CN112840131B - 泵组 - Google Patents

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Abstract

泵组(1)，用于车辆发动机冷却系统，相对于轴线(X‑X)延伸并包括叶轮(2)、轴(3)和电动机(4)，叶轮(2)整体安装在轴上，电动机包括转子(41)和定子(42)，转子整体安装在轴(3)上。泵组(1)包括泵体(5)，泵体相对于轴线(X‑X)延伸，包括：i)叶轮壳体(51)，其将叶轮(2)容纳在叶轮腔室(510)中；ii)电机壳体(52)，将电动机(4)容纳在电机腔室(520)中，其中，电机壳体(52)包括中间管状壁(526)，中间管状壁位于所述转子(41)和所述定子(42)之间，以限定彼此密封地分离的转子腔室(521)和定子腔室(522)。定子腔室(522)包含预定量的冷却油，冷却油至少部分地填充定子腔室，使得定子(42)通过对流被冷却。

Description

泵组
技术领域
本发明涉及一种用于车辆发动机的冷却系统的泵组。特别地，该冷却系统专用于冷却发动机，例如但不必须是车辆的内燃发动机。
背景技术
在现有技术中，存在很多已知的用于发动机冷却系统的泵组的实施例，它们在尺寸和驱动类型上彼此不同。
具体来说，在本文中，作为本发明的目的的泵组具有电动型的驱动装置。换句话说，作为本发明的目的的泵组包括至少一个电动机，该电动机控制包括在其中的叶轮的旋转运动，从而驱动流入冷却系统中的冷却液的运动，泵组可以流体连接至该冷却系统。
泵组的多种技术解决方案是已知的，包括电驱动装置，其中已经解决了这种类型的泵组的主要问题，即需要有效地冷却电动机及其部件。
特别地，存在泵组的已知实施例，其中存在于容纳叶轮的腔室中的冷却液也用于冷却电动机及其部件，特别是包括在其中的转子。
另一方面，这些实施例具有复杂的结构，并且最重要的是，并没有提供特别有效的冷却。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于发动机的冷却系统的泵组，该泵组为电驱动装置，特别是为电驱动装置的电动机，尤其是为电动机的定子提供有效的冷却，从而解决上述问题。
该目的通过本发明的泵组来实现。
附图说明
在下文中将借助附图来详细描述本发明的目的，附图中：
图1示出了根据本发明的一个可行实施例的泵组的纵向截面图；
图2示出了图1中泵组的各独立部分的纵向截面图。
具体实施方式
在前述附图中，用于车辆发动机冷却系统的泵组，优选地用于冷却发动机(例如内燃发动机)的泵组，统一用参考标记1表示。
作为本发明目的的泵组1优选地在长度上相对于轴线X-X延伸。
作为本发明的目的的泵组1包括可相对于所述轴线X-X旋转的叶轮2。换句话说，所述叶轮2具有位于所述轴线X-X上的旋转中心。
优选地，叶轮2是径向型的，其特别设计成优选地在轴向方向上对冷却液执行吸入作用，并且优选地在径向方向上执行推力作用。
再则，根据本发明，泵组1包括在长度上沿轴线X-X延伸的轴3。优选地，所述轴3包括叶轮端32，叶轮2整体安装在该叶轮端上。
根据本发明，泵组1包括适于控制轴3旋转的电动机4。
电动机4包括转子41和定子42。根据优选实施例，转子41和定子42关于轴线X-X同心布置。
根据本发明，转子41整体安装(例如装配)到所述轴3上：轴3的旋转，进而叶轮2的旋转，对应于转子41的电子控制旋转。定子42沿轴向在周向上包围转子41。特别地，定子42包括形成定子磁极的多个定子线圈。
根据本发明，泵组1包括相对于轴线X-X延伸的泵体5，该泵体适于容纳泵组1的各种运行部件，并适于流体连接到车辆的冷却系统。
泵体5实际上包括叶轮壳体51，在该叶轮壳体中，叶轮2容纳在叶轮腔室510中。叶轮壳体51实际上流体连接至冷却系统管道。
另外，泵体5还包括电机壳体52，电动机4容纳在该电机壳体52中。特别地，电机壳体52包括电机腔室520，转子41和定子42均容纳在该电机室中。
根据优选实施例，电机壳体52包括底壁523和侧壁524，该侧壁在高度上从所述底壁523延伸，优选地平行于轴线X-X。
另外，优选地，电机壳体52包括封闭板525，该封闭板接合所述侧壁524，以封闭和界定电机腔室520。
应该注意的是，如通过示例的方式所示出的，并且从下文中描述的内容中可明显看出，上述部件中的一些是如何布置的(底壁523、侧壁524、封闭板525可以具有专用形状的开口，例如用于流体通过或用于轴3的通过或支撑)。电机壳体2支撑轴3的自由旋转：具体地，所述底壁523和所述封闭板525包括专用形状的支撑部分和/或连接部分(例如，容纳滑动构件，比如黄铜轴承)，该支撑部分和/或连接部分尤其适于支撑轴3围绕轴线X-X自由旋转。
另外，根据本发明，电机壳体52包括中间管状壁526，该中间管状壁平行于轴线X-X延伸，位于转子41和定子42之间的中间径向位置中。
中间管状壁526在电机腔室52中划分出转子腔室521和定子腔室522。换句话说，电机腔室520分成转子腔室521和定子腔室522。
转子腔室521和定子腔室522密封地彼此分离。
根据本发明，定子腔室522包含预定量的冷却油。特别地，所述预定量的冷却油至少部分填充所述定子腔室522，使得定子42通过对流被冷却。换句话说，预定量的冷却油至少部分填充存在于所述定子腔室522中的空置空间，即未经定子42占据的空间。
根据优选实施例，所述冷却油是电介质(dielectric)类型的。换句话说，所述冷却油是电绝缘体。再换句话说，在冷却油中避免了电传导。
根据优选实施例，预定量的冷却油填充定子腔室522的一部分并限定自由表面。以此方式，定子腔室522的至少一部分是空的(即，定子腔室522的至少一部分中有空气)。换句话说，定子腔室522的至少一部分限定空置体积。
优选地，该空置空间适于补偿材料、定子和/或泵组以及油的任何热体积膨胀。
另外，由于上述空置空间的存在，当泵组1受到震动时，例如由于车辆的运动，冷却油在定子腔室522中自由移动，从而通过强制对流促进定子42的冷却。
根据优选实施例，预定量的冷却油填充定子腔室522，以润湿所述线圈的所有自由表面，例如在大于定子42的轴向高度处具有自由表面。
换句话说，整个定子42处于油浴中。
根据本发明，定子腔室中冷却油的存在保证了根据自然对流(例如在车辆的静止阶段)和根据强制对流(例如在车辆的运动阶段)而冷却定子腔室。
根据优选实施例，中间管状壁526轴向延伸，其包括密封地接合底壁523的第一端526’和密封地接合封闭板525的第二端526”。换句话说，中间管状壁526可以安装在电机腔室中。
根据其它变型实施例，中间管状壁526具有与底壁523成整体的其中一个所述端部或与封闭板525成整体的其中一个所述端部。
根据优选实施例，转子腔室521与叶轮腔室51流体连接，使得冷却液流入所述转子腔室521中。
优选地，轴3包括轴向通孔300，冷却液可流过该轴向通孔。
根据优选实施例，泵体5包括控制壳体53，该控制壳体容纳连接至电动机4的电子控制单元6。换句话说，泵组1包括所述电子控制单元6，所述电子控制单元控制电动机4，特别地控制电动机的定子42。
根据优选实施例，控制壳体53包括控制腔室530，所述电子控制单元6容纳在该控制腔室中。
根据优选实施例，控制壳体53密封地安装在电机壳体52上。优选地，控制壳体53与叶轮壳体轴向相对安装。
再则，根据优选实施例，控制壳体53和电机壳体52界定辅助冷却腔室532，该辅助冷却腔室流体连接至定子腔室522，使得所述辅助冷却腔室532也包含冷却油。
再则，根据优选实施例，控制壳体53和电机壳体52界定第二辅助冷却腔室531，该第二辅助冷却腔室流体连接至定子腔室521，使得冷却液也可以流体到达所述第二辅助冷却腔室531。
根据优选实施例，作为本发明的目的的泵组1是双重类型的，除了电驱动装置之外，还包括机械驱动装置，该机械驱动装置又作用在轴3上。
另外，本发明的目的是一种根据上述内容的泵组1的组装方法。所述方法的包括将预定量的冷却油注入定子腔室522的步骤。
特别地，所述组装方法首先提供了将定子42插入电机腔室520，优选地插入定子腔室522的步骤。
一旦预定量的冷却油已经注入定子腔室522中，在冷却方法的优选实施例中，执行密封地安装封闭板525的步骤，以便密封定子腔室522。
否则，在优选实施例中，其中封闭板525已经安装，油因此通过底壁523中的开口注入，提供了将控制壳体53密封地安装在电机壳体52上的步骤。
创新地，作为本发明的目的的泵组满足了电动机的冷却要求，并且克服了与上述现有技术解决方案相关的缺点。
有利的是，作为本发明的目的的泵组提供了电动机的冷却，特别是电动机的定子的冷却，这是特别有效的。
有利的是，定子有效地运行，电动机的产出就更大。有利的是，由于冷却油的存在，定子得到有效的冷却。
有利的是，定子通过自然对流和/或强制对流得到有效的冷却。有利的是，在静态车辆情况和动态车辆情况下，定子都能得到有效的冷却。
有利的是，定子腔室中预定量的油允许并补偿定子、泵组和/或冷却油的任何热膨胀，同时减小定子腔室中的空间。
有利的是，泵组具有简单且紧凑的形状和大小。有利的是，实际上，泵组不需要特定的部件来冷却电动机，特别是定子。
有利的是，充分利用上述优点的双泵组的实施例是可预见的。
显然，本领域技术人员为了满足可能的需要，可以对泵组进行改变，所有这些都包含在由以下权利要求限定的保护范围内。
再则，描述为属于可行实施例的每个变型可以独立于所描述的其他变型来实现。

Claims (15)

1.一种泵组(1)，用于车辆发动机的冷却系统，所述泵组相对于轴线(X-X)延伸并且包括：
叶轮(2)，能够围绕所述轴线(X-X)旋转；
轴(3)，沿所述轴线(X-X)延伸，所述轴包括叶轮端(322)，所述叶轮(2)整体安装在所述叶轮端上；
电动机(4)，包括转子(41)和定子(42)，所述转子整体安装在所述轴(3)上，所述定子沿轴向在周向上包围所述转子(41)；泵体(5)，相对于所述轴线(X-X)延伸，所述泵体包括：
i)叶轮壳体(51)，将所述叶轮(2)容纳在叶轮腔室(510)中；
ii)电机壳体(52)，将所述电动机(4)容纳在电机腔室(520)中，其中，所述电机壳体(52)包括中间管状壁(526)，所述中间管状壁平行于所述轴线(X-X)延伸并位于所述转子(41)和所述定子(42)之间的中间径向位置中，从而在所述电机壳体中限定转子腔室(521)和定子腔室(522)；
其中，所述转子腔室(521)和所述定子腔室(522)彼此密封地分离，其中，所述定子腔室(522)包含预定量的冷却油，所述冷却油至少部分地填充所述定子腔室(522)，以便通过对流冷却所述定子(42)，
其中，所述预定量的冷却油填充所述定子腔室(522)的一部分并限定自由表面，以便在所述泵组(1)受到震动的情况下，所述冷却油在所述定子腔室(522)中自由移动，从而通过强制对流促进所述定子(42)的冷却，
其中，所述泵体(5)包括控制壳体(53)，所述控制壳体限定容纳电子控制单元(6)的控制腔室(530)，所述电子控制单元连接至所述电动机(4)，其中，所述控制壳体(53)密封地安装在所述电机壳体(52)上，
其中，所述控制壳体(53)和所述电机壳体(52)界定与所述定子腔室(522)流体连接的辅助冷却腔室(532)，使得所述辅助冷却腔室(532)也包含冷却油。
2.根据权利要求1所述的泵组(1)，其中，所述冷却油是电介质类型的。
3.根据权利要求1或2所述的泵组(1)，其中，所述定子(42)包括形成定子磁极的多个定子线圈，其中，所述预定量的冷却油填充所述定子腔室(522)，以润湿所述线圈的所有自由表面。
4.根据权利要求1所述的泵组(1)，其中，所述电机壳体(52)包括底壁(523)和在高度上延伸的侧壁(524)，其中，所述电机壳体(52)包括封闭板(525)，所述封闭板密封地接合所述侧壁(524)，以封闭并界定所述电机腔室(520)。
5.根据权利要求4所述的泵组(1)，其中，所述中间管状壁(526)轴向延伸并包括密封地接合所述底壁(523)的第一端(526’)和密封地接合所述封闭板(525)的第二端(526”)。
6.根据权利要求4所述的泵组(1)，其中，所述转子腔室(521)与所述叶轮腔室(510)流体连接，使得冷却油流入所述转子腔室(521)中。
7.根据权利要求6所述的泵组(1)，其中，所述轴(3)包括轴向通孔(300)，冷却油流动通过所述轴向通孔。
8.根据权利要求7所述的泵组(1)，其中，所述控制壳体(53)和所述电机壳体(52)界定与所述转子腔室(521)流体连接的第二辅助冷却腔室(531)，使得冷却油也流体到达所述第二辅助冷却腔室(531)。
9.根据权利要求1所述的泵组(1)，还包括机械驱动装置，所述机械驱动装置操作地连接至所述轴(3)，以与所述电动机一起控制所述轴的旋转，或代替所述电动机来控制所述轴的旋转。
10.根据权利要求1所述的泵组(1)，其中，所述震动由车辆的运动而引起。
11.根据权利要求3所述的泵组(1)，其中，在轴向高度大于所述定子(42)处具有自由表面。
12.一种泵组(1)的组装方法，所述泵组为根据权利要求4所述的泵组，所述组装方法包括以下步骤：
将预定量的冷却油注入所述定子腔室(522)中。
13.根据权利要求12所述的泵组(1)的组装方法，包括以下步骤：
将所述定子(42)插入所述电机腔室(520)中；
将预定量的冷却油注入所述定子腔室(522)中；
密封地安装所述封闭板(525)，以便密封所述定子腔室(522)。
14.根据权利要求12所述的泵组(1)的组装方法，包括以下步骤：
将所述定子(42)插入所述电机腔室(520)中；
密封地安装所述封闭板(525)，以便密封所述定子腔室(522)；
将预定量的冷却油注入所述定子腔室(522)中；
将所述控制腔室(530)密封地安装在所述电机壳体(52)上。
15.根据权利要求13或14所述的泵组(1)的组装方法，其中，将所述定子(42)插入所述定子腔室(522)中。
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