CN111649008A - 一种能减振降噪的电子冷却水泵 - Google Patents

Abstract

一种能减振降噪的电子冷却水泵，其包括蜗壳部件、转子叶轮部件、定子组件、控制电路板、端盖，所述定子组件包括壳体、定子部件，所述壳体内部由隔板分成二部分，其中一部分上设置定子部件，定子部件对应的壳体内部设置转子容腔，所述的转子叶轮部件包括转子部件和叶轮部分，叶轮部分固定在转子部件上，所述的转子部件置于转子容腔中，蜗壳部件密封在壳体另一端而形成一空间，叶轮部分置于该空间内，另一部分由端盖密封形成另一空间，控制电路板置于另一空间内，所述转子部件与定子部件之间设置吸音减振件。其通过定子部件与转子部件之间设置吸音减振件，使电子冷却水泵产生的振动和噪音通过吸音减振垫进行减振降噪。

Description

一种能减振降噪的电子冷却水泵

技术领域

本发明涉及一种电子冷却水泵。

背景技术

现有的电子冷却水泵，其一般包括壳体、蜗壳部件、包括定子转子的电机、叶轮、控制电路板、端盖，所述壳体内部分成二部分，二端分别与蜗壳部件、端盖密封，控制电路板置于端盖密封的空间中，电机、叶轮置于蜗壳部件密封的空间中，控制电路板中设置控制电路，通过控制电路板中的控制电路根据所需控制的温度而调节电机转速，从而控制水泵流量，从而达到精确控制温度的目的。

如中国专利文献CN109469649A公开的一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，其包括泵座、电机转子和蜗壳，所述泵座中密封有定子总成，泵座具有转子容腔，定子总成设于转子容腔的外侧；所述电机转子设于转子容腔中，转子容腔后端的中心位置设有第一卡环，电机转子的转轴后端支承在第一卡环中；所述电机转子的转轴上连接叶轮，所述蜗壳连接在泵座的前端，蜗壳具有叶轮容腔，所述叶轮位于叶轮容腔中；所述蜗壳的中心位置设有第二卡环，所述电机转子的转轴前端支承在第二卡环中。其虽称不易产生振动和噪声，但实际效果仍有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术状况而提供一种能减振降噪的电子冷却水泵，使其能够更好地减少电子冷却水泵的振动、降低噪声。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种能减振降噪的电子冷却水泵，其包括蜗壳部件、转子叶轮部件、定子组件、控制电路板、端盖，所述定子组件包括壳体、定子部件，所述壳体内部由隔板分成二部分，其中一部分上设置定子部件，定子部件对应的壳体内部设置转子容腔，所述的转子叶轮部件包括转子部件和叶轮部分，叶轮部分固定在转子部件上，所述的转子部件置于转子容腔中，蜗壳部件密封在壳体另一端而形成一空间，叶轮部分置于该空间内，另一部分由端盖密封形成另一空间，控制电路板置于另一空间内，其特征在于：所述转子部件与定子部件之间设置吸音减振件。

更好地，所述转子容腔中设置防水杯，所述防水杯的杯体外壁紧贴定子，所述转子部件的转子轴一端固定在防水杯底部，转子轴另一端连接在蜗壳的孔中。

更好地，所述防水杯底部设置防转扁，所述转子部件的转子轴一端通过过盈配合固定在转子轴防转扁中，转子轴另一端连接在蜗壳的孔中，通过防转扁防止转子轴转动，避免转子轴与轴固定室发生转动摩擦产生间隙而影响同轴度及径向跳动精度，以及转子叶轮部件旋转时与防水杯产生干涉。

更好地，所述吸音减振件端面上均匀设置多个半球形减振部，所述半球形减振部起到减振的效果，还可调整电子冷却水泵振动的固有频率避免与汽车发动机工作频率出现共振，防止共振损坏水泵的零部件。

更好地，所述吸音减振件的每个半球形减振部之间均设置吸音室，以达到更好的吸音降噪效果。

更好地，所述转子部件的两端分别设置石墨轴套，两石墨轴套之间有冷却液，使转子部件使用时能悬浮，从而减小石墨轴套与转子轴的摩擦，减小噪音，延长水泵寿命，增加可靠性。

更好地，还包括弹性安装支架，所述弹性安装支架套入定子组件上，这样通过弹性安装支架能够进一步减小电子冷却水泵的振动，从而更好地减少其噪声。

更好地，所述衬套上设有安装孔，衬套安装在弹性安装支架的通孔上，这样，通过衬套可以更进一步地减少电子冷却水泵的振动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过定子部件与转子部件之间设置吸音减振垫，这样电子冷却水泵产生的振动和噪音通过吸音减振垫进行减振降噪，还可调整水泵振动的固有频率避免与发动机工作频率出现共振，防止共振损坏水泵的零部件。

还在定子组件的外圆上设置弹性安装支架，通过安装支架将水泵固定在如汽车钣金等使用场所上，再次进行减振，从而更进一步地减少振动和降低噪声。

附图说明

图1是本发明实施例电子冷却水泵的立体示意图。

图2是本发明实施例电子冷却水泵的分解示意图。

图3是本发明实施例电子冷却水泵的结构示意图。

图4是本发明实施例电子冷却水泵去掉转子叶轮部件、防水杯部件后的结构示意图。

图5是本发明实施例电子冷却水泵涡壳部件的立体图。

图6是本发明实施例电子冷却水泵涡壳部件的仰视图。

图7是图6的F-F剖视图。

图8是本发明实施例吸音减振垫的俯视图。

图9是图8的A-A剖视图。

图10是本发明实施例吸音减振垫的仰视图。

图11是本发明实施例转子叶轮部件结构示意图。

图12是本发明实施例转子叶轮部件的俯视图。

图13 是本发明实施例防水杯部件的结构示意图。

图14 是图13的G-G剖视图。

图15 是电本发明实施例的电路控制板示意图。

图16是本发明实施例端盖的立体图。

图17是本发明实施例端盖的俯视图。

图18是图17的C-C剖视图。

图19是本发明实施例呼吸膜部件的分解结构示意图。

图20是本发明实施例呼吸膜部件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明作进一步描述。

如图1-20所示，电子冷却水泵，包括蜗壳部件20、定子组件70、转子叶轮部件40、控制电路板80、端盖100。

还设置安装电子冷却水泵的弹性安装支架130，所述弹性安装支架130包括中间的套部1301和套部二侧的耳部1302，每个耳部上设置通孔13021，所述弹性安装支架130通过工具利用套部1301的弹性将内孔涨开套入定子组件70上，所述衬套140安装在弹性安装支架130的通孔13021上，衬套140上设有安装孔1401。这样，电子冷却水泵的定子组件70通过弹性安装支架130和衬套140安装到工作地点上，能进一步减小电子冷却水泵的振动，从而更好地减少其噪声，见图1、2。

如图3-4所示，上述定子组件70包括壳体、定子部件，壳体内部由隔板703隔成二个空间708、709，其中一空间708内部先设置包括定子硅钢片701、绕组702的定子部件，定子部件向里还设置配套的转子容腔7081，壳体端面用防滑螺钉120与括蜗壳部件20固定而形成容纳转子叶轮部件40的空间，另一空间709的端面用防滑螺钉10固定端盖100而密封形成密封室，所述密封腔内安装控制电路板80，控制电路板80固定在隔板703上。

上述隔板703中间设置通孔7031，使其与转子容腔7081连通，因此，可以将转子容腔7081中产生的热量、空气通过此处流通到另一空间709中，以便最终通过后述的呼吸膜部件110排出热量。

上述定子组件70的端面与端盖100之间还安装密封圈90，以更好地密封上述另一空间709。

如图13-14所示，上述定子组件70中的转子容腔7081内安装防水杯部件60，所述防水杯部件包括防水杯601和转子轴602。

上述防水杯601采用不锈钢材料，杯底设置固定转子轴的防转扁6015，转子轴602一端6021通过过盈配合固定在杯底的防转扁6015中，转子轴602另一端连接在蜗壳201的孔2016中，见图4、7，这样能够防止转子轴602转动，避免转子轴602与转子轴固定室6014发生转动摩擦而产生间隙影响同轴度及径向跳动精度，也能避免出现转子叶轮部件40旋转时与防水杯601发生干涉，更好地定位转子轴602。

上述防水杯601杯口由里向外分别设置径向减振面6013、轴向定位面6011、径向密封面6012。

上述防水杯601杯口上的径向减振面6013与吸音减振垫30的半球形减振部302配合，达到减振的效果。

上述防水杯601杯口上的轴向定位面6011嵌在定子组件70的另一端面的凹型环槽705中进行定位。

上述防水杯601杯口上的径向密封面6012放入凹型环槽705中并与密封圈50和蜗壳201的密封面2016形成组合密封，防止蜗壳201中的冷却液外漏或流入定子组件70内部使定子硅钢片701腐蚀生锈或使绕组702和控制电路板80发生短路导致失效。

上述防水杯601的杯体外圆紧贴定子硅钢片701的内孔，硅钢片701上的绕组702产生的热量可通过防水杯601传递给内部循环的冷却液，转子中的磁环404产生的热量也传递给冷却液，通过循环冷却液将热量带走，实现自动散热，从而降低电机的温升，提高电机的效率和可靠性。

上述防水杯601厚度为0.3mm及以下，使电机总气隙缩小，减小气隙磁阻损耗，使磁环404和定子硅钢片701等有效材料的使用得到减少，使电机功率密度得到提高，整体成本得到降低，同时也使整个水泵重量减轻，符合轻量化设计要求，到达节能减排的效果。

如图5-7所示，上述蜗壳部件20包括蜗壳201和摩擦垫片202。

上述蜗壳201端面设置截面积逐渐增大的渐开线加速槽2012，作为转子叶轮部件40旋转过程的水流通道，给转子叶轮部件40起到卸除轴向压力的作用，在渐开线加速槽2012的起始端设置水滴形凹槽2011，使转子叶轮部件40运行更加平稳，同时减少气蚀的产生，在蜗壳201端面设置挡流环2015，减少涡流的产生，减小渐开线加速槽2012内冷却液对转子叶轮部件40的旋转阻力，提高水泵的工作效率。

上述蜗壳201中心设置能够定位转轴204的孔2016，与防水杯601配合而定位转轴204。

上述摩擦垫片202通过过盈配合固定在蜗壳201的固定孔2014中，摩擦垫片202二侧设置2个防转台2021，与蜗壳201的防转槽2013形成防转结构，转子叶轮部件40在工作过程中会产生朝向叶轮侧的轴向力，使石墨轴套403端面与摩擦垫片202产生摩擦，表面光滑的摩擦垫片202能减小摩擦力矩。

如图8-10所示，还设置吸音减振垫30，所述吸音减振垫30由弹性材料制成，安装在定子组件70端面上的安装槽704中，并由防水杯60杯口的背面限制而固定。

上述吸音减振垫30内孔处设置多个固定槽301，通过多个固定槽301与定子组件固定。

上述吸音减振片30端面上均匀设置多个半球形减振部302，其与防水杯601的减振面6013接触，半球形减振部302起到减振的效果，还可调整水泵振动的固有频率避免与发动机工作频率出现共振，防止共振损坏水泵的零部件。

上述吸音减振垫端面的每个半球形减振部302之间均设置吸音室303，以达到更好的吸音降噪效果。

如图11-12所示，上述转子叶轮部件40包括与定子部分相配套的转子部分和叶轮401，所述转子部分安装在防水杯部件60中的转子轴602上。

上述转子部分包括转子主体402、石墨轴套403、磁环404和导磁环405。

上述导磁环405装配在磁环404内孔中，并将其预埋在模具中，通过注塑工艺形成转子主体402，在磁环404外圆表面涂防水涂层，防止磁环腐蚀生锈。

上述叶轮401设置有多个渐开线叶片4011，每个叶片4011端部均设置叶片定位柱4012，将叶片定位柱4012插入转子主体402端面叶片定位孔中，通过超声波焊接将叶轮401与转子主体402焊接为一体。

上述石墨轴套403通过过盈配合压装在安装孔4024中，用定位面4025进行轴向定位，两石墨轴套403之间有冷却液，对转子叶轮部件40形成悬浮作用，转子叶轮部件40转动过程通过叶片4011使冷却液产生离心力而实现流动，上述转子叶轮部件40设计为封闭湿式转子，整个浸在冷却液中，两个石墨轴套403与转子轴602构成滑动摩擦配合，不采用动态轴封结构，延长泵寿命，减小潜在泄漏风险50%，增加可靠性。

如图15所示，上述控制电路板80中设置对电机进行控制的各种电子元器件，还设置3个插件连接孔801和3个相线端子连接孔802，插件连接孔801和相线端子连接孔802分别与定子组件70的插件和相线端子连接，用锡焊焊接固定，实现控制电路板80与绕组和插套的电路连接导通。

如图16-18所示，上述端盖100采用传热性好的铝合金材料，四周设置4个螺钉安装孔1001，通过防滑螺钉120将端盖100固定在定子组件70的侧面上。

上述端盖100上设置安装孔1002，用于安装呼吸膜部件110。

上述端盖100外侧面设置多个散热翅片1004，扩大了散热面积，能够通过空气流动，将控制电路板80产生的热量进行散发，防止控制电路板80电子元器件因过热损坏，导致功能失效。

上述端盖100内侧面设置密封环部1005，与安装在定子组件70上的密封圈90形成密封，能够更好地密封密封室，从而防止外部的水进入水泵密封室内部而使电子元器件短路失效。

上述端盖100的安装孔1002二侧设置拆卸槽1006，方便使用工具通过二侧拆卸槽1006对呼吸膜部件110进行更换。

如图19-20所示，还设置呼吸膜部件110，所述呼吸膜部件110包括底座1101、呼吸膜1102和盖子1103。

上述底座1101底部设置4个贯通孔11011，贯通孔11011底端与密封的另一空间709内部连通，上端与底座1101上部的空间连通，并由呼吸膜1102密封，底座1101上部圆周上设置4个排气槽11012，形成呼吸膜1102与外部的气流通道，使电子冷却水泵密封室通过呼吸膜部件110的呼吸膜1102、排气槽11012与外界形成气流通道。

上述底座1101底部设置导向锥面11013，通过导向锥面11013能方便将呼吸膜部件110安装在端盖100的安装孔1002中。

上述底座1101设置梯形槽11014，与端盖100上的梯形突起1003配合并相互卡扣，这样底座1101插入端盖100的安装孔1002时，呼吸膜部件110很难从端盖100上松脱。

上述呼吸膜1102通过热焊头焊接在底座1101的焊接环11015和焊接面11016上，将呼吸膜1102固定在底座1101上并密封贯通孔11011。

上述盖子1103设置卡槽11031，与底座1101设置的卡扣11017相配合，盖子1103装配在底座1101上并卡入底座1101的卡扣11017中，使盖子1103可靠地固定在底座1101上。

上述呼吸膜1102的特性是只允许空气通过，不允许水通过，当电子冷却水泵工作过程中控制电路板会产生大量的热量，引起温度升高，温度升高后会导致内部压力升高使内部与外界产生压差，可以通过呼吸膜部件110进行排气实现内外部压差平衡，防止内部压力过大对水泵密封结构造成破坏，影响密封效果，导致水泵失效，同时也能起到辅助冷却的作用。

上述底座1101为弹性材料，这样拆卸时能产生一定的形变而方便拆卸。

上述呼吸膜1102经过长时间使用后，虽然盖子1103能起到一定的防尘保护作用，但因进排气过程还是会积累一定的灰尘，由于呼吸膜1102的材料特性，很难通过人工清理的方法将灰尘清除干净，将影响呼吸膜1102的进排气效果，使用工具可方便将盖子1103取掉，再将底座1101从端盖100的安装孔1002中取出，重新安装新的呼吸膜部件110。

Claims (9)

1.一种能减振降噪的电子冷却水泵，其包括蜗壳部件、转子叶轮部件、定子组件、控制电路板、端盖，所述定子组件包括壳体、定子部件，所述壳体内部由隔板分成二部分，其中一部分上设置定子部件，定子部件对应的壳体内部设置转子容腔，所述的转子叶轮部件包括转子部件和叶轮部分，叶轮部分固定在转子部件上，所述的转子部件置于转子容腔中，蜗壳部件密封在壳体另一端而形成一空间，叶轮部分置于该空间内，另一部分由端盖密封形成另一空间，控制电路板置于另一空间内，其特征在于：所述转子部件与定子部件之间设置吸音减振件。

2.如权利要求1所述的能减振低噪的电子冷却水泵,其特征在于：所述转子容腔中设置防水杯，所述转子部件的转子轴一端固定在防水杯底部，转子轴另一端连接在蜗壳的孔中。

3.如权利要求2所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：所述转子容腔中设置防水杯，所述防水杯的杯体外壁紧贴定子，所述转子部件的转子轴一端固定在防水杯底部，转子轴另一端连接在蜗壳的孔中。

4.如权利要求2或3所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：所述防水杯底部设置防转扁，所述转子部件的转子轴一端通过过盈配合固定在转子轴防转扁中，转子轴另一端连接在蜗壳的孔中。

5.如权利要求2所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：所述吸音减振件端面上均匀设置多个半球形减振部。

6.如权利要求2所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：所述吸音减振件的每个半球形减振部之间均设置吸音室。

7.如权利要求2所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：所述转子部件的两端分别设置石墨轴套，两石墨轴套之间有冷却液。

8.如权利要求1所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：还包括弹性安装支架，所述弹性安装支架套入定子组件上。

9.如权利要求8所述的能减振低噪的电子冷却水泵，其特征在于：所述衬套上设有安装孔，衬套安装在弹性安装支架的通孔上。

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