CN207892849U - 液能回收水泵及其液能回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆液能回收技术领域，公开了液能回收水泵及其液能回收系统，包括泵体(10)和与泵体(10)右侧连接的泵盖(11)，其特征在于：泵体(10)的左侧设有与泵体(10)连接的马达(1)，泵体(10)内设有左端与马达(1)连接的花键轴(14)，花键轴(14)上还设有套设在花键轴(14)上的水封环(16)，水封环(16)设在叶轮(13)的左侧，水封环(16)的左侧还设有套设在花键轴(14)上的油封环(18)，水封环(16)和油封环(18)之间设有泄水管(17)。本实用新型当能有效阻止水泵冷却液，从而实现高寿命、高可靠性，并用泄水管将冷却液引致车辆底盘下，避免冷却液进入齿轮马达造成，液压油报废。

Description

液能回收水泵及其液能回收系统

技术领域

本实用新型涉及车辆液能回收技术领域，尤其涉及一种液能回收水泵及其液能回收系统。

背景技术

目前新能源汽车转向泵通常采用电机拖动，由于转向特性，转向泵不能停止，存在此种情况，当不需要转向时，转向泵也需要一直工作，通常10-12米车，需要16L/min，1～2Mpa最低转向压力，对应的电机能耗为0.5～0.75KW，不需要转向时，时直接通过转向器回到油箱，由此造成电机能耗为0.5～0.75KW的能源浪费。

现有厂家为利用此能源，常采用滑片式电动空压机和转向泵集成一起，即电机一端驱动空压机，另一端驱动转向泵，实际效果并不理想，原因主要有两条，1.滑片式空压机所需转速较高2800rpm，转向泵一般转速为1500rpm左右，通常处理方式是空压机需要加载时，系统转速升高到2800rpm，这会引起转向泵流量急剧上升，而多余的流量由节流阀和溢流阀卸荷回流油箱，此时转向泵最高流量大致为32L/min，转向泵压力为2～3MPa，转化为电机能耗为1.5～2.2KW，反而造成1KW多电量浪费；2.由于转向泵不能停止，所以空压机也不能停止，而一般3KW滑片式空压机最佳空载能耗500W以上，由此可知，此种方法并不节能，能耗反而加倍，只是将转向泵集成到空压机上而已。

国内电动水泵常因水泵电机技术积累时间较短，电机故障较多、电气老化等诸多影响寿命因素；而传统水泵主要因为水泵在静置时，水封容易渗水引起发动机进水油乳化事故。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中不节能、水封渗水影响油乳化的缺点，提供了一种节能、水封渗水不影响油乳化的液能回收水泵及其液能回收系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

液能回收水泵，包括泵体和与泵体右侧连接的泵盖，泵体的左侧设有与泵体连接的马达，泵体内设有左端与马达连接的花键轴，花键轴上还设有套设在花键轴上的水封环，水封环设在叶轮的左侧，水封环的左侧还设有套设在花键轴上的油封环，水封环和油封环之间设有泄水管。当水泵静止时，水封环少量渗水，通过退水孔和导水管引致外面，当水封环失效时，油封可起封水作用，由于马达设有油封环，也能有效阻止水泵冷却液，从而实现高寿命、高可靠性，通过在水封环和油封环之间设置泄水管，并用泄水管将冷却液引致车辆底盘下，避免冷却液进入齿轮马达造成，液压油报废。

作为优选，花键轴的右端设有与花键轴连接的叶轮，泵体和泵盖的内部形成叶轮腔，叶轮设在叶轮腔内，叶轮的右侧设有与叶轮相抵的限位螺母，限位螺母与花键轴的右端螺纹连接。限位螺母为六角法兰面螺母，利用螺母法兰面和叶轮有较大接触面，具有更大摩擦力有效防止螺母松动，避免叶轮旋出造成事故。

作为优选，花键轴由左至右包括依次连接第一花键轴段、第二花键轴段、第三花键轴段，第一花键轴段的圆柱直径、第二花键轴段的圆柱直径、第三花键轴段的圆柱直径由左至右逐渐减小，叶轮和限位螺母设在第一花键轴段上，水封环设在第二花键轴段上，第一花键轴段上设有套设在第一花键轴段上的双列角接触球轴承，双列角接触球轴承设在泵体和第一花键轴段之间。增强了泵体内部结构的紧凑，从而增强泵体内部各部件运作的稳定性，避免花键轴上各个部件在工作中互相造成干扰。

作为优选，双列角接触球轴承的左侧设有孔用弹性挡圈，孔用弹性挡圈套设在第一花键轴段的左端。

作为优选，还包括水泵支架，泵体和马达通过水泵支架连接，泵体和水泵支架之间通过螺栓连接，马达和水泵支架通过内六角圆柱螺钉连接。通过水泵支架增强泵体和马达的连接强度。

作为优选，马达上马达轴的右端部设有内花键，花键轴的左端设有外花键，马达和花键轴通过内花键和外花键配合连接。简化了马达和花键轴的连接，降低了泵体内部安装所需的空间。

液能回收系统，包括以上所述的液能回收水泵，还包括转向器和转向油泵，转向油泵上设有与转向油泵连接的电机，马达上设有马达进油口和马达出油口，转向油泵上设有油泵进油口和油泵出油口，油泵出油口和马达进油口连接，马达出油口与转向器连接。

作为优选，还包括油箱，转向器和油泵进油口分别与油箱连接。通过电机驱动转向油泵旋转，电能转化为转向油泵机械能，带动油泵转动，转向油泵通过液压管路从油箱吸油，将转向油泵机械能将液压油转化具有一定流量和压力的液压能(通常10米车为16L/min，压力未0-16MPa,行车状态为0.5-2MPa), 油泵出油口接向马达进油口，液压能带动马达旋转，马达通过花键链接驱动水泵工作，马达出油口连接转向器，转向器接回油管液压油流回油箱，从而实现液能驱动水泵，由于油箱、转向器、水泵、转向油泵之间串联，实际水泵转速能来自转向油泵流量，还是有效回收了油泵液压能，转向油泵电机能耗增加很少，也具有较高的节能效益。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：当水泵静止时，水封环少量渗水，通过退水孔和导水管引致外面，当水封环失效时，油封可起封水作用，由于马达设有油封环，也能有效阻止水泵冷却液，从而实现高寿命、高可靠性，通过在水封环和油封环之间设置泄水管，并用泄水管将冷却液引致车辆底盘下，避免冷却液进入齿轮马达造成，液压油报废，水泵转速能来自转向油泵流量，还是有效回收了油泵液压能，转向油泵的电机能耗增加很少，也具有较高的节能效益。

附图说明

图1是本实用新型液能回收水泵的结构示意图。

图2是本实用新型液能回收水泵的内部结构示意图。

图3是图2中M部的局部放大图。

图4是本实用新型液能回收系统的示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—马达、2—内六角圆柱螺钉、 3—第一弹簧垫圈、4—第一平垫圈、5—水泵支架、6—螺栓、7—圆柱螺钉、8 —第二弹簧垫圈、9—第二平垫圈、10—泵体、11—泵盖、12—限位螺母、13—叶轮、14—花键轴、15—第一O型密封圈、16—水封环、17—泄水管、18—油封环、19—双列角接触球轴承、20—第二O型密封圈、21—第三O型密封圈、 22—孔用弹性挡圈、23—转向器、24—转向油泵、25—电机、26—马达进油口、 27—马达出油口、28—油泵进油口、29—油泵出油口、30—油箱、31—叶轮腔、141—第一花键轴段、142—第二花键轴段、143—第三花键轴段。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

液能回收水泵及其回收系统，如图1和图4所示，包括泵体10和与泵体10 右侧连接的泵盖11，泵体10和泵盖11通过圆柱螺钉7连接，圆柱螺钉7上套设有第二弹簧垫圈8和第二平垫圈9，泵体10右端设有套设在泵体10上的第一 O型密封圈15，第一O型密封圈15设在泵体10和泵盖11之间，泵体10的左侧设有与泵体10连接的马达1，泵体10内设有左端与马达1连接的花键轴14，花键轴14上还设有套设在花键轴14上的水封环16，水封环16设在叶轮13的左侧，水封环16的左侧还设有套设在花键轴14上的油封环18，水封环16和油封环18之间设有泄水管17，马达1为液压马达，水泵具有低扭矩，高转速特性，而采用液压马达驱动，可根据液压马达排量大小，容易实现无极调速。

花键轴14的右端设有与花键轴14连接的叶轮13，泵体10和泵盖11的内部形成叶轮腔31，叶轮13设在叶轮腔31内，叶轮13的右侧设有与叶轮13相抵的限位螺母12，限位螺母12与花键轴14的右端螺纹连接，花键轴14由左至右包括依次连接第一花键轴段141、第二花键轴段142、第三花键轴段143，第一花键轴段141的圆柱直径、第二花键轴段142的圆柱直径、第三花键轴段143 的圆柱直径由左至右逐渐减小，叶轮13和限位螺母12设在第一花键轴段141 上，水封环16设在第二花键轴段142上，第一花键轴段141上设有套设在第一花键轴段141上的双列角接触球轴承19，双列角接触球轴承19设在泵体10和第一花键轴段141之间，双列角接触球轴承19的左侧设有孔用弹性挡圈22，孔用弹性挡圈22套设在第一花键轴段141的左端。

还包括水泵支架5，泵体10和马达1通过水泵支架5连接，泵体10和水泵支架5之间通过螺栓6连接，马达1和水泵支架5通过内六角圆柱螺钉2连接，内六角圆柱螺钉2和水泵支架5之间设有第一弹簧垫圈3和第一平垫圈4，泵体 10和水泵支架5之间设有第二O型密封圈20，第二O型密封圈20套设在泵体 10上，泵体10上设有与第二O型密封圈20配合的第一沟槽，马达1和水泵支架5之间设有第三O型密封圈21，第三O型密封圈21设在水泵支架5的内侧，水泵支架5上设有用于安装第三O型密封圈21的第二沟槽，马达1上马达轴的右端部设有内花键，花键轴14的左端设有外花键，马达和花键轴14通过内花键和外花键配合连接，油封环18和水封环16之间的泵体10上开设有导流孔，导流孔与泄水管17连接。通过水封环的渗水通过导流孔，再通过泄水管流出。

包括以上所述的液能回收水泵，还包括转向器23和转向油泵24，转向油泵 24上设有与转向油泵24连接的电机25，马达1上设有马达进油口26和马达出油口27，转向油泵24上设有油泵进油口28和油泵出油口29，油泵出油口29 和马达进油口26连接，马达出油口27与转向器23连接，还包括油箱30，转向器23和油泵进油口28分别与油箱30连接。

由于一般在行车状态，未做转向时，转向油泵也要产生0.5MPa-2MPa， 16L/min压力油，这部分液压油直接通过转向器流回油箱而浪费掉，所以在转向油泵和转向器之间增加一个液能驱动水泵，就很好的回收利用这部分能量，而不浪费车辆电池电能(新能源电动车水泵有电机驱动，电能来自车辆电池)。

而在车辆驻车或者转向时，由于水泵扭矩只有1～2N.m，所以液压能消耗非常小，只有0.2MPa，马达出油口27液压能损失很小，液压能转化机械能的效率较高，只有马达1损失的容积效率，水泵采用液压马达驱动，转向油泵24先驱动马达1，马达1驱动水泵，马达出油口27连接转向器23，驱动转向器23，从而形成串联回路，实际水泵转速能来自转向油泵24流量，还是有效回收了转向油泵24液压能，转向油泵24的电机25能耗增加很少，使得很少损失流量，只损失压力能，因大部分时间(行车状态)马达动力源来自转向油泵浪费掉的液压能，从而实现水泵利用转向油泵24浪费液能回收利用工作，而不消耗车辆电池电能，也具有较高的节能效益。

油泵出油口29接马达进油口26，带动马达1运行，从而驱动水泵工作，马达出油口27接转向器23，对于10-12米车，由于水泵所需扭矩只需 0.8N.m～1.5N.m左右，对应能耗为80W-150W，对应的液压只需0.2MPa即可满足要求，而齿轮泵浪费的压力高达1MPa，流量为16L/min，只需选择合适的马达1，以满足水泵转速要求即可，整套系统无需增加节流阀和溢流阀或调速阀等液压能损耗元件，从而实现了转向泵能量回收利用，此种液力水泵能耗损失主要为马达1容积损失，通常利用率85％以上，几乎不耗能，真正意义上实现节能。

将液能回收水泵串联在转向油泵24液压回路中，特别在车辆行车过程中(在行车过程中，转向油泵产生的液压能从转向器回流油箱，转向油泵电机白白浪费了电能)，把转向油泵24本应浪费掉的压力能用来驱动液能水泵上的马达1，从而来带动水泵工作，就可实现了转向油泵24的液能二次利用，节省了水泵能耗。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.液能回收水泵，包括泵体(10)和与泵体(10)右侧连接的泵盖(11)，其特征在于：泵体(10)的左侧设有与泵体(10)连接的马达(1)，泵体(10)内设有左端与马达(1)连接的花键轴(14)，花键轴(14)上还设有套设在花键轴(14)上的水封环(16)，水封环(16)设在叶轮(13)的左侧，水封环(16)的左侧还设有套设在花键轴(14)上的油封环(18)，水封环(16)和油封环(18)之间设有泄水管(17)。

2.根据权利要求1所述的液能回收水泵，其特征在于：花键轴(14)的右端设有与花键轴(14)连接的叶轮(13)，泵体(10)和泵盖(11)的内部形成叶轮腔(31)，叶轮(13)设在叶轮腔(31)内，叶轮(13)的右侧设有与叶轮(13)相抵的限位螺母(12)，限位螺母(12)与花键轴(14)的右端螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的液能回收水泵，其特征在于：花键轴(14)由左至右包括依次连接第一花键轴段(141)、第二花键轴段(142)、第三花键轴段(143)，第一花键轴段(141)的圆柱直径、第二花键轴段(142)的圆柱直径、第三花键轴段(143)的圆柱直径由左至右逐渐减小，叶轮(13)和限位螺母(12)设在第一花键轴段(141)上，水封环(16)设在第二花键轴段(142)上，第一花键轴段(141)上设有套设在第一花键轴段(141)上的双列角接触球轴承(19)，双列角接触球轴承(19)设在泵体(10)和第一花键轴段(141)之间。

4.根据权利要求3所述的液能回收水泵，其特征在于：双列角接触球轴承(19)的左侧设有孔用弹性挡圈(22)，孔用弹性挡圈(22)套设在第一花键轴段(141)的左端。

5.根据权利要求1所述的液能回收水泵，其特征在于：还包括水泵支架(5)，泵体(10)和马达(1)通过水泵支架(5)连接，泵体(10)和水泵支架(5)之间通过螺栓(6)连接，马达(1)和水泵支架(5)通过内六角圆柱螺钉(2) 连接。

6.根据权利要求1所述的液能回收水泵，其特征在于：马达(1)上马达轴的右端部设有内花键，花键轴(14)的左端设有外花键，马达和花键轴(14)通过内花键和外花键配合连接。

7.液能回收系统，其特征在于：包括权利要求1至6任一项所述的液能回收水泵，还包括转向器(23)和转向油泵(24)，转向油泵(24)上设有与转向油泵(24)连接的电机(25)，马达(1)上设有马达进油口(26)和马达出油口(27)，转向油泵(24)上设有油泵进油口(28)和油泵出油口(29)，油泵出油口(29)和马达进油口(26)连接，马达出油口(27)与转向器(23)连接。

8.根据权利要求7所述的液能回收系统，其特征在于：还包括油箱(30)，转向器(23)和油泵进油口(28)分别与油箱(30)连接。