一种新能源车辆刹车真空助力器用电子真空泵
技术领域
本实用新型涉及一种真空泵,具体涉及一种新能源车辆刹车真空助力器用电子真空泵。
背景技术
国内现有的汽柴油机车辆上使用的真空泵分为两种,一种为机械式真空泵,依靠发动机来提供动力,这类真空泵国内目前有一些厂家生产,已经逐渐趋于成熟;另一种为电子真空泵,依靠自带电机提供动力,这类真空泵目前国内汽车厂商基本都是采用进口,特别是进口德国产品;而国内虽有科研院所和汽车厂商零星研究,取得了一定的进展,但从目前市场反馈情况来看,尚没有成熟的产品,更没有实现量产、大规模销售的国内产品。
随着国家重点推进新能源车辆的研发,鼓励新能源车辆的发展,我公司发现将现有国内的电子真空泵应用到新能源车辆上后,存在一系列问题,如动力不够、抽真空速度太慢、使用寿命短等问题,即现有产品无法提供良好的性能,某些技术指标无法满足新能源车辆发展的需要。目前德国已经开发出了专门用于新能源车辆的专业电子真空泵,各项性能指标在同行业中处于领先地位,我国汽车厂商在开发新能源车辆时,基本只能选择国外进口产品,国内尚没有成熟的替代品。
中国专利文献CN 101603536 B(申请号 200910100508.8)公开了一种汽车用电动真空泵,包括电机总成、壳体、定子组件、转子和压盖,所述壳体上设有进气口和出气口,所述定子组件和电机总成输出轴形成径向偏心,所述转子上滑动连接有叶片,所述电机总成驱动叶片在定子组件内转动,所述壳体与压盖形成一密封缓冲腔,空气通过进气口进入密封缓冲腔并从出气口排出;所述定子组件依次包括定子座、定子和定子盖,所述定子座上设有与壳体进气口相通的进气槽,所述定子盖上设有与密封缓冲腔、壳体出气口相通的出气槽,所述定子轴向宽度与叶片对应,所述进气槽呈弧形,所述弧形进气槽与转子的弧形对应并设在转子外圆周处,所述出气槽呈弧形,所述弧形出气槽与转子的弧形对应并设置在转子的外圆周处。
上述真空泵用在汽油车上,发动机提供的真空吸力不能满足汽车刹车,使用上述真空泵只能起到辅助真空作用;将它用在新能源电动汽车上时,由于电动汽车完全依靠真空泵提供真空,上述真空泵达不到电动汽车刹车工作的要求。
另外,中国专利文献CN 102878080 A(申请号 201210427352.6)公开了一种电动真空泵,包括电机和泵体,所述泵体包括沿中心线依次套装在电机输出轴上的端盖、底板、接头和转子,所述转子剖面为圆形,其外套有定子,所述定子内壁剖面为椭圆形或近椭圆形,沿所述转子的圆周面上均匀开有多个叶片槽,叶片的一端插入叶片槽中,另一端与定子内壁接触,盖板封闭覆盖在定子表面上,所述外壳套装在端盖上;所述定子、转子、底板及盖板之间形成的空腔被多个叶片分隔成多个不同体积的泵室,所述端盖上设进气口和排气口,进气口与端盖内的气体缓冲室连通,所述气体缓冲室经底板上的进气开槽与空腔连通,所述空腔经盖板上的排气开槽与端盖和外壳之间形成的封密区连通,所述封密区与端盖上的排气口连通。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种进气阻力小、抽真空效率高的适合新能源电动汽车用的刹车真空助力器用电子真空泵。
实现本实用新型目的的技术方案是一种新能源车辆刹车真空助力器用电子真空泵,包括电机总成、支撑基座、泵室下盖、驱动套、泵转子、叶片、泵室、泵室上盖、泵体盖和固定销;泵室下盖、驱动套和泵转子与电机总成的输出轴同轴线设置;泵室下盖设置在泵室的下方,泵室上盖置在泵室的上方,泵室下盖包括进气槽、导流槽、安装孔、定位缺口和轴孔,泵室下盖的两侧各设有一组相连通的进气槽和导流槽;进气槽为上下贯通的通槽,导流槽为上下不贯通的盲槽,导流槽的开口朝向泵室。
泵室包括内腔、进气通孔、安装孔和定位缺口;进气通孔设置在泵室的两侧。
泵室上盖包括进气槽、出气槽、排气口、安装孔和定位缺口;泵室上盖的左右两侧各设一组相连通的进气槽和出气槽,进气槽和出气槽均为上下不贯通的盲槽,进气槽和出气槽的开口朝向泵室;进气槽的形状、大小与泵室下盖的进气槽相同;出气槽的形状、大小与泵室下盖的导流槽相同。
所述泵室下盖的进气槽与支撑基座的储气腔相通,泵室上盖的排气口与泵体盖的内腔相通。
泵室下盖的进气槽设置在泵室的进气通孔所在部位的下方,不与泵室的内腔相通;泵室上盖的进气槽设置在泵室的进气通孔所在部位的上方,不与泵室的内腔相通。
泵室下盖的左侧进气槽、泵室的左侧进气通孔以及泵室上盖的左侧进气槽相连通,形成一道气体通路;同样的,泵室下盖的右侧进气槽、泵室的右侧进气通孔以及泵室上盖的右侧进气槽相连通,也形成一道气体通路。
泵室下盖的导流槽与泵室的内腔相通,泵室上盖的出气槽与泵室的内腔相通;泵室下盖的导流槽与泵室上盖的出气槽以泵室的中心横截面为对称面对称设置。
所述支撑基座包括密封圈、进气管、出气管、储气腔、出气口、安装架和安装套;进气管设置在支撑基座主体的外侧,进气管的出口与储气腔相通;出气管设置在支撑基座主体的外侧,出气管的进气口与支撑基座上表面的出气口相连通;所述支撑基座(2)上表面的出气口与泵体盖和泵室之间的空腔相连通。
进一步地,泵转子与泵室下盖的轴向间隙为0.01~0.03mm,与泵室上盖的轴向间隙为0.01~0.03mm;泵转子与泵室内腔水平方向最小间隙为0.01~0.03mm。
所述泵室下盖的进气槽的形状为弧形;泵室下盖的导流槽包括连接槽段和出气槽段,连接槽段与进气槽相接,连接槽段的槽宽度大于出气槽段的宽度;出气槽段的形状为弧形,出气槽段较进气槽靠近轴孔。
泵室下盖的安装孔、泵室的安装孔和泵室上盖的安装孔同轴线设置,通过固定销固定连接;泵室下盖的定位缺口、泵室的定位缺口和泵室上盖的定位缺口同轴线设置,通过固定销固定连接。
所述泵室上盖的排气口有两个,对称设置在泵室上盖的两侧;每一侧的排气口靠近该侧的进气槽的端头设置。
所述泵转子包括叶片槽、轴孔、驱动套安装孔和插脚口;驱动套安装孔和插脚口位于泵转子朝向支撑基座的一侧。
驱动套包括圆柱形主体和主体外周的两个插脚,圆柱形主体的中央的轴孔与泵转子的轴孔同轴线;驱动套的圆柱形主体放置在驱动套安装孔内,驱动套的两个插脚分别插入泵转子的插脚口内。
泵体盖的内部平面上设置一个与泵体盖同轴线的圆环柱体,该圆环柱体与泵体盖之间形成环形消音槽。
作为优选的,圆环柱体的内部还设置环形凸台,环形凸台设置在泵体盖的内部平面上,外径与圆环柱体的内径相同。
所述泵室每一侧的进气通孔包括3~6个直径为2mm的通孔。
本实用新型具有积极的效果:(1)本实用新型的真空泵工作时,气体由支撑基座进气口进入,在支撑基座的储气腔内分为左右两路,分别进入泵室下盖的两个进气口;对于泵室下盖的每一个进气口,进入的气体的一部分通过泵室下盖的气道从下往上进入到了泵室内腔,气体的另一部分则通过泵室边缘的通气孔到达了泵室上盖的气道,气体最终从上往下进入到了泵室内腔,从而气体通过四条气路进入泵室内腔;泵室上盖设有两个排气口,气体最终通过两条气路流出泵室内腔,因此形成了四进两出的气路;也就是说,从下盖的一个进气口进入的气体分成上、下两路进入泵室内腔,这样大大减小了进气阻力,增加了泵室进气量,从而相等的能耗下,本实用新型的真空泵的抽真空效率更高。
电机驱动泵转子工作,泵转子叶片由于离心力作用,叶片甩出贴着泵室内壁转动,叶片将泵室和泵室的上下盖分割成大小不同的密封气室,密封的气室里的空气,逐渐被压缩,最后从泵室上盖的出气孔排出,进入到了泵体盖与支撑基座形成的缓冲腔,最终气体从支撑基座的出气口排到大气中。
(2)本实用新型的真空泵的泵转子与泵室上下盖的轴向间隙为0.01~0.03mm,减少了泵转子与泵室上下盖的摩擦阻力,提高了电动真空泵的工作效率;泵转子与泵室内腔水平方向最小间隙为0.01~0.03mm,该间隙大小设计虽然对装配精度要求高,但是该间隙既保证了最大真空度又能防止泵转子与泵室内腔卡死,真空泵的抽真空效率更高。
(3)本实用新型的真空泵采用大外径泵转子和八叶片设计以保证抽气速度。
(4)本实用新型的真空泵的泵室的进气通孔设置在泵室的两侧,每一侧各有一组4个φ2进气通孔。因此气流均匀地通过进气通孔上升,降低了进气噪音。
另外,泵体盖的内部平面上还设置消音槽,从泵室上盖流出的气体在消音槽中形成涡旋,然后从支撑基座的出气口流出;由于消音槽的存在,进一步降低了真空泵工作时的噪音。
附图说明
图1为本实用新型的真空泵的结构示意图;
图2为图1的真空泵的爆炸图;
图3为真空泵的支撑基座的结构示意图;
图4为图2中的泵室下盖的结构示意图;
图5为从图4的下方观察的结构示意图;
图6为图2中的泵转子的结构示意图;
图7为将图6翻转180°后的结构示意图;
图8为图2中的泵室的结构示意图;
图9为图2中的泵室上盖的结构示意图;
图10为从图9下方观察的结构示意图;
图11为泵体盖的内部结构示意图;
图12为支撑基座、泵室下盖、泵室、驱动套、泵转子、叶片的安装示意图;
上述附图中的标记如下:
电机总成1;
支撑基座2,密封圈21,进气管22,进气管出口22-1,出气管23,储气腔24,出气口25,安装架26,安装套27;
泵室下盖3,进气槽31,导流槽32,连接槽段32-1,出气槽段32-2,安装孔33,定位缺口34,轴孔35;
驱动套4;
泵转子5,叶片槽51,轴孔52,驱动套安装孔53,插脚口54;
叶片6;
泵室7,内腔71,进气通孔72,安装孔73,定位缺口74;
泵室上盖8,进气槽81,出气槽82,排气口83,安装孔84,定位缺口85;
泵体盖9,消音槽91,环形凸台92,固定销100。
具体实施方式
(实施例1)
见图1和图2,本实施例的新能源车辆刹车真空助力器用电子真空泵包括电机总成1、支撑基座2、泵室下盖3、驱动套4、泵转子5、叶片6、泵室7、泵室上盖8、泵体盖9和固定销100。泵室下盖3、驱动套4、泵转子5、叶片6、泵室7、泵室上盖8和固定销100设置在泵体盖9内。泵室下盖3、驱动套4和泵转子5与电机总成1的输出轴同轴线设置。
见图3,所述支撑基座2包括密封圈21、进气管22、出气管23、储气腔24、出气口25、安装架26和安装套27。支撑基座2通过安装架26和安装套27与电机总成1固定相连,泵体盖9与支撑基座2固定连接。所述安装架26设置在支撑基座2主体的两侧,安装套27与减震垫组合后,对支撑基座2和电机总成1进行固定,起到减震降噪的作用。同样的,泵体盖9与支撑基座2之间也设有减震垫。
见图2,密封圈21设置在泵室下盖3的下方,保证泵室下盖3与支撑基座2之间的密封性。密封圈21的形状与支撑基座2上表面的轮廓相适应,与支撑基座2上表面各凸出部分的边缘贴合。进气管22设置在支撑基座2主体的外侧,进气管22的出口22-1与储气腔24相通。出气管23设置在支撑基座2主体的外侧,出气管23外套有出气护套;出气管23与支撑基座2上表面的出气口25相连通;所述支撑基座2上表面的出气口25与泵体盖9和泵室7之间的空腔相连通。
见图4和图5,泵室下盖3包括进气槽31、导流槽32、安装孔33、定位缺口34和轴孔35。轴孔35设置在泵室下盖3的中央。泵室下盖3的两侧各设有一组相连通的进气槽31和导流槽32。进气槽31为上下贯通的通槽,进气槽31的形状为弧形。导流槽32为上下不贯通的盲槽,导流槽32的开口朝向泵室。导流槽32包括连接槽段32-1和出气槽段32-2,连接槽段32-1与进气槽31相接,连接槽段32-1的槽宽度大于出气槽段32-2的宽度。出气槽段32-2的形状为弧形,出气槽段32-2较进气槽31靠近轴孔35。导流槽32与泵室内腔71相通。
安装孔33为上下贯穿的通孔,设置在泵室下盖3主体的外侧,本实施例中沿周向等间距设置4个,一组相连通的进气槽31和导流槽32设置在两个安装孔33之间。定位缺口34设置在泵室下盖3主体的两侧。
驱动套4、泵转子5和叶片6设置在泵室7内。
见图2、图6和图7,所述泵转子5包括叶片槽51、轴孔52、驱动套安装孔53和插脚口54。泵转子5的外径为38mm,轴孔52设置在泵转子5的中央。叶片槽51有8个,叶片槽51为方槽。驱动套安装孔53和插脚口54位于泵转子5朝向支撑基座2的一侧。驱动套4包括圆柱形主体和主体外周的两个插脚,圆柱形主体的中央的轴孔与泵转子5的轴孔同轴线。驱动套4的圆柱形主体放置在驱动套安装孔53内,驱动套4的两个插脚分别插入泵转子5的插脚口54内。
见图8,所述泵室7包括内腔71、进气通孔72、安装孔73和定位缺口74。内腔71为椭圆形,进气通孔72设置在泵室7的两侧,每一侧各有一组4个φ2(直径2mm)进气通孔72。气流均匀地通过进气通孔72上升,降低了进气噪音。安装孔73设置在泵室7的四角,本实施例中等间距设置4个,一组4个进气通孔72设置在两个安装孔73之间。每组进气通孔72分别与泵室下盖的进气槽31的位置上下对应。定位缺口74设置在泵室7的两侧。
见图9和图10,所述泵室上盖8包括进气槽81、出气槽82、排气口83、安装孔84和定位缺口85。泵室上盖8的两侧各设一组相连通的进气槽81和出气槽82,进气槽81和出气槽82均为上下不贯通的盲槽,进气槽81和出气槽82的开口朝向泵室7。进气槽81的形状为弧形,进气槽81的形状、大小与泵室下盖3的进气槽31相同。出气槽82的形状、大小与泵室下盖3的导流槽32相同,因此出气槽82也包括连接槽段和出气槽段,连接槽段与进气槽81相接,连接槽段的槽宽度大于出气槽段的宽度。出气槽段的形状为弧形,出气槽段较进气槽81靠近泵室上盖8的中央。出气槽82与泵室内腔71相通。
排气口83有两个,对称设置在泵室上盖8的两侧。每一侧的排气口83靠近该侧的进气槽81的端头设置。安装孔84设置在泵室上盖8的四角,本实施例中沿周向等间距设置4个。定位缺口85设置在泵室上盖8的两侧。
见图11,泵体盖9的内部平面上还设置消音槽91,所述消音槽91为开口朝向泵室7的环形槽。泵体盖9的内部平面上(图2中为顶部平面)设置一个与泵体盖9同轴线的圆环柱体,该圆环柱体与泵体盖9之间形成消音槽91。为了加强消音槽91的强度,圆环柱体的内部还设置环形凸台92,该环形凸台92设置在泵体盖9的内部平面上,它的外径与圆环柱体的内径相同。从而从泵室上盖8的排气口83流出的气体在消音槽91中形成涡旋,然后从支撑基座的出气口流出;由于消音槽的存在,进一步降低了真空泵工作时的噪音。
见图12,电机总成1的输出轴依次穿过泵室下盖3的轴孔35和泵转子5的轴孔52。泵室下盖3的安装孔33、泵室7的安装孔73和泵室上盖8的安装孔84分别同轴线设置,通过固定销100固定连接。泵室下盖3的定位缺口34、泵室7的定位缺口74和泵室上盖8的定位缺口85分别同轴线设置,通过固定销100定位并固定连接。
泵室下盖3设置在泵室7的下方,泵室上盖8设置在泵室7的上方。泵室下盖3的进气槽31与支撑基座2的储气腔24相通。泵室上盖8的排气口83与泵体盖9的内腔相通。
见图2,泵室下盖3的进气槽31设置在泵室7的进气通孔72所在部位的下方,不与泵室7的内腔直接相通。泵室上盖8的进气槽81设置在泵室7的进气通孔72所在部位的上方,不与泵室7的内腔直接相通。
泵室下盖3的一侧进气槽31设置在泵室7的一侧进气通孔72下方,泵室上盖8的一侧进气槽81设置在泵室7的一侧进气通孔72上方;泵室下盖3的另一侧进气槽31设置在泵室7的另一侧进气通孔72下方,泵室上盖8的另一侧进气槽81设置在泵室7的另一侧进气通孔72上方。在本实施例中,泵室下盖3的左侧进气槽31、泵室7的左侧进气通孔72以及泵室上盖8的左侧进气槽81相连通,形成一道气体通路;同样的,泵室下盖3的右侧进气槽31、泵室7的右侧进气通孔72以及泵室上盖8的右侧进气槽81相连通,也形成一道气体通路。
泵室下盖3的导流槽32与泵室7的内腔相通,泵室上盖8的出气槽82与泵室7的内腔相通。泵室下盖3的导流槽32与泵室上盖8的出气槽82以泵室7的中心横截面为对称面对称设置,从泵室下盖3的导流槽32与泵室上盖8的出气槽82流出的气体进入泵室7的同一区域。
泵转子5与泵室上下盖的轴向间隙分别为0.01~0.03mm,减少了泵转子5与泵室上下盖的摩擦阻力,提高了电动真空泵的工作效率;泵转子5与泵室7内腔水平方向最小间隙为0.01~0.03mm,也即泵转子5与泵室7的最小直径处的间隙为0.01~0.03mm,既保证了最大真空度又能防止泵转子与泵室内腔卡死。
本实用新型的真空泵工作时,气体由支撑基座2的进气管22进入,在支撑基座2的储气腔24缓冲后,分为左右两路,分别进入泵室下盖3的两个进气槽31。此时进入进气槽31的一部分气体从下向上进入泵室7的进气通孔72,到达泵室上盖8的进气槽81,然后从与进气槽81相通的出气槽82从上向下进入泵室7的内腔;进入进气槽31的另一部分气体通过与进气槽31相通的导流槽32进入泵室7的内腔。因此,从进气槽31进入的气体分成上下两路进入泵室内腔,这样大大减小了进气阻力,增加了泵室进气量,从而相等的能耗下,本实用新型的真空泵的抽真空效率更高。
电机驱动泵转子5工作,泵转子叶片6由于离心力作用,叶片6甩出贴着泵室7内壁转动,叶片将泵室和泵室的上下盖分割成大小不同的密封气室,密封的气室里的空气逐渐被压缩,最后从泵室上盖的两个排气孔83排出,进入到了泵体盖9形成的缓冲腔,最终气体从支撑基座的出气管23排到大气中,此时完成压缩和排气过程的两叶片间的空腔中形成真空,当这两个叶片再次转动至泵室7的上、下气体进口时,产生真空吸力,解决汽车制动时真空助力器所需真空度不足的问题。本实用新型的真空泵形成了四进两出的气路,这样的气体管路设计,大大增加了泵室进气量,进一步提高了抽气速度。