CN109869321A - 一种空心杯转子水泵及新能源汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空心杯转子水泵及新能源汽车，空心杯转子水泵包括泵壳、水泵叶轮、机械密封和电机，前端盖包括顶板、外套筒和内套筒，靠近顶板边缘位置往下凸出有外套筒，内套筒的两端分别安装第一轴承和第二轴承，机械密封套装在转轴上，机械密封的一端顶在水泵叶轮的下方，机械密封的一端顶在台阶上，转轴的尾端凸出内套筒并与空心杯安装连接在一起，空心杯套在内套筒的外围，在空心杯外侧面上安装永磁体，外套筒的内侧壁安装定子组件，定子组件套在永磁体外围，定子组件、空心杯的外侧壁和永磁体位于第二空腔里面，外套筒的底部安装盖板，利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。
Description
技术领域：
本发明涉及一种空心杯转子水泵及新能源汽车。
背景技术：
汽车用的电子水泵为新能源汽车动力总成中冷却系统必不可少的核心部件。为提升整车集成度及系统功率密度，部件的小型、轻量化势在必行。而高度集成带来的后果是发热更为严重，中小水泵的整机效率普遍在50％以下，一大原因为温升过高。此时就需要新的电子水泵结构形式以改善上述问题。
发明内容：
本发明的第一目的是提供一种空心杯转子水泵，解决现有技术中在水泵高度集成、缩小体积的背景下水泵发热严重、整机效率偏低的技术问题。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
一种空心杯转子水泵，包括泵壳、水泵叶轮、机械密封和电机，其中电机包括转轴、空心杯、永磁体、前端盖、第一轴承、第二轴承、定子组件和盖板，其中泵壳包括位于顶部入水口、泵腔和排水口，入水口和排水口与泵腔连通，泵壳安装在前端盖的上方，前端盖包括顶板、外套筒和内套筒，靠近顶板边缘位置往下凸出有外套筒，在顶板中间位置设置中心孔，在顶板中间位置往下凸出有内套筒，内套筒的里面的第一空腔与中心孔连通，内套筒的两端设置的轴承座里面分别安装第一轴承和第二轴承，转轴支撑安装在第一轴承和第二轴承上，转轴的前端穿过中心孔伸入到泵腔里面与水泵叶轮连接，机械密封套装在转轴上，机械密封的一端顶在水泵叶轮的下方，机械密封的一端伸入到中心孔顶在中心孔的台阶上，外套筒与内套筒之间形成第二空腔，转轴的尾端凸出内套筒并与空心杯安装连接在一起，空心杯套在内套筒的外围，在空心杯外侧面上安装永磁体，在外套筒的内侧壁安装定子组件，定子组件套在永磁体外围，定子组件、空心杯的外侧壁和永磁体位于第二空腔里面，在外套筒的底部安装盖板。
上述的永磁体是磁环，空心杯是金属材料制造。
上述所述的空心杯是通过铆压螺母铆接在转轴的尾端。
上述所述的泵壳的底部外侧与前端盖相接处凸出上法兰，前端盖的顶部外侧凸出下法兰，通过若干第一螺钉将上法兰和下法兰安装连接起来。
上述所述的机械密封包括密封主体部、弹簧和托盘，密封主体部、弹簧和托盘都套在转轴上，托盘顶部抵在水泵叶轮下方，密封主体部与托盘之间安装弹簧，密封主体部的下方伸入到中心孔并顶在中心孔的台阶上。
上述的密封主体部与第一轴承之间安装锥形垫圈。
上述的铆压螺母的顶部顶在第二轴承的下方。
上述的外套筒上设置有止口台阶，盖板安装在止口台阶上，内套筒位于盖板上方且与盖板相隔一段距离。
上述的上法兰或下法兰的接合面上设置环形凹槽，在环形凹槽里面安装密封圈。
一种新能源汽车，包括车架主体、驱动电机及冷却系统，所述的冷却系统包括水泵，其特征在于：所述的水泵采用上述所述的空心杯转子水泵。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明的空心杯转子水泵借助空心杯转子形式，大幅缩减了水泵电机的轴向尺寸；通过将泵壳与前端盖一体化，集成度高，体积小，利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。
2)本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是本发明的分解图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是本发明删去泵壳后的分解图；
图6是图3的C部分的局部放大图；
图7是图6的D部分的局部放大图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1至图7所示，本实施例提供一种空心杯转子水泵，包括泵壳1、水泵叶轮2、机械密封3和电机100，其中电机100包括转轴4、空心杯5、永磁体6、前端盖7、第一轴承81、第二轴承82、定子组件9和盖板10，其中泵壳1包括位于顶部入水口11、泵腔12和排水口13，入水口11和排水口13与泵腔12连通，泵壳1安装在前端盖7的上方，前端盖7包括顶板71、外套筒72和内套筒73，靠近顶板71边缘位置往下凸出有外套筒72，在顶板71中间位置设置中心孔710，在顶板71中间位置往下凸出有内套筒73，内套筒73的里面的第一空腔730与中心孔710连通，内套筒73的两端设置的轴承座里面分别安装第一轴承81和第二轴承82，转轴4支撑安装在第一轴承81和第二轴承82上，转轴4的前端穿过中心孔710伸入到泵腔12里面与水泵叶轮2连接，机械密封3套装在转轴4上，机械密封3的一端顶在水泵叶轮2的下方，机械密封3的一端伸入到中心孔710顶在中心孔710的台阶711上，外套筒72与内套筒73之间形成第二空腔720，转轴4的尾端凸出内套筒73并与空心杯5安装连接在一起，空心杯5套在内套筒73的外围，在空心杯5外侧面上安装永磁体6，在外套筒72的内侧壁安装定子组件9，定子组件9套在永磁体6外围，定子组件9、空心杯5的外侧壁51和永磁体6位于第二空腔720里面，在外套筒72的底部安装盖板10。本发明的空心杯转子水泵借助空心杯转子形式，大幅缩减了水泵电机的轴向尺寸；通过将泵壳1与前端盖7一体化，集成度高，体积小，利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。工作时，电机1000产生的热量通过外套筒72和内套筒73，外套筒72和内套筒73然后将热量传动顶板71，泵壳1的冷却水流经过顶板71时，顺速将热量带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。由于定子组件9贴紧在外套筒72，定子组件9快速将热量传递到外套筒72，其它溢出在空气的热量通过顶板71、外套筒72和内套筒73吸收带走。
上述所述的永磁体6是磁环，空心杯5是金属材料制造，空心杯5是通过铆压螺母51铆接在转轴4的尾端，结构简单，安装方便。
上述所述的泵壳1的底部外侧与前端盖7相接处凸出上法兰14，前端盖7的顶部外侧凸出下法兰74，通过若干第一螺钉将上法兰14和下法兰74安装连接起来，结构简单，安装方便。
上述的机械密封包括密封主体部31、弹簧32和托盘33，密封主体部31、弹簧32和托盘33都套在转轴4上，托盘33顶部抵在水泵叶轮2下方，密封主体部31与托盘32之间安装弹簧32，密封主体部31的下方伸入到中心孔710并顶在中心孔710的台阶711上，密封性好，结构简单。
上述所述的密封主体部31与第一轴承81之间安装锥形垫圈83，锥形垫圈83压紧第一轴承81，密封主体部31压紧锥形垫圈83，起到限位作用，防止轴向窜动。
上述的铆压螺母51的顶部顶在第二轴承82的下方，压铆螺母51与第二轴承82直接接触以起到限位作用，省去了轴用挡圈。
上述所述的外套筒72上设置有止口台阶721，盖板10安装在止口台阶721上，内套筒73位于盖板10上方且与盖板10相隔一段距离，结构简单，安装定位方便。
上述所述的上法兰14或下法兰74的接合面上设置环形凹槽141，在环形凹槽141里面安装密封圈142，进一步提供密封性。
实施例二：
一种新能源汽车，包括车架主体、驱动电机及冷却系统，所述的冷却系统包括水泵，其特征在于：所述的水泵采用上述所述实施例一的空心杯转子水泵。利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空心杯转子水泵，其特征在于：它包括泵壳(1)、水泵叶轮(2)、机械密封(3)和电机(100)，其中电机(100)包括转轴(4)、空心杯(5)、永磁体(6)、前端盖(7)、第一轴承(81)、第二轴承(82)、定子组件(9)和盖板(10)，其中泵壳(1)包括位于顶部入水口(11)、泵腔(12)和排水口(13)，入水口(11)和排水口(13)与泵腔(12)连通，泵壳(1)安装在前端盖(7)的上方，前端盖(7)包括顶板(71)、外套筒(72)和内套筒(73)，靠近顶板(71)边缘位置往下凸出有外套筒(72)，在顶板(71)中间位置设置中心孔(710)，在顶板(71)中间位置往下凸出有内套筒(73)，内套筒(73)的里面的第一空腔(730)与中心孔(710)连通，内套筒(73)的两端设置的轴承座里面分别安装第一轴承(81)和第二轴承(82)，转轴(4)支撑安装在第一轴承(81)和第二轴承(82)上，转轴(4)的前端穿过中心孔(710)伸入到泵腔(12)里面与水泵叶轮(2)连接，机械密封(3)套装在转轴(4)上，机械密封(3)的一端顶在水泵叶轮(2)的下方，机械密封(3)的一端伸入到中心孔(710)顶在中心孔(710)的台阶(711)上，外套筒(72)与内套筒(73)之间形成第二空腔(720)，转轴(4)的尾端凸出内套筒(73)并与空心杯(5)安装连接在一起，空心杯(5)套在内套筒(73)的外围，在空心杯(5)外侧面上安装永磁体(6)，在外套筒(72)的内侧壁安装定子组件(9)，定子组件(9)套在永磁体(6)外围，定子组件(9)、空心杯(5)的外侧壁(51)和永磁体(6)位于第二空腔(720)里面，在外套筒(72)的底部安装盖板(10)。
2.根据权利要求1所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：永磁体(6)是磁环，空心杯(5)是金属材料制造。
3.根据权利要求2所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：空心杯(5)是通过铆压螺母(51)铆接在转轴(4)的尾端。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：泵壳(1)的底部外侧与前端盖(7)相接处凸出上法兰(14)，前端盖(7)的顶部外侧凸出下法兰(74)，通过若干第一螺钉将上法兰(14)和下法兰(74)安装连接起来。
5.根据权利要求4所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：机械密封包括密封主体部(31)、弹簧(32)和托盘(33)，密封主体部(31)、弹簧(32)和托盘(33)都套在转轴(4)上，托盘(33)顶部抵在水泵叶轮(2)下方，密封主体部(31)与托盘(32)之间安装弹簧(32)，密封主体部(31)的下方伸入到中心孔(710)并顶在中心孔(710)的台阶(711)上。
6.根据权利要求5所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：密封主体部(31)与第一轴承(81)之间安装锥形垫圈(83)。
7.根据权利要求3所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：铆压螺母(51)的顶部顶在第二轴承(82)的下方。
8.根据权利要求4所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：外套筒(72)上设置有止口台阶(721)，盖板(10)安装在止口台阶(721)上，内套筒(73)位于盖板(10)上方且与盖板(10)相隔一段距离。
9.根据权利要求8所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：上法兰(14)或下法兰(74)的接合面上设置环形凹槽(141)，在环形凹槽(141)里面安装密封圈(142)。
10.一种新能源汽车，包括车架主体、驱动电机及冷却系统，所述的冷却系统包括水泵，其特征在于：所述的水泵采用权利要求1至9任意一项所述的空心杯转子水泵。
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