CN111188775B - 一种具有高效散热和减振结构的电动水泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有高效散热和减振结构的电动水泵，包括后盖、后盖密封圈、水泵控制器、线圈接电端子、定子线圈护套、线圈、电机定子、电机壳体、内罩、水泵涡壳、水泵叶轮、电机转子轴、轴向止推轮、转子前轴承、转子前轴承减振圈、轴承座、电机转子、内罩小头密封圈、转子后轴承减振圈、转子后轴承、轴流式先导叶轮、呼吸器支架、透气膜、呼吸器密封圈以及弹性圆柱销。本发明采用多级减振结构将电动水泵的振动抑制到最小，并通过内部水冷系统、电机定子上改善线圈散热的结构以及呼吸系统呼出内腔热空气而吸入外部冷空气的呼吸冷却之间的配合，抑制了电动水泵的热负荷，大大增强了散热效率，提高电动水泵运转的高可靠性。

Description

一种具有高效散热和减振结构的电动水泵

技术领域

本发明涉及一种电动水泵，特别是应用于汽车冷却系统的一种具有高效散热和减振结构的电动水泵。

背景技术

随着电动汽车的发展，电动汽车的驱动电机和动力电池等动力构件都需要冷却系统的冷却来保证其工作性能和工作可靠性，电动汽车的冷却系统没有了传统燃油汽车的发动机驱动的机械式水泵，只能使用电力驱动的电动水泵，电机和驱动电机工作的电机控制器在工作过程中会产生发热的问题，转子磁涡流引起的过热会导致转子永磁体消磁，定子过热会导致线圈绝缘烧毁，控制器过热会导致控制器的器件烧坏。

现有的电动水泵采用的冷却方式是从水泵的高压水腔引少量的水到电动水泵内部，然后内部冷却水从水泵叶轮吸水口处流出，这样会造成一定的流量损失和扬程损失以及电能的损耗，由于存在流量损失和扬程损失以及电能的损耗而不能用大流量的水进行内部冷却，导致电动水泵内部的冷却效果不良，而现有的一些电动水泵甚至采用内部冷却水不流动的浸泡式冷却，内部热量不能很好地散出，冷却效果较差，电动水泵存在过热损坏的隐患。

此外，定子线圈在定子交变磁场力的作用下会产生振动，驱动电机运转的定子交变磁场会对电机转子产生扭振，水泵叶轮在泵水的过程中会产生扭振，水流在内部流动的紊流会产生紊流振动，轴流式水泵叶轮的泵水运转会产生振动，影响电动水泵的振动性能；此外，电动水泵从停止状态到工作状态以及从工作状态到停止状态的过程中，电动水泵内腔中的空气被加热和冷却而产生热胀冷缩效应，导致电动水泵内腔气压的变化，电动水泵内外存在压力差使电动水泵的结构件受到额外的应力，影响电动水泵的可靠性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有高效散热和减振结构的电动水泵，采用多级减振结构将电动水泵的振动抑制到最小，并通过内部水冷系统、电机定子上改善线圈散热的结构以及呼吸系统呼出内腔热空气而吸入外部冷空气的呼吸冷却之间的配合，抑制了电动水泵的热负荷，大大增强了散热效率，提高电动水泵运转的高可靠性。

本发明采用如下技术方案：一种具有高效散热和减振结构的电动水泵，包括电机壳体，电机壳体底部电动水泵机脚的螺栓安装孔内设置有机脚减震胶垫，水泵控制器安装在电机壳体后端的沉孔内，后盖安装在电机壳体后端的孔口处，后盖与电机壳体后端的孔口之间安装有后盖密封圈；后盖上设置有呼吸器的安装孔，后盖上的呼吸器安装孔的底部设置有通气道和连通后盖内外的通气孔，后盖上的呼吸器安装孔的一侧孔壁上设置有缺口，呼吸器支架上设置有透气窗，呼吸器支架端面外缘上设置有凸缘，透气膜固定在呼吸器支架底面上，呼吸器支架外圆与后盖呼吸器安装孔之间的呼吸器支架的外圆上设置有呼吸器密封圈，呼吸器支架与透气膜和呼吸器密封圈装在后盖上的呼吸器安装孔内，呼吸器支架的端面凸缘扣入后盖上的呼吸器安装孔的孔壁缺口内，呼吸器支架上的透气窗与后盖呼吸器安装孔底部的通气道对齐；电机定子安装在电机壳体的腔内，电机定子上设置有定子线圈护套，在定子线圈护套的空槽内设置有线圈，定子线圈护套上设置有若干线圈接电端子，线圈接电端子连到装在电机壳体后端沉孔内的水泵控制器上，与呼吸器在同一方位的那个线圈接电端子的头部抵靠在呼吸器支架的端面上；内罩穿过电机定子的轴心孔安装在电机壳体内腔里，内罩后端的小头与电机壳体后端的内腔凸台之间设置有内罩小头密封圈，内罩前端的大头与电机壳体的孔口之间设置有内罩大头密封圈，水泵涡壳通过螺栓紧固在电机壳体上，水泵涡壳与内罩的前端头部之间设置有水泵涡壳密封圈；内罩后端的小头内部设置有呈螺旋型的过流孔和轴承安装孔，转子后轴承安装在内罩后端的轴承安装孔内，内罩的内部孔壁上设置有若干过流槽，轴承座安装在内罩的前端孔口内，轴承座上设置有螺旋型过流孔；轴承座上设置有轴承安装孔，转子后轴承安装在轴承座上的轴承安装孔内，转子后轴承与内罩后端的轴承安装孔间设置有转子后轴承减振圈，转子前轴承安装在轴承座上的轴承安装孔内，转子前轴承与轴承座上的轴承安装孔之间设置有转子前轴承减振圈；转子前轴承的轴承孔内设置有贯通轴承前后端面的过流槽，轴承座的轴承安装孔的后端部位设置有一个与轴承座一体的保险挡圈；转子前轴承的轴承孔内设置有贯通轴承前后端面的过流槽，电机转子安装在内罩的孔腔内，电机转子的轴心设有贯通电机转子前后端面的轴心通孔，电机转子轴装在电机转子的轴心孔内，电机转子轴的后端从转子后轴承的轴承孔穿过；电机转子轴后端头部外圆上设置有轴流式先导叶轮，电机转子轴的前端从转子前轴承的轴承孔穿过，电机转子轴的前端头部外圆上设置有水泵叶轮，水泵叶轮的轴心搭子后端面与转子前轴承的前端面之间设置有轴向止推轮；轴向止推轮的后端面上设置有若干个靠轴心部份宽而靠外圆的部分逐渐收窄的甩水槽，轴向止推轮后端的甩水槽与转子前轴承的过流槽相连通，电机转子的外表上设置有包裹转子的包塑，电机转子的内部设置有若干个贯穿内部而连通电机转子前后端面的过流孔；电机转子的包塑外圆上设置有若干个螺旋槽，电机转子轴的轴心孔的前端孔壁上设置有前螺旋槽，电机转子轴的轴心孔的后端孔壁上设置有后螺旋槽，电机转子轴的靠近电机转子的前后端面的部位设有若干个连通电机转子轴轴心孔的径向通孔。

优选的，所述定子线圈护套的端面上设置有若干对夹线端子和若干个扣线搭子，定子线圈护套端面上的每个扣线搭子上都设置有扣线槽，定子线圈护套端面上的每对夹线端子之间的空隙构成夹线槽，定子线圈护套端面上的每对夹线端子都通过镶嵌在定子线圈护套内部的铜条连接到相应的线圈接电端子上，各个线圈之间的中间抽头呈非断头状态的连线抽头，线圈间的中间抽头绕线扣入到定子线圈护套端面上的扣线槽和夹线端子之间的夹线槽内。

优选的，所述内罩的前端孔口的孔壁上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆呈前端直径大而后端直径小的锥型结构，轴承座安装在内罩的前端孔口内，轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽对齐而围成销钉安装孔，弹性圆柱销安装在的轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽所围成的销钉安装孔内。

优选的，所述转子后轴承减振圈的外圆紧套在内罩后端的轴承安装孔内，转子后轴承减振圈的内孔紧箍在转子后轴承的外圆上，转子后轴承的端面法兰将转子后轴承减振圈挡在安装腔内，转子后轴承减振圈将转子后轴承与内罩后端的轴承安装孔之间隔开一道缝隙。

优选的，所述转子前轴承减振圈的外圆紧套在轴承座上的轴承安装孔内，转子前轴承减振圈的内孔紧箍在转子前轴承的外圆上，转子前轴承的端面上设置有法兰，转子前轴承减振圈的前端顶在转子前轴承的端面法兰的后端面上，转子前轴承减振圈的后端顶在轴承座的轴承安装孔的底面上，转子前轴承减振圈将转子前轴承与轴承座的轴承安装孔之间隔开一道缝隙。

优选的，所述内罩的前端孔口的孔壁上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆呈前端直径大而后端直径小的锥型结构，轴承座安装在内罩的前端孔口内。

优选的，所述轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽对齐而围成销钉安装孔，弹性圆柱销安装在的轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽所围成的销钉安装孔内，弹性圆柱销将轴承座撑紧在内罩的前端孔口内。

优选的，所述转子前轴承与轴承座上的轴承安装孔之间设置有转子前轴承减振圈，转子前轴承的端面上设置有法兰，转子前轴承减振圈的前端顶在转子前轴承的端面法兰的后端面上。

优选的，所述水泵叶轮上设置有一个主泵水叶轮和一个副泵水叶轮，主泵水叶轮和副泵水叶轮构成一个整体，其中主泵水叶轮将来自水泵涡壳进水口的水流泵送到水泵涡壳的出水口，副泵水叶轮将来自水泵涡壳进水口的水流经过内部冷却流道后再泵送到水泵涡壳的出水口。

优选的，水泵叶轮轴心搭子后端设置有齿型凸台，在轴向止推轮的前端面上设置有齿型凹坑，水泵叶轮轴心搭子后端的齿型凸台扣在轴向止推轮的前端齿型凹坑内。

优选的，电机转子的包塑嵌入电机转子轴的径向通孔内。

优选的，所述电机壳体上的电动水泵机脚的端面上设置有机脚减震胶套，机脚减震胶套的内孔紧箍在机脚减震胶垫的头部外圆上。

本说明书所说的“前”、“后”方位指的是靠水泵涡壳一侧为前，靠水泵控制器盖一侧为后，下同。

本发明提供的一种具有高效散热和减振结构的电动水泵的有益效果在于：

1)本具有高效散热和减振结构的电动水泵中，呼吸器支架、透气膜和呼吸器密封圈与后盖通气道构成电动水泵的呼吸系统，电机转子轴的轴心通孔以及电机转子轴轴心通孔内的前螺旋槽和后螺旋槽、电机壳体内腔后端中部的凸台内部空腔、轴流式先导叶轮、转子后轴承的过流槽、内罩后端的过流孔和内罩内腔的过流槽、内罩与电机转子外圆之间的过流间隙、电机转子上的过流孔及螺旋槽、轴承座上的过流孔、转子前轴承的过流槽、轴向止推轮后端面上的甩水槽以及水泵叶轮构成电动水泵的内部水冷系统，电动水泵的内部水冷系统与电机定子上改善线圈散热的结构以及呼吸系统的呼吸冷却共同构成了电动水泵的冷却系统，通过内部水冷系统、电机定子上改善线圈散热的结构以及呼吸系统呼出内腔热空气而吸入外部冷空气的呼吸冷却之间的配合，抑制了电动水泵的热负荷，并且大大增强了散热效率，提高电动水泵运转的高可靠性；

2)本电动水泵减振系统采用多层减震结构的设计，其中轴向止推轮甩水槽中的液压压力缓冲并减轻了轴向止推轮后端面对转子前轴承前端面的轴向冲击而构成第一级轴向减振，转子前轴承减振圈对转子前轴承受到的轴向振动再次阻尼而构成第二级轴向减振，转子前轴承减振圈和转子后轴承减振圈对旋转运动件总成传递到转子前轴承和转子后轴承的径向振动进行阻尼减振而构成第一级径向减振，弹性圆柱销的弹性支撑对轴承座传递到内罩的径向振动进行阻尼减振而构成第二级径向减振，内罩大头密封圈、内罩小头密封圈和水泵涡壳密封圈对内罩传递到电机壳体和水泵涡壳的振动进行阻尼减振而构成第三级减振，后盖密封圈对后盖的振动进行阻尼减振以及机脚减震胶套和机脚减震胶垫对电动水泵的振动进行阻尼减振而构成第四级减振，通过电动水泵结构上的多级减振结构与电动水泵内部抑制紊流振动的结构以及在定子上抑制线圈振动的结构共同构成了整个电动水泵的减振系统，电动水泵的减振系统将电动水泵的振动抑制到最小，轴向限位的保险结构避免水泵叶轮产生拖底而保证电动水泵在异常工况下的正常运转，实现电动水泵运转的高可靠性。

附图说明

图1是本发明的电动水泵结构剖视图；

图2是本发明的轴承座与内罩安装视图；

图3是本发明的内罩立体结构视图；

图4是本发明的轴承座立体结构视图；

图5是本发明的水泵叶轮立体结构视图；

图6是本发明的轴向止推轮前视图；

图7是本发明的轴向止推轮后视图；

图8是本发明的电机转子立体结构视图；

图9是本发明的电机定子立体结构视图；

图10是本发明的立体结构后盖视图；

图11是本发明的呼吸器支架立体结构视图；

图12是本发明的轴承立体结构视图。

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、完整的描述，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。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种电动离心泵。

参照图1至图12所示，一种具有高效散热和减振结构的电动水泵，包括后盖1、后盖密封圈2、水泵控制器3、线圈接电端子4、定子线圈护套5、线圈6、电机定子7、电机壳体8、内罩大头密封圈9、水泵涡壳密封圈10、内罩11、水泵涡壳12、水泵叶轮13、电机转子轴14、轴向止推轮15、转子前轴承16、转子前轴承减振圈17、轴承座18、电机转子19、机脚减震胶套20、机脚减震胶垫21、内罩小头密封圈22、转子后轴承减振圈23、转子后轴承24、轴流式先导叶轮25、吸器支架26、透气膜27、呼吸器密封圈29以及弹性圆柱销29；

电机壳体8上的电动水泵机脚的螺栓安装孔内设置有机脚减震胶垫21，电机壳体8上的电动水泵机脚的端面上设置有机脚减震胶套20，机脚减震胶套20的内孔紧箍在机脚减震胶垫21的头部外圆上，水泵控制器3安装在电机壳体8后端的沉孔内，后盖1安装在电机壳体8后端的孔口处，后盖1与电机壳体8后端的孔口之间安装有后盖密封圈2，后盖密封圈2对后盖1的振动进行阻尼减振；

后盖1上设置有呼吸器的安装孔1-1，后盖1上的呼吸器安装孔1-1的底部设置有通气道1-3和连通后盖内外的通气孔1-2，后盖1上的呼吸器安装孔1-1的一侧孔壁上设置有一个缺口1-4，呼吸器支架26上设置有透气窗26-1，呼吸器支架26端面外缘上设置有凸缘26-2，透气膜27固定在呼吸器支架26底面上，在呼吸器支架26外圆与后盖1呼吸器安装孔之间的呼吸器支架26的外圆上设置有呼吸器密封圈28，呼吸器支架26与透气膜27和呼吸器密封圈28装在后盖1上的呼吸器安装孔1-1内，呼吸器支架26的端面凸缘26-2扣入后盖1上的呼吸器安装孔1-1的孔壁缺口1-4内而约束呼吸器在其安装孔内的旋转自由度，呼吸器支架26上的透气窗26-1与后盖呼吸器安装孔1-1底部的通气道1-3对齐而构成通畅的呼吸气流通道；

透气膜27是一种可以阻止液体和固体通过而能让气体透过的膜，电动水泵内腔的空气在电动水泵从停止状态到工作状态的过程中因电动水泵的温升加热而产生热膨胀效应，电动水泵内腔空气的热膨胀使内腔气压高于电动水泵外部大气压，电动水泵内腔热膨胀的热空气在内外压差的作用下从呼吸器支架26上的透气窗26-1经透气膜27、后盖上的通气道1-3以及连通后盖内外的通气孔1-2排出到电动水泵外部直到电动水泵内外气压平衡为止，电动水泵内腔的空气在电动水泵从工作状态到停止状态的过程中因电动水泵的冷却而产生冷却收缩效应，电动水泵内腔空气的冷却收缩效应使内腔气压低于电动水泵外部大气压，电动水泵外部的冷空气在电动水泵内外压差的作用下从后盖上的通气孔1-2和通气道1-3经透气膜27以及呼吸器支架26上的透气窗26-1进入到电动水泵内腔直到电动水泵内外气压平衡为止，呼吸器支架26、透气膜27和呼吸器密封圈28与后盖1通气道构成电动水泵的呼吸系统，呼吸系统的呼吸效应抑制了电动水泵因热胀冷缩导致的内外气压压差应力；

电机定子7安装在电机壳体8的腔内，电机定子7上设置有定子线圈护套5，定子线圈护套5的空槽内设置有线圈6，定子线圈护套5上设置有若干线圈接电端子4，线圈接电端子4连到装在电机壳体8后端沉孔内的水泵控制器3上，与呼吸器在同一方位的那个线圈接电端子4的头部抵靠在呼吸器支架26的端面上而约束呼吸器的轴向位移；

定子线圈护套5的端面上设置有若干对夹线端子5-1和若干个扣线搭子5-2，在定子线圈护套5端面上的每个扣线搭子5-2上都设置有扣线槽5-3，定子线圈护套5端面上的每对夹线端子5-1之间的空隙构成夹线槽，定子线圈护套5端面上的每对夹线端子5-1都通过镶嵌在定子线圈护套5内部的铜条连接到相应的线圈接电端子4上，水泵控制器3将控制电流经线圈接电端子4和对应的夹线端子5-1接通到对应的线圈6上而建立起驱动磁场，整个电机的线圈6只存在开始绕线的起始断线头和结束绕线的终止断线头，各个线圈之间的中间抽头呈非断头状态的连线抽头，线圈间的中间抽头绕线扣入到定子线圈护套5端面上的扣线槽5-3和夹线端子5-1之间的夹线槽内，线圈绕线在绕制线圈的过程中一直处于拉紧状态而实现线圈匝间的紧密接触以及线圈6与定子线圈护套5的紧密接触，线圈6的热负荷通过定子线圈护套5和电机定子7进行良好地散热，线圈各匝之间在绕线过程中一直处于拉紧的状态下紧密相扣而消除了匝间松动，线圈之间的中间抽头不存在活动断头并被定子线圈护套5上的扣线槽5-3和夹线端子5-1之间的夹线槽夹紧，消除了整个线圈的松动，抑制了线圈6在交变电磁力作用下的振动；

内罩11穿过电机定子7的轴心孔而安装在电机壳体8内腔里，内罩11后端的小头与电机壳体8后端的内腔凸台之间设置有内罩小头密封圈22，内罩11前端的大头与电机壳体8的孔口之间设置有内罩大头密封圈9，水泵涡壳12通过螺栓紧固在电机壳体8上，水泵涡壳12与内罩11的前端头部之间设置有水泵涡壳密封圈10，内罩11后端的小头内部设置有呈螺旋型的过流孔11-3和轴承安装孔11-4，内部冷却水流在流过内罩11后端小头内部的螺旋型过流孔11-3的过程中呈连贯流动状态而抑制了内部冷却水流在流过内罩11后端过流孔11-3的过程中的紊流振动；

转子后轴承24安装在内罩11后端的轴承安装孔11-4内，转子后轴承24与内罩11后端的轴承安装孔11-4之间设置有转子后轴承减振圈23，转子后轴承减振圈23的外圆紧套在内罩11后端的轴承安装孔11-4内，转子后轴承减振圈23的内孔紧箍在转子后轴承24的外圆上，转子后轴承24的端面法兰将转子后轴承减振圈23挡在其安装腔内，转子后轴承减振圈23将转子后轴承24与内罩11后端的轴承安装孔11-4之间隔开一道缝隙而隔绝了转子后轴承24的振动向内罩11的直接传递；

内罩11的前端孔口呈孔口直径大而往孔内则直径缩小的锥型结构，内罩11的内部孔壁上设置有若干过流槽11-2，内罩11的前端孔口的孔壁上设置有若干半圆槽11-1，轴承座18的外圆上设置有若干半圆槽18-1，轴承座18的外圆呈前端直径大而后端直径小的锥型结构，轴承座18安装在内罩11的前端孔口内，轴承座18的半圆槽18-1与内罩11的半圆槽11-1对齐而围成销钉安装孔，弹性圆柱销29安装在的轴承座18的半圆槽18-1与内罩11的半圆槽11-1所围成的销钉安装孔内，弹性圆柱销29是一种受到径向力后可以产生径向弹性变形的弹性圆柱销，弹性圆柱销29在轴承座18与内罩11之间呈径向弹性支撑结构，弹性圆柱销29的径向弹性张力将轴承座18撑紧在内罩11的前端孔口内并约束了轴承座18在内罩11前端孔口内的旋转自由度，轴承座18上设置有螺旋型过流孔18-2，内部冷却水流在流过轴承座18上的螺旋型过流孔18-2的过程中呈连贯流动状态而抑制了内部冷却水流在流过轴承座18上的螺旋型过流孔18-2的过程中的紊流振动；

轴承座18上设置有轴承安装孔18-3，转子前轴承16安装在轴承座18上的轴承安装孔18-3内，转子前轴承16与轴承座18上的轴承安装孔18-3之间设置有转子前轴承减振圈17，转子前轴承减振圈17的外圆紧套在轴承座18上的轴承安装孔18-3内，转子前轴承减振圈17的内孔紧箍在转子前轴承16的外圆上，转子前轴承16的端面上设置有法兰16-1，转子前轴承减振圈17的前端顶在转子前轴承16的端面法兰16-1的后端面上，转子前轴承减振圈17的后端顶在轴承座18的轴承安装孔18-3的底面上，转子前轴承减振圈17将转子前轴承16与轴承座18的轴承安装孔18-3之间隔开一道缝隙而隔绝了转子前轴承16的振动向轴承座18的直接传递；

转子前轴承16的轴承孔内设置有贯通轴承前后端面的过流槽16-2，在轴承座18的轴承安装孔18-3的后端部位设置有一个与轴承座18一体的保险挡圈18-4；

电机转子19安装在内罩11的孔腔内，电机转子19的轴心设有一个贯通电机转子19前后端面的轴心通孔，电机转子轴14装在电机转子19的轴心孔内，电机转子轴14的后端从转子后轴承24的轴承孔穿过并以转子后轴承24的轴承孔作转子后部的径向支撑，电机转子轴14的后端头部外圆上设置有一个轴流式先导叶轮25，轴流式先导叶轮25紧配合地固定在电机转子轴14的后端外圆上，电机转子轴14的前端从转子前轴承16的轴承孔穿过并以转子前轴承16的轴承孔作转子前部的径向支撑；

电机转子轴14的前端头部外圆上设置有水泵叶轮13，水泵叶轮13紧配合地固定在电机转子轴14的前端外圆上，在水泵叶轮13上设置有一个主泵水叶轮13-1和一个副泵水叶轮13-2，主泵水叶轮13-1和副泵水叶轮13-2做成一个整体，主泵水叶轮13-1直接将来自水泵涡壳12进水口的大部分水流泵送到水泵涡壳12的出水口，副泵水叶轮13-2将来自水泵涡壳12进水口的小部分水流经过内部冷却流道后再泵送到水泵涡壳12的出水口，主泵水叶轮13-1的泵水流量与副泵水叶轮13-2的泵水流量之和构成电动水泵的总泵水流量；

水泵叶轮13的轴心搭子后端面与转子前轴承16的前端面之间设置有一个轴向止推轮15，在水泵叶轮13轴心搭子后端设置有齿型凸台13-3，在轴向止推轮15的前端面上设置有齿型凹坑15-1，水泵叶轮13轴心搭子后端的齿型凸台13-3扣在轴向止推轮15的前端齿型凹坑15-1内，水泵叶轮13驱动轴向止推轮15随水泵叶轮13同步运转，轴向止推轮15的后端面上设置有若干个靠轴心部份宽而靠外圆的部分逐渐收窄的甩水槽15-2，轴向止推轮15后端的甩水槽15-2与转子前轴承16的过流槽16-2相连通；

电机转子19的外表上设置有包裹转子的包塑19-1，电机转子19的内部设置有若干个贯穿内部而连通电机转子19前后端面的过流孔19-2，电机转子19的包塑19-1外圆上设置有若干个螺旋槽19-3，电机转子轴14的轴心设有一个贯通电机转子轴14前后端面的轴心通孔，电机转子轴14的轴心孔的前端孔壁上设置有前螺旋槽14-1，电机转子轴14的轴心孔的后端孔壁上设置有后螺旋槽14-3，电机转子轴14的靠近电机转子19的前后端面的部位设有若干个连通电机转子轴14轴心孔的径向通孔14-2，电机转子19的包塑19-1嵌入电机转子轴14的径向通孔14-2内。

本实施例中，电机转子19的包塑19-1嵌入电机转子轴14的径向通孔14-2内而约束电机转子19与电机转子轴14的相对运动自由度，水泵控制器3将驱动电流接通到线圈6中而在电机定子7上生成驱动磁场，电机定子7的磁场驱动电机转子19运转，电机转子19驱动电机转子轴14以及装在电机转子轴14上的水泵叶轮13和轴流式先导叶轮25随电机转子19同步运转，实现电动水泵的泵水。

本实施例中，电机转子轴14的轴心孔以及电机转子轴14轴心孔内的前螺旋槽14-1和后螺旋槽14-3、电机壳体8内腔后端中部的凸台内部空腔、轴流式先导叶轮25、转子后轴承24的过流槽、内罩11后端的过流孔11-3和内罩11内腔的过流槽11-2、内罩11与电机转子19外圆之间的过流间隙、电机转子19上的过流孔19-2及螺旋槽19-3、轴承座18上的过流孔18-2、转子前轴承16的过流槽16-2、轴向止推轮15后端面上的甩水槽15-2以及水泵叶轮13上的副泵水叶轮13-2构成电动水泵的内部冷却系统。

本实施例中，在电动水泵工作时，随着转子的运转，电机转子轴14的轴心孔内的前螺旋槽14-1对进入电机转子轴14轴心孔内的内部冷却水流施加向后运动的推力和旋转运动的推力，电机转子轴14轴心孔内的内部冷却水在电机转子轴14前螺旋槽14-1的推动下获得额外的动能而旋转着向电机转子轴14的轴心孔后端流动，电机转子轴14轴心孔内的后螺旋槽14-3进一步对电机转子轴14轴心孔内的内部冷却水流施加向后运动的推力和旋转运动的推力，电机转子轴14轴心孔内的内部冷却水流再次获得额外的动能后从电机转子轴14的轴心孔后端旋转着流出而抑制了内部冷却水流在电机转子轴14的轴心孔后端孔口处的紊流振动。

本实施例中，电机壳体8内腔后端中部水腔中的内部冷却水流在旋转离心力作用下流向轴流式先导叶轮25的进水区，内部冷却水流冲刷到电机壳体8内腔后端中部的凸台内腔底面上而对电机壳体8以及装在电机壳体8后端的水泵控制器3进行冷却，内部冷却水在轴流式先导叶轮25的泵送下经内罩11后端的螺旋型的过流孔11-3以及转子后轴承24的过流槽进入内罩11内部的转子腔中，内部冷却水流在流经转子后轴承24过流槽的过程中将电机转子轴14在转子后轴承24的轴承孔内运动所产生的热量以及摩擦副摩擦产生的脱落磨粒带走，提高了转子后轴承24的工作可靠性。

本实施例中，电机转子19外圆上的螺旋槽19-3在电机转子19的运转过程中对内罩11与电机转子19外圆之间的内部冷却水流施加向前运动的推力和旋转运动的推力而形成泵水效应，电机转子19外圆上的螺旋槽19-3在运转过程中的泵水效应加大了内罩11与电机转子19外圆之间内部冷却水的水流速度，提高了内部冷却水流对电机转子19、内罩11内部以及套在内罩11外部的电机定子7内部的冷却效果。

本实施例中，转子腔中的内部冷却水在轴流式先导叶轮25的推动和电机转子19外圆上的螺旋槽19-3的推动作用下沿内罩11内部孔壁上的过流槽11-2、内罩11与电机转子19外圆之间的过流间隙、电机转子19上的过流孔19-2及螺旋槽19-3流向电机转子19的前端，电机转子19前端的大部分内部冷却水流经轴承座18的过流孔18-2向前流入水泵叶轮13上的副泵水叶轮13-2的入水口内，电机转子19前端的小部分内部冷却水流经转子前轴承16的过流槽16-2进入到轴向止推轮15后端的甩水槽15-2内，轴向止推轮15后端甩水槽15-2内的水在轴向止推轮15的旋转离心力作用下由轴向止推轮15外圆上的甩水槽15-2出口甩入水泵叶轮13上的副泵水叶轮13-2的入水口内，转子前轴承16的过流槽16-2内的冷却水流将电机转子轴14在转子前轴承16的轴承孔内运动所产生的热量以及摩擦副摩擦产生的脱落磨粒带走，提高了转子前轴承16的工作可靠性，水泵叶轮13上的副泵水叶轮13-2将内部冷却水泵送到水泵涡壳12的出水口而实现内部冷却水流的不断流动。

本实施例中，水泵叶轮13、电机转子轴14、轴向止推轮15、电机转子19以及轴流式先导叶轮25构成电动水泵的旋转运动件总成，在电动水泵的运转过程中，电动水泵的旋转运动件总成在轴流式先导叶轮25将内部冷却水向前泵送的反作用力以及电机转子19外圆上的螺旋槽19-3向前泵水的反作用力的作用下而在旋转运动件总成上产生一个向后的轴向拉力，轴向止推轮15后端的甩水槽15-2中的水在旋转离心力作用下因甩水槽15-2呈内宽外窄的收口结构而产生液力挤压效应，轴向止推轮15甩水槽15-2中的液力挤压效应所产生的液压压力作用在轴向止推轮15后端面上而对轴向止推轮15施加一个向前的轴向液压推力，作用在轴向止推轮15上的向前轴向推力与通过水泵叶轮13作用在轴向止推轮15上的旋转运动件总成上的向后轴向拉力相互抑制。

本实施例中，在轴向止推轮15上的向前轴向液压推力大于旋转运动件总成上的向后轴向拉力时，轴向止推轮15的后端面在向前轴向液压推力的作用下向前移而与转子前轴承16的前端面之间形成间隙，轴向止推轮15的后端面与转子前轴承16前端面之间的间隙所产生的泄漏效应抑制了轴向止推轮15甩水槽15-2中的液力挤压压力而将轴向止推轮15的后端面与转子前轴承16前端面之间的间隙自动地调节在泄漏效应与液力挤压效应相平衡的间隙状态，轴向止推轮15的后端面与转子前轴承16前端面之间呈液力隔离的减振缓冲的轴向止推状态。

本实施例中，在轴向止推轮15上的向前轴向液压推力小于旋转运动件总成上的向后轴向拉力时，轴向止推轮15的后端面在旋转运动件总成上的向后轴向拉力的作用下而抵靠在转子前轴承16前端面上呈接触式轴向止推状态，作用在轴向止推轮15上的向前轴向液压推力抵消了一部分旋转运动件总成上的向后轴向拉力，作用在轴向止推轮15上的向前轴向液压推力缓冲并减轻了轴向止推轮15的后端面对转子前轴承16前端面的冲击，轴向止推轮15甩水槽15-2中的内部冷却水布覆在转子前轴承16前端面上而减小轴向止推轮15的后端面对转子前轴承16前端面的摩擦力，轴向止推轮15的甩水槽15-2中的内部冷却水将轴向止推轮15后端面与转子前轴承16前端面的摩擦热量和摩擦脱落的磨粒带走，提高了轴向止推轮15的工作可靠性。

本实施例中，在汽车冷却系统出现异常过热的故障时需要电动水泵工作在异常高转速、异常大流量的泵水工况以尽可能地抑制汽车冷却系统的进一步温升而避免汽车因冷却系统出现过热故障造成的损毁，电动水泵的旋转运动件总成在异常超负荷运转的向后轴向力作用下可能过度地向后压缩转子前轴承减振圈17，与轴承座18一体的保险挡圈18-4在电动水泵异常的极限工作状态时挡住转子前轴承16的后端面而约束转子前轴承16的进一步向后窜动，确保水泵叶轮13后端面与内罩11前端面在电动水泵异常的极限工作状态时的轴向间隙，避免水泵叶轮13产生拖底而保证电动水泵的正常运转。

本实施例中，电动水泵的主要振动源是旋转运动件总成运转所产生的振动，运动件总成运转所产生的振动通过轴向止推轮15、转子前轴承16、转子后轴承24、转子前轴承减振圈17、转子后轴承减振圈23、轴承座18、弹性圆柱销29、内罩11、内罩小头密封圈22、内罩大头密封圈9以及水泵涡壳密封圈10的路径向外传递到电机壳体8和水泵涡壳12以及后盖1上，然后再通过电动水泵机脚及机脚减震胶套20和机脚减震胶垫21传递到固定电动水泵的支架上。

本实施例中，构件中的所有减振圈和密封圈都是采用减振材料制造的，轴向止推轮15甩水槽15-2中的液压压力缓冲并减轻了轴向止推轮15后端面对转子前轴承16前端面的轴向冲击而构成第一级轴向减振，转子前轴承减振圈17对转子前轴承16受到的轴向振动再次阻尼而构成第二级轴向减振，转子前轴承减振圈17和转子后轴承减振圈23对旋转运动件总成传递到转子前轴承16和转子后轴承24的径向振动进行阻尼减振而构成第一级径向减振，弹性圆柱销29的弹性支撑对轴承座18传递到内罩11的径向振动进行阻尼减振而构成第二级径向减振，内罩大头密封圈9、内罩小头密封圈22和水泵涡壳密封圈10对内罩11传递到电机壳体8和水泵涡壳12的振动进行阻尼减振而构成第三级减振，后盖密封圈2对后盖1的振动进行阻尼减振以及机脚减震胶套20和机脚减震胶垫21对电动水泵的振动进行阻尼减振而构成第四级减振，轴向止推轮15甩水槽15-2的液压阻尼减振、转子前轴承减振圈17和转子后轴承减振圈23的阻尼减振、弹性圆柱销29弹性支撑的阻尼减振、内罩大头密封圈9与内罩小头密封圈22及水泵涡壳密封圈10的阻尼减振、后盖密封圈2的阻尼减振以及机脚减震胶套20和机脚减震胶垫21的阻尼减振共同构成了电动水泵的多级减振结构，电动水泵结构上的多级减振结构与电动水泵内部抑制紊流振动的结构以及在定子上抑制线圈振动的结构共同构成了整个电动水泵的减振系统。

本实施例中，电动水泵的呼吸系统抑制了电动水泵内腔空气热胀冷缩的压差应力，电动水泵的内部冷却系统抑制了电动水泵内部构件的热负荷，电动水泵的减振系统将电动水泵的振动抑制到最小，轴向限位的保险结构避免水泵叶轮产生拖底而保证电动水泵在异常工况下的正常运转，实现电动水泵运转的高可靠性。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种具有高效散热和减振结构的电动水泵，包括电机壳体，其特征在于：

电机壳体底部电动水泵机脚的螺栓安装孔内设置有机脚减震胶垫，水泵控制器安装在电机壳体后端的沉孔内，后盖安装在电机壳体后端的孔口处，后盖与电机壳体后端的孔口之间安装有后盖密封圈；

后盖上设置有呼吸器的安装孔，后盖上的呼吸器安装孔的底部设置有通气道和连通后盖内外的通气孔，后盖上的呼吸器安装孔的一侧孔壁上设置有缺口，呼吸器支架上设置有透气窗，呼吸器支架端面外缘上设置有凸缘，透气膜固定在呼吸器支架底面上，呼吸器支架外圆与后盖呼吸器安装孔之间的呼吸器支架的外圆上设置有呼吸器密封圈，呼吸器支架与透气膜和呼吸器密封圈装在后盖上的呼吸器安装孔内，呼吸器支架的端面凸缘扣入后盖上的呼吸器安装孔的孔壁缺口内，呼吸器支架上的透气窗与后盖呼吸器安装孔底部的通气道对齐；

电机定子安装在电机壳体的腔内，电机定子上设置有定子线圈护套，在定子线圈护套的空槽内设置有线圈，定子线圈护套上设置有若干线圈接电端子，线圈接电端子连到装在电机壳体后端沉孔内的水泵控制器上，与呼吸器在同一方位的那个线圈接电端子的头部抵靠在呼吸器支架的端面上；

内罩穿过电机定子的轴心孔安装在电机壳体内腔里，内罩后端的小头与电机壳体后端的内腔凸台之间设置有内罩小头密封圈，内罩前端的大头与电机壳体的孔口之间设置有内罩大头密封圈，水泵涡壳通过螺栓紧固在电机壳体上，水泵涡壳与内罩的前端头部之间设置有水泵涡壳密封圈；内罩后端的小头内部设置有呈螺旋型的过流孔和轴承安装孔，转子后轴承安装在内罩后端的轴承安装孔内，内罩的内部孔壁上设置有若干过流槽，轴承座安装在内罩的前端孔口内，轴承座上设置有螺旋型过流孔；

轴承座上设置有轴承安装孔，转子后轴承安装在轴承座上的轴承安装孔内，转子后轴承与内罩后端的轴承安装孔间设置有转子后轴承减振圈，转子前轴承安装在轴承座上的轴承安装孔内，转子前轴承与轴承座上的轴承安装孔之间设置有转子前轴承减振圈；转子前轴承的轴承孔内设置有贯通轴承前后端面的过流槽，轴承座的轴承安装孔的后端部位设置有一个与轴承座一体的保险挡圈；

转子前轴承的轴承孔内设置有贯通轴承前后端面的过流槽，电机转子安装在内罩的孔腔内，电机转子的轴心设有贯通电机转子前后端面的轴心通孔，电机转子轴装在电机转子的轴心孔内，电机转子轴的后端从转子后轴承的轴承孔穿过；

电机转子轴后端头部外圆上设置有轴流式先导叶轮，电机转子轴的前端从转子前轴承的轴承孔穿过，电机转子轴的前端头部外圆上设置有水泵叶轮，水泵叶轮的轴心搭子后端面与转子前轴承的前端面之间设置有轴向止推轮；

轴向止推轮的后端面上设置有若干个靠轴心部分宽而靠外圆的部分逐渐收窄的甩水槽，轴向止推轮后端的甩水槽与转子前轴承的过流槽相连通，电机转子的外表上设置有包裹转子的包塑，电机转子的内部设置有若干个贯穿内部而连通电机转子前后端面的过流孔；

电机转子的包塑外圆上设置有若干个螺旋槽，电机转子轴的轴心孔的前端孔壁上设置有前螺旋槽，电机转子轴的轴心孔的后端孔壁上设置有后螺旋槽，电机转子轴的靠近电机转子的前后端面的部位设有若干个连通电机转子轴轴心孔的径向通孔。

2.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述定子线圈护套的端面上设置有若干对夹线端子和若干个扣线搭子，定子线圈护套端面上的每个扣线搭子上都设置有扣线槽，定子线圈护套端面上的每对夹线端子之间的空隙构成夹线槽，定子线圈护套端面上的每对夹线端子都通过镶嵌在定子线圈护套内部的铜条连接到相应的线圈接电端子上，各个线圈之间的中间抽头呈非断头状态的连线抽头，线圈间的中间抽头绕线扣入到定子线圈护套端面上的扣线槽和夹线端子之间的夹线槽内。

3.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述内罩的前端孔口的孔壁上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆呈前端直径大而后端直径小的锥型结构，轴承座安装在内罩的前端孔口内，轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽对齐而围成销钉安装孔，弹性圆柱销安装在的轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽所围成的销钉安装孔内。

4.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述转子后轴承减振圈的外圆紧套在内罩后端的轴承安装孔内，转子后轴承减振圈的内孔紧箍在转子后轴承的外圆上，转子后轴承的端面法兰将转子后轴承减振圈挡在安装腔内，转子后轴承减振圈将转子后轴承与内罩后端的轴承安装孔之间隔开一道缝隙。

5.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述转子前轴承减振圈的外圆紧套在轴承座上的轴承安装孔内，转子前轴承减振圈的内孔紧箍在转子前轴承的外圆上，转子前轴承的端面上设置有法兰，转子前轴承减振圈的前端顶在转子前轴承的端面法兰的后端面上，转子前轴承减振圈的后端顶在轴承座的轴承安装孔的底面上，转子前轴承减振圈将转子前轴承与轴承座的轴承安装孔之间隔开一道缝隙。

6.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述内罩的前端孔口的孔壁上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆上设置有若干半圆槽，轴承座的外圆呈前端直径大而后端直径小的锥型结构，轴承座安装在内罩的前端孔口内。

7.根据权利要求6所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽对齐而围成销钉安装孔，弹性圆柱销安装在的轴承座的半圆槽与内罩的半圆槽所围成的销钉安装孔内，弹性圆柱销将轴承座撑紧在内罩的前端孔口内。

8.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述转子前轴承与轴承座上的轴承安装孔之间设置有转子前轴承减振圈，转子前轴承的端面上设置有法兰，转子前轴承减振圈的前端顶在转子前轴承的端面法兰的后端面上。

9.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述水泵叶轮上设置有一个主泵水叶轮和一个副泵水叶轮，主泵水叶轮和副泵水叶轮构成一个整体，其中主泵水叶轮将来自水泵涡壳进水口的水流泵送到水泵涡壳的出水口，副泵水叶轮将来自水泵涡壳进水口的水流经过内部冷却流道后再泵送到水泵涡壳的出水口。

10.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：水泵叶轮轴心搭子后端设置有齿型凸台，在轴向止推轮的前端面上设置有齿型凹坑，水泵叶轮轴心搭子后端的齿型凸台扣在轴向止推轮的前端齿型凹坑内。

11.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：电机转子的包塑嵌入电机转子轴的径向通孔内。

12.根据权利要求1所述的具有高效散热和减振结构的电动水泵，其特征在于：所述电机壳体上的电动水泵机脚的端面上设置有机脚减震胶套，机脚减震胶套的内孔紧箍在机脚减震胶垫的头部外圆上。