发热较严重时，冷水供应不足，散热不足，使汽车驱动装置寿命下降，在汽车驱动装置发热较小时，冷水供应过快又会造成能源和冷水资源的浪费；

(3)传统的汽车水泵生产工艺是利用模具直接浇注生产水泵外壳，但金属溶液温度较高，对模具的耐高温能力要求较高，且浇注件成型后脱模困难，加大了汽车水泵的生产难度。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种汽车水泵结构及其生产工艺，轴封装置不仅加强了电机的密封防水性能，且能避免水资源的浪费，维修安装门方便了电机、马达等电动装置的安装、维修或更换，测温控水阀能根据汽车驱动装置的温度来控制汽车水泵泵水的流量大小，从而使汽车驱动装置能始终保持较好的工作状态和较长的使用寿命，节约了水资源和能源，泵体外壳采用失蜡法制造而成，降低了水泵的生产难度和生产成本，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽车水泵结构及其生产工艺，包括泵体外壳，所述泵体外壳内部从左到右依次设有电机室、转轴槽和叶轮室，所述叶轮室的顶端和底端分别连接有出水管槽和进水管槽；

所述电机室内固定有电机，所述电机右端通过电机轴连接有转轴，所述转轴穿过转轴槽插入叶轮室内连接有叶轮盘，所述叶轮盘的右端面上均匀安装有若干水泵转叶；

所述转轴槽右端连接有轴封槽，所述转轴中部安装有位于轴封槽内的轴封装置，所述进水管槽一侧设有安装槽，所述安装槽内安装有测温控水阀。

进一步地，所述电机室内壁上固定有若干加强筋，所述电机室和安装槽的一侧均安装有维修安装门，所述维修安装门的一端连接有第一锁扣，所述泵体外壳上安装有与第一锁扣相匹配的第二锁扣。

进一步地，所述转轴槽内安装有密封防水环，所述密封防水环右端设有挡水环，所述挡水环的左侧与叶轮室的左侧内壁面密封连接在一起，所述轴封槽的右端与叶轮室连接在一起。

进一步地，所述轴封装置包括固定在转轴中部上的旋转轮，所述旋转轮在轴封槽内自由旋转，所述旋转轮外侧上安装有若干水滴导叶。

进一步地，所述轴封槽的底侧连接有渗水回流通孔，所述渗水回流通孔连接有安装在泵体外壳外侧的回流管。

进一步地，所述安装槽的左侧连接有矩形滑块槽，所述测温控水阀包括固定在安装槽内部的马达，所述马达左侧通过马达轴连接有丝杆，所述矩形滑块槽与进水管槽连通且矩形滑块槽内插设有滑块，所述滑块顶端连接有进水挡板，所述滑块内部固定有与丝杆相匹配的丝杆螺母，所述丝杆螺母套设在丝杆的外侧。

进一步地，所述马达连接有单片机，所述单片机连接有温度测量计。

另外，本发明还设计了一种汽车水泵生产工艺，包括如下步骤：

S100、利用失蜡法铸造泵体外壳，泵体外壳成型后打磨抛光；

S200、向水泵叶轮模具内浇注金属溶液，制作水泵叶轮，水泵叶轮制造好后打磨并抛光；

S300、将电机、水泵叶轮、轴封槽和测温控水阀安装到泵体外壳内部的指定位置，即安装水泵外壳内部零件；

进一步地，失蜡法铸造泵体外壳的方法如下：

S101、先利用3D打印机或注塑机生产与泵体外壳形状大小一致的蜡模具，然后将其放入砂箱内，然后向砂箱内放满混合砂并填满蜡模具内部空间，利用压实机将混合砂压紧，并在混合砂顶部留出浇注孔；

S102、将泵体外壳材料的合金熔融液从浇注孔内倒入砂箱内，合金溶液的高温将蜡蒸发并填充蜡模具在砂箱内占用的空间，这时等待泵体外壳冷却定型；

S103、震碎砂箱内的混合砂，使泵体外壳脱离，然后清洗泵体外壳。

进一步地，安装泵体外壳内部零件的步骤如下：

S301、先将密封防水环插到转轴槽内，将转轴插入转轴槽内，然后将轴封装置和叶轮安装分别在转轴的中部和右端，打开维修安装门将电机放入电机室内，然后通过连接轴器将电机轴与转轴固定连接在一起，然后将挡水环固定到轴封槽的右端，使挡水环挡住叶轮室内的水。

S302、先将滑块插入矩形滑块槽内，然后将马达轴与丝杆固定连接在一起，将马达固定在安装槽内，将丝杆的左端旋进滑块内的丝杆螺母内，关闭好两个维修安装门。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的轴封装置能将渗漏进轴孔内的水从渗水回流通孔排到冷水箱内，从而不仅加强了电机的密封防水性能，且能避免水资源的浪费；

(2)本发明的电机和马达侧面都设有维修安装门，方便了电机、马达等电动装置的安装、维修或更换；

(3)本发明的测温控水阀能根据汽车驱动装置的温度来控制汽车水泵泵水的流量大小，从而使汽车驱动装置能始终保持较好的工作状态和较长的使用寿命，在汽车驱动装置发热较少的时候，测温控水阀减少冷水管内的冷水流量，从而节约了水资源和能源；

(4)本发明的泵体外壳采用失蜡法制造而成，对模具要求较低，且脱模较轻松，降低了水泵的生产难度和生产成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的叶轮盘右视结构示意图。

图中标号：

1-泵体外壳；2-电机；3-转轴；4-叶轮盘；5-水泵转叶；6-轴封装置；7-测温控水阀；8-加强筋；9-回流管；

11-电机室；12-转轴槽；13-叶轮室；14-出水管槽；15-进水管槽；16-轴封槽；17-安装槽；18-渗水回流通孔；19-矩形滑块槽；

21-密封防水环；22-挡水环；23-维修安装门；24-第一锁扣；25-第二锁扣；

61-旋转轮；62-水滴导叶；

71-马达；72-丝杆；73-滑块；74-进水挡板；75-丝杆螺母；76-单片机；77-温度测量计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种汽车水泵结构及其生产工艺，包括泵体外壳1，所述泵体外壳1内部从左到右依次设有电机室11、转轴槽12和叶轮室13，所述叶轮室13的顶端和底端分别连接有出水管槽14和进水管槽15。为便叶轮盘4的安装，进水管槽14或出水管槽15的管径比叶轮盘4的直径大，这样叶轮就能直接从管槽内插入叶轮室13内。

所述电机室11内固定有电机2，所述电机室11内壁上固定有若干加强筋8，加强筋8采用铜铝复合材料制成，所以加强筋8不仅具有提高电机室11内壁强度使泵体外壳1不易开裂的作用，而且加强筋8还能起到对电机12的热量进行传导和加快散热的作用。

所述电机室11和安装槽17的一侧均安装有维修安装门23，所述维修安装门23的一端连接有第一锁扣24，所述泵体外壳1上安装有与第一锁扣24相匹配的第二锁扣25，维修、更换或在第一次安装电机2或马达71的时候只需打开维修安装门23即可安装，方便了水泵内电机的安装和维修。

所述电机2右端通过电机轴连接有转轴3，所述转轴3穿过转轴槽12插入叶轮室13内连接有叶轮盘4，所述叶轮盘4的右端面上均匀安装有若干水泵转叶5，叶轮盘4和水泵转叶5共同组成水泵的叶轮，叶轮在电机2的驱动下旋转的时候，产生离心力从而将水箱内的水从进水管槽14吸进叶轮室13，然后在叶轮的离心力作用下，叶轮室13内的水从出水管槽15甩出，冷水进入冷却管道，对汽车上的发热部件如汽车发动机、齿轮箱等驱动部件进行散热，从而使汽车保持良好的行驶状态。

所述转轴槽12右端连接有轴封槽16，所述转轴3中部安装有位于轴封槽16内的轴封装置6，所述转轴槽12内安装有密封防水环21，密封防水环21套设在转轴3的外侧，转轴3能在密封防水环21内自由旋转，所述密封防水环21右端设有挡水环22，所述挡水环22的左侧与叶轮室13的左侧内壁面密封连接在一起，所述轴封槽16的右端与叶轮室13连接在一起。即挡水环22能将轴封槽16的右端面挡住从而使轴封槽16内部不会渗入大量的水，从而减轻了轴封装置6的工作压力。

需补充说明的是，为使轴封槽16的左端面不漏水，在轴封槽16的左端面上也固定有挡水环22，这个挡水环22与密封防水环21密封连接在一起，两个挡水环22的外径大小不同，在两个挡水环22和一个密封防水环21的密封防水作用下，使转轴槽16和轴封槽16内均不易进水，从而提高了电机室13内部的密封性，电机2使用寿命更长。

所述轴封装置6包括固定在转轴3中部上的旋转轮61，所述旋转轮61在轴封槽16自由旋转，所述旋转轮61外侧上安装有若干水滴导叶62。所述轴封槽16的底侧连接有渗水回流通孔18，所述渗水回流通孔18连接有安装在泵体外壳1外侧的回流管9。

需补充说明的是，本发明的汽车水泵为自吸式水泵，即水泵不安装在水箱内部而是安装在水箱外侧的顶端，通过吸水管插进水箱的内部吸水，吸水管的顶端与进水管槽14相连接，自吸式水泵安装在水箱外侧可有效防止水从维修安装门23的缝隙内或者渗水回流通孔18进入电机室11而影响电机2和马达71，防水效果更好。

轴封装置6的对电机2的防渗水原理如下：

电机2启动的时候，转轴3带着水泵叶轮旋转，叶轮室13内时刻具有冷水流动，在一部分水渗漏进轴封槽16内部的时候，旋转轮61跟随转轴3旋转，旋转轮61带动帮水滴导叶62旋转从而将渗水引导到渗水回流通孔18内，然后渗水从回流管9流回水箱内，完成了水的渗水的导流，从而使水不会从轴孔进入电机室13内部对电机2造成影响，且使渗水自动流回水箱，减少了冷却水的损耗。

所述进水管槽14一侧设有安装槽17，所述安装槽17的左侧连接有矩形滑块槽19，所述安装槽17内安装有测温控水阀7。所述测温控水阀7包括固定在安装槽17内部的马达71，所述马达71左侧通过马达轴连接有丝杆72，所述矩形滑块槽19与进水管槽15连通且矩形滑块槽19内插设有滑块73，所述滑块73顶端连接有进水挡板74。为使进水挡板74的滑动更加顺利，在矩形滑块槽19的顶端设有专门供进水挡板74滑动的横板槽。

所述滑块73内部固定有与丝杆72相匹配的丝杆螺母75，所述丝杆螺母75套设在丝杆72的外侧。滑块73与矩形滑块槽19的形状一致，滑块73能在矩形滑块槽19内部左右滑动，所以在丝杆72转动的时候，丝杆螺母75只能左右位移而不能转动，因此丝杆72旋转能带着丝杆螺母75和滑块73左右位移，丝杆72的左端伸进进水管槽14内部，未避免滑块73脱离矩形滑块槽19，滑块73的长度比进水管槽14的内径大。

所述马达71连接有单片机76，所述单片机76连接有温度测量计77，单片机76是控制马达71开启、关闭、正转和反转的控制装置，温度测量计77贴在汽车需冷却装置的表面上，能随时监测汽车驱动装置的温度，为防止进水，在马达71的左端设有轴封密封套，能防止水从马达轴进入马达，也能防止水进入安装槽17内对电路元件造成影响。

测温控水阀7的工作原理如下：

水泵工作过程中，温度测量计77不断地检测汽车上发动机上的热量，然后温度测量计77将检测数据经转化后发送给单片机76，单片机76根据接收到的信号与其内部的标准数值进行比较控制马达71做出相应的动作，分以下两种情况：

(1)若温度测量计77的测量温度较高，这时单片机76控制马达71启动，丝杆72旋转使滑块73带着进水挡板74向右位移，这时进水管槽15的开口变大，进水量变大，因此水泵泵出的水量更大，冷却水管内的冷却水流量大，冷却效果好；

(2)若温度计77测量温度较低，这时单片机76控制马达启动丝杆72旋转使滑块73带着进水挡板74向左位移，进水挡板74挡住部分进水管槽15的进水截面，从而使进水流量减小，使冷却水管内的水流量变小，节约了能源和冷水资源。

一种汽车水泵生产工艺，包括如下步骤：

S100、利用失蜡法铸造泵体外壳，泵体外壳成型后打磨抛光；

S200、向水泵叶轮模具内浇注金属溶液，制作水泵叶轮，水泵叶轮制造好后打磨并抛光；

S300、将电机、水泵叶轮、轴封槽和测温控水阀安装到泵体外壳内部的指定位置；

失蜡法铸造泵体外壳的方法如下：

S101、先利用3D打印机或注塑机生产与泵体外壳形状大小一致的蜡模具，然后将其放入砂箱内，然后向砂箱内放满混合砂并填满蜡模具内部空间，利用压实机将混合砂压紧，并在混合砂顶部留出浇注孔；

S102、将泵体外壳材料的合金熔融液从浇注孔内倒入砂箱内，合金溶液的高温将蜡蒸发并填充蜡模具在砂箱内占用的空间，这时等待泵体外壳冷却定型；

S103、震碎砂箱内的混合砂，使泵体外壳脱离，然后清洗泵体外壳。

优选的是，通过失蜡法制造泵体外壳，泵体外壳被污染概率小，泵体外壳成型后脱模更轻松，降低了水泵的生产难度。

安装泵体外壳内部零件的步骤如下：

S301、先将密封防水环插到转轴槽内，将转轴插入转轴槽内，然后将轴封装置和叶轮安装分别在转轴的中部和右端，打开维修安装门将电机放入电机室内，然后通过连接轴器将电机轴与转轴固定连接在一起，然后将挡水环固定到轴封槽的右端，使挡水环挡住叶轮室内的水。

S302、先将滑块插入矩形滑块槽内，然后将马达轴与丝杆固定连接在一起，将马达固定在安装槽内，将丝杆的左端旋进滑块内的丝杆螺母内，关闭好两个维修安装门。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种汽车水泵结构，包括泵体外壳(1)，其特征在于：所述泵体外壳(1)内部从左到右依次设有电机室(11)、转轴槽(12)和叶轮室(13)，所述叶轮室(13)的顶端和底端分别连接有出水管槽(14)和进水管槽(15)；

所述电机室(11)内固定有电机(2)，所述电机(2)右端通过电机轴连接有转轴(3)，所述转轴(3)穿过转轴槽(12)插入叶轮室(13)内连接有叶轮盘(4)，所述叶轮盘(4)的右端面上均匀安装有若干水泵转叶(5)；

所述转轴槽(12)右端连接有轴封槽(16)，所述转轴(3)中部安装有位于轴封槽(16)内的轴封装置(6)，所述进水管槽(14)一侧设有安装槽(17)，所述安装槽(17)内安装有测温控水阀(7)；

所述安装槽(17)的左侧连接有矩形滑块槽(19)，所述测温控水阀(7)包括固定在安装槽(17)内部的马达(71)，所述马达(71)左侧通过马达轴连接有丝杆(72)，所述矩形滑块槽(19)与进水管槽(15)连通且矩形滑块槽(19)内插设有滑块(73)，所述滑块(73)顶端连接有进水挡板(74)，所述滑块(73)内部固定有与丝杆(72)相匹配的丝杆螺母(75)，所述丝杆螺母(75)套设在丝杆(72)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种汽车水泵结构，其特征在于：所述电机室(11)内壁上固定有若干加强筋(8)，所述电机室(11)和安装槽(17)的一侧均安装有维修安装门(23)，所述维修安装门(23)的一端连接有第一锁扣(24)，所述泵体外壳(1)上安装有与第一锁扣(24)相匹配的第二锁扣(25)。

3.根据权利要求1所述的一种汽车水泵结构，其特征在于：所述转轴槽(12)内安装有密封防水环(21)，所述密封防水环(21)右端设有挡水环(22)，所述挡水环(22)的左侧与叶轮室(13)的左侧内壁面密封连接在一起，所述轴封槽(16)的右端与叶轮室(13)连接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种汽车水泵结构，其特征在于：所述轴封装置(6)包括固定在转轴(3)中部上的旋转轮(61)，所述旋转轮(61)在轴封槽内(16)自由旋转，所述旋转轮(61)外侧上安装有若干水滴导叶(62)。

5.根据权利要求1所述的一种汽车水泵结构，其特征在于：所述轴封槽(16)的底侧连接有渗水回流通孔(18)，所述渗水回流通孔(18)连接有安装在泵体外壳(1)外侧的回流管(9)。

6.根据权利要求1所述的一种汽车水泵结构，其特征在于：所述马达(71)连接有单片机(76)，所述单片机(76)连接有温度测量计(77)。

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