CN110475953A - 水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水泵，其包括：主体部，其包括具备使冷却水流入的流入口和排出的排出口的外壳、收容在上述外壳的内部并通过旋转使冷却水流入及排出的叶轮、结合在上述叶轮并通过接收外部驱动力来使上述叶轮发生旋转的旋转轴、配置在上述叶轮的上侧且以选择性地开闭上述排出口的方式进行运转的冷却水流量控制单元；液缸部，其形成在上述冷却水流量控制单元的上侧，上述液缸部的内部形成有收容对上述冷却水流量控制单元施加压力的冷却水的液压空间；活塞，其位于上述液压空间的内部，对存在于上述液压空间的内部的冷却水施加压力；驱动部，其结合于上述液缸部的侧面，使上述活塞进行前进或者后退；防止锁定部件，其位于与上述活塞的前表面或后表面对置的上述液缸部的内侧面，上述防止锁定部件由弹性材料构成。根据本发明的水泵，其具备防止锁定部件，从而能够从源头上防止活塞接触液缸的内侧壁而无法移动的情况。

Description

水泵

技术领域

本发明涉及一种水泵，更详细地，涉及一种如下的水泵，其对流入的冷却水施加压力，使冷却水在发动机内部发生循环，从而对发动机进行冷却。

背景技术

一般而言，水泵是指通过使冷却水在发动机内部强行发生循环来对车辆内部的电气部件进行冷却的泵。如汽车的发动机那样，通过利用燃料的爆发力来获得动力的组件在运转期间会产生高温的热量。如果无法适当地控制这些热量，则不仅是发动机本身而且相邻的其他组件也会受到负面影响。因此，冷却水不可避免地用于冷却如上所述的热量。

作为与这种水泵相关的技术，存在以下三种水泵：这些水泵分别为通过接收发动机动力的一部分来实现运转的机械式水泵、具备对置水泵叶轮传输的发动机动力进行选择性切断的离合器的离合式水泵以及具备用于控制冷却水的流量的单独的磁铁和位置传感器的可变式水泵(国际公开专利WO2016/012378AI)。

现有的机械式水泵始终由发动机动力而被驱动，因此，即使在不需要冷却发动机时(例如，当启动发动机时)，发动机也会被冷却，由此存在发动机效率及冷却效率降低的问题。

并且，现有的离合式水泵根据电磁铁的动作，而产生离合器与摩擦部的结合导致的摩擦及噪音。

进一步地，现有的可变式水泵使用用于控制流量的单独的配件，因此存在水泵的结构复杂、产品价格上升的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明为解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种改善的水泵，其结构简单，可防止内部配件之间的摩擦及噪音的同时，能够调节排出的冷却水的流量。

用于解决问题的方案

本发明提供一种水泵，该水泵包括：主体部，其包括具备使冷却水流入的流入口和排出的排出口的外壳、收容在上述外壳的内部并通过旋转使冷却水流入及排出的叶轮、结合在上述叶轮并通过接收外部驱动力来使上述叶轮发生旋转的旋转轴、配置在上述叶轮的上侧且以选择性地开闭上述排出口的方式进行运转的冷却水流量控制单元；液缸部，其形成在上述冷却水流量控制单元的上侧，上述液缸部的内部形成有收容对上述冷却水流量控制单元施加压力的冷却水的液压空间；活塞，其位于上述液压空间的内部，对存在于上述液压空间的内部的冷却水施加压力；驱动部，其结合于上述液缸部的侧面，使上述活塞进行前进或者后退；防止锁定部件，其位于与上述活塞的前表面或后表面对置的上述液缸部的内侧面，上述防止锁定部件由弹性材料构成。

其中，上述驱动部可以包括：直线轴，其与上述活塞结合，且使上述活塞在上述液压空间内进行移动；转子，其与形成在上述直线轴的外表面的螺纹相结合，通过旋转来前后移动上述直线轴；定子，其配置为包围上述转子，且使上述转子进行旋转；电机壳，其在内部收容上述直线轴、转子及定子。

上述定子是永久磁铁，上述转子可以由卷绕有线圈的槽形成并通过与上述定子的磁力作用来进行旋转。

相反，上述定子由卷绕有线圈的槽形成，上述转子可以是永久磁铁并通过与上述定子的磁力作用来进行旋转。

另一方面，上述冷却水流量控制单元可以包括：叶轮盖，其配置在上述叶轮的上侧，形成为与上述叶轮对置的端部开放的圆筒形状，以上述叶轮盖的侧面选择性地开闭上述排出口的方式进行运转；腔室盖，其配置在上述叶轮盖的上部，上述腔室盖的内部形成有与上述液压空间连通的加压空间，通过流入上述加压空间的冷却水来对上述叶轮盖施加压力；加压部件，其介于上述叶轮盖与腔室盖之间的加压空间而密封上述叶轮盖与腔室盖之间的间隙，并且将流入上述加压空间的冷却水所施加的压力传输至上述叶轮盖。

并且，上述冷却水流量控制单元还可以包括：弹性部件，其介于上述叶轮盖与叶轮之间，向加压空间侧对上述叶轮盖施加弹性复原力。

优选地，上述主体部还包括：止回阀，其一端与上述液缸部相连接，上述止回阀的另一端以与形成在上述叶轮盖的冷却水流动孔对置的方式收容在上述外壳的内部，上述止回阀在上述活塞向上述主体部侧方向移动时被封闭，由此防止冷却水从上述液缸部流入主体部。

优选地，上述止回阀包括：阀缸，其内部形成有使上述主体部与液缸部连通的流路；卡接端，其从上述阀缸的内侧面突出形成；密封球，其位于上述流路，被从上述液缸部流入主体部的冷却水卡接在卡接端，从而封闭上述流路。

发明效果

对于本发明的水泵而言，结构简单，可防止内部配件之间的摩擦及噪音的同时，能够调节排出的冷却水的流量。

并且，对于本发明的水泵而言，通过具备防止锁定部件，在使转子逆向旋转时，可以从源头上防止卡接于直线轴的锁定。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施例的水泵的排出口封闭的模样的剖视图。

图2是示出根据本发明一实施例的水泵的止回阀封闭的模样的剖视图。

图3是示出根据本发明一实施例的水泵的排出口开放的模样的剖视图。

图4是示出根据本发明一实施例的水泵的止回阀开放的模样的剖视图。

具体实施方式

虽然参照示出在附图中的实施例对本发明进行了说明，但是其仅仅是示例性的，本领域技术人员能够理解，由此可以进行各种变形及实施等同的其他实施例。因此，本发明实际的技术保护范围应当由所附的权利要求书的技术思想所确定。

如图1所示，根据本发明一实施例的水泵1000包括主体部1100、液缸部1200、活塞1300、驱动部1400及防止锁定部件1500。

并且，上述主体部1100包括外壳1110、叶轮1120、旋转轴1130及冷却水流量控制单元1140。

上述外壳1110具备使冷却水流入的流入口1110a及流入的冷却水排出的排出口1110b。上述外壳1110在内部收容上述叶轮1120、旋转轴1130及冷却水流量控制单元1140，并且上述外壳1110设置在车辆发动机的规定部位。

上述叶轮1120通过旋转使冷却水流入及排出。由于上述叶轮1120的技术是公知的，因此省略对其的详细说明。

上述旋转轴1130与上述叶轮1120相结合，并通过接收从外部传输的驱动力来使上述叶轮1120发生旋转。虽然上述旋转轴1130还可以从驱动电机(未图示)接收驱动力，也可以通过如滑轮(未图示)等的动力传输单元来接收车辆发动机的动力，但是并不限于此。

上述冷却水流量控制单元1140配置在上述叶轮1120的上侧，并且以选择性地开闭上述排出口1110b的方式进行运转。

更详细地，上述冷却水流量控制单元1140可以包括叶轮盖1141、腔室盖1142、加压部件1143及弹性部件1144。

上述叶轮盖1141配置在上述叶轮1120的上侧，并且形成为与上述叶轮1120对置的端部开放的圆筒形状。即上述叶轮盖1141形成为包围上述叶轮1120的外表面。

此时，上述叶轮盖1141以在上述外壳1110的内部升降的方式进行运转，从而上述叶轮盖1141的侧面选择性地开闭形成在上述外壳1110的排出口1110b，因此选择性地防止流入上述叶轮1120而发生压缩的冷却水通过上述排出口1110b排出。

上述腔室盖1142配置在上述叶轮盖1141的上部，在上述腔室盖1142与上述叶轮盖1141之间形成与后述的液压空间1200a连通的加压空间1142a。存在于上述液压空间1200a内部的冷却水流入加压空间1142a，流入上述加压空间1142a的冷却水对上述叶轮盖1141施加压力。

上述加压部件1143介于上述叶轮盖1141与腔室盖1142之间的加压空间1142a而密封上述叶轮盖1141与腔室盖1142之间的间隙。同时，上述加压部件1143将由流入上述加压空间1142a的冷却水而施加在上述加压部件1143的压力传输至上述叶轮盖1141。因此，上述叶轮盖1141可以向下侧进行移动。

上述弹性部件1144介于上述叶轮盖1141与叶轮1120之间，且向加压空间1142a侧对上述叶轮盖1141施加弹性复原力。因此，向下侧移动的叶轮盖1141可以向上侧返回。图1中，虽然上述弹性部件1144图示为线圈形态的弹簧，但是其仅仅是本发明一实施例，上述弹性部件1144可具有多种材料及形态。

上述液缸部1200形成在上述冷却水流量控制单元1140的上侧，并且上述液缸部1200的内部形成有收容对上述冷却水流量控制单元1140施加压力的冷却水的液压空间1200a。上述液缸部1200作为连接后述的驱动部1400和主体部1100的媒介，能够通过上述驱动部1400调节从主体部1100排出的冷却水的流量。

上述活塞1300位于上述液压空间1200a的内部，而对存在于上述液压空间1200a内部的冷却水施加压力。更详细地，通过以将旋转运动转换为直线运动的方式进行运转的驱动部1400，对收容在上述液压空间1200a内部的冷却水进行选择性加压，从而调节从上述主体部1100排出的冷却水的量。

上述驱动部1400结合于上述液缸部1200的侧面，使上述活塞1300在上述液压空间1200a的内部进行前进(向上述主体部1100方向移动)或者后退(向远离上述主体部1100的方向移动)。

更详细地，上述驱动部1400可以包括直线轴1410、转子1420、定子1430及电机壳1440。

上述直线轴1410与上述活塞1300相结合，并且使上述活塞1300在上述液压空间1200a内进行移动。上述转子1420与形成在上述直线轴1410的外表面的螺纹(未图示)相结合，并通过旋转来前后移动上述直线轴1410。

如上所述的前后移动与旋转时螺栓连接在固定的螺母而向前或向后移动的原理相同，当转子1420固定在适当的位置而发生旋转时，形成在上述转子1420的螺纹(未图示)与形成在上述直线轴1410的螺纹彼此咬合的同时，上述直线轴1410向前或向后移动。因此，直线轴1410与活塞1300一起在上述液压空间1200a内进行前后移动。

上述定子1430配置为包围上述转子1420，并且使上述转子1420发生旋转。其中，上述定子1430可以是永久磁铁，上述转子1420可以由卷绕有线圈的槽(Slot)形成。或者，上述定子1430可以由卷绕有线圈的槽形成，上述转子1420可以是永久磁铁。

在前一种情况下，当对转子1420施加电流时，转子1420显示出磁性，转子1420通过与作为永久磁铁的定子1430的磁力作用来进行旋转。在后一种情况下，当对定子1430施加电流时，定子1430显示出磁性，通过与作为永久磁铁的转子1420的磁作用来使转子1420发生旋转。但是，其仅仅是本发明一实施例，上述转子1420和定子1430的种类及结构能够以多种方式实施。

上述电机壳1440在内部收容上述直线轴1410、转子1420以及定子1430。虽然上述电机壳1440还可以在内部收容驱动电机所需的电刷(未图示)或整流器(未图示)等，但并不限于此。

上述防止锁定部件1500由弹性材料构成，其位于与上述活塞1300的前表面(面向上述主体部1100侧的表面)或者后表面(面向上述驱动部1400侧的表面)对置的上述液缸部1200的内侧面，从而对接触于上述防止锁定部件的上述活塞1300施加弹性排斥力。

更详细地，上述活塞1300的前表面或后表面与上述防止锁定部件1500接触的状态下，上述转子1420继续旋转而压缩上述防止锁定部件1500时，上述防止锁定部件1500将与此相应的弹性排斥力施加到上述活塞1300。

如果，根据本发明的一实施例的水泵1000不具备如上所述的防止锁定部件1500，即使活塞1300接触到液缸部1200的内侧壁而无法再移动的情况下，转子1420也依然继续旋转，从而使直线轴1410旋转至不可再旋转的临界点。

此时，使转子1420逆向旋转以反向移动活塞1300时，在直线轴1410上发生锁定(lock)，从而产生活塞1300无法移动的问题。

然而，当上述防止锁定部件1500设置在液缸部1200的内部的情况下，使上述转子1420逆向旋转时，通过从防止锁定部件1500施加在活塞1300的弹性排斥力，即使在小扭矩(Torque)的情况下，活塞1300也能容易地向反方向移动。

因此，通过在根据本发明一实施例的水泵1000设置防止锁定部件1500，可以从源头上防止转子1420与直线轴1410之间发生锁定(Lock)而活塞1300无法移动的情况。

另一方面，上述主体部1100还可以包括收容在上述外壳1110的内部的止回阀1150，上述止回阀的一端与上述液缸部1200相连接，上述止回阀的另一端与形成在上述叶轮盖1141的冷却水流动孔1141a对置。上述止回阀1150在上述活塞1300向上述主体部1100侧方向移动时被封闭，由此防止冷却水从上述液缸部1200流入主体部1100。

更详细地，如图2所示，上述止回阀1150可以包括阀缸1151、卡接端1152及密封球1153。

上述阀缸1150呈中空的圆柱形状，并且在内部形成有使上述主体部1100与液缸部1200连通的流路1151a。冷却水可以通过上述流路进行流动。

上述卡接端1152从上述阀缸1150的内侧面向内侧突出形成。突出的形状可以有多种，不限于图2中示出的形状。

上述密封球1153位于上述流路1151a，并且被从上述液缸部1200向主体部1100流动的冷却水卡接在卡接端1152，从而可以通过封闭上述流路1151a来防止冷却水流经上述流路1151a。虽然上述密封球1153呈球形状为宜，但是并不局限于此。

下面，根据本发明的一实施例，对控制从水泵1000排出的冷却水的流量的过程进行详细说明。

当发动机开始工作时，叶轮1120通过接收发动机的旋转力而进行工作，因此规定量的冷却水可以流入水泵1000的主体部1100内侧。在发动机进行工作的初始期间，为了快速预热(Warm-up)发动机，停止向发动机供应冷却水为宜。

如图1所示，用于测量发动机温度的温度传感器(未图示)输出规定的信号，从而向电机控制单元(未图示)传输该信号。此后，当电机控制单元基于该信号对驱动部1400施加电流时，转子1420通过旋转使活塞1300向加压空间1142a侧方向移动。

由活塞1300的移动而液压空间1200a内部的冷却水中的一部分流入止回阀1150内部。此时，如图2所示，由液压空间1200a内部的冷却水施加的压力而密封球1153卡接在卡接端1152。因此密封球1153封闭流路1151a，使得冷却水无法在流路1151a进行移动。

剩余的冷却水流入加压空间1142a，或者对已经存在于加压空间1142a的冷却水施加压力。此时，加压空间1142a内部的冷却水通过加压部件1143对叶轮盖1141施加压力，由此叶轮盖1141向下侧移动而封闭排出口1110b。

其中，根据温度传感器测量的发动机温度，电机控制单元可以调节叶轮盖1141封闭排出口1110b的程度。即当发动机温度高时，电机控制单元使活塞1300轻微移动或索性不移动活塞1300，此时，施加在冷却水的压力不大，由此叶轮盖1141向下侧轻微移动。因此叶轮盖1141仅封闭排出口1110b的一小部分，或者完全不封闭排出口1110b，使从水泵1000排出的冷却水的量最大化，从而可以顺畅地对发动机进行冷却。

相反，当发动机温度不高，或者发动机初始启动时，电机控制单元使活塞1300移动较多，此时，对冷却水施加的压力增大，由此叶轮盖1141向下侧移动较多。因此叶轮盖1141封闭大部分或整个排出口1110b，从而可以防止冷却水从水泵1000排出。

此后，当发动机通过发动机的连续的动作预热至一定程度时，需要再次开放已封闭的排出口1110b。

如图3所示，从温度传感器接收信号的电机控制单元通过控制驱动部1400来使活塞1300向远离主体部1100的方向移动。此时，液压空间1200a的空间变宽，加压空间1142a内部的冷却水中的一部分向液压空间1200a侧流入，因此，由加压空间1142a内部的冷却水施加在叶轮盖1141的压力会减小。

因此，弹性部件1144施加在叶轮盖1141的下部的弹性复原力比由加压空间1142a内部的冷却水施加在叶轮盖1141的上部的力大，随着叶轮盖1141向上侧移动，排出口1110b实现开放。

另一方面，虽然在液压空间1200a中填满有冷却水，但是由于冷却水通过结构要素之间的间隙泄漏，因此液压空间1200a的冷却水有可能会不足。此时，止回阀1150处于开放状态，从而可以向液压空间1200a内部供应冷却水。

如图4所示，随着通过冷却水流动孔1141a流动的冷却水对密封球1153的下部施加压力，密封球1153与卡接端1152隔开，由此流路1151a可以实现开放。因此可以将通过密封球1153的下部而流入流路1151a的冷却水补充至液压空间1200a。

Claims (8)

1.一种水泵，其特征在于，包括：

主体部，其包括具备使冷却水流入的流入口和排出的排出口的外壳、收容在所述外壳的内部并通过旋转使冷却水流入及排出的叶轮、结合在所述叶轮并通过接收外部驱动力来使所述叶轮发生旋转的旋转轴、配置在所述叶轮的上侧且以选择性地开闭所述排出口的方式进行运转的冷却水流量控制单元；

液缸部，其形成在所述冷却水流量控制单元的上侧，所述液缸部的内部形成有收容对所述冷却水流量控制单元施加压力的冷却水的液压空间；

活塞，其位于所述液压空间的内部，对存在于所述液压空间的内部的冷却水施加压力；

驱动部，其结合于所述液缸部的侧面，使所述活塞进行前进或者后退；

防止锁定部件，其位于与所述活塞的前表面或后表面对置的所述液缸部的内侧面，所述防止锁定部件由弹性材料构成。

2.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述驱动部包括：

直线轴，其与所述活塞结合，且使所述活塞在所述液压空间内进行移动；

转子，其与形成在所述直线轴的外表面的螺纹相结合，通过旋转来前后移动所述直线轴；

定子，其配置为包围所述转子，使所述转子进行旋转；

电机壳，其在内部收容所述直线轴、转子及定子。

3.根据权利要求2所述的水泵，其特征在于，

所述定子是永久磁铁，所述转子由卷绕有线圈的槽形成并通过与所述定子的磁力作用来进行旋转。

4.根据权利要求2所述的水泵，其特征在于，

所述定子由卷绕有线圈的槽形成，所述转子是永久磁铁并通过与所述定子的磁力作用来进行旋转。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的水泵，其特征在于，

所述冷却水流量控制单元包括：

叶轮盖，其配置在所述叶轮的上侧，形成为与所述叶轮对置的端部开放的圆筒形状，以所述叶轮盖的侧面选择性地开闭所述排出口的方式进行运转；

腔室盖，其配置在所述叶轮盖的上部，所述腔室盖的内部形成有与所述液压空间连通的加压空间，通过流入所述加压空间的冷却水来对所述叶轮盖施加压力；

加压部件，其介于所述叶轮盖与腔室盖之间的加压空间而密封所述叶轮盖与腔室盖之间的间隙，并且将流入所述加压空间的冷却水所施加的压力传输至所述叶轮盖。

6.根据权利要求5所述的水泵，其特征在于，

所述冷却水流量控制单元还包括：

弹性部件，其介于所述叶轮盖与叶轮之间，向加压空间侧对所述叶轮盖施加弹性复原力。

7.根据权利要求5所述的水泵，其特征在于，

所述主体部还包括：

止回阀，其一端与所述液缸部相连接，所述止回阀的另一端以与形成在所述叶轮盖的冷却水流动孔对置的方式收容在所述外壳的内部，所述止回阀在所述活塞向所述主体部侧方向移动时被封闭，由此防止冷却水从所述液缸部流入主体部。

8.根据权利要求7所述的水泵，其特征在于，

所述止回阀包括：

阀缸，其内部形成有使所述主体部与液缸部连通的流路；

卡接端，其从所述阀缸的内侧面突出形成；

密封球，其位于所述流路，被从所述液缸部流入主体部的冷却水卡接在卡接端，从而封闭所述流路。