CN209621659U - 一种电磁离合水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电磁离合水泵，包括壳体，叶轮，轴连轴承，水封，单列圆锥滚子轴承，皮带轮和顶盖，轴连轴承的一端与叶轮相连，另一端与单列圆锥滚子轴承连接，顶盖与皮带轮连接，皮带轮通过第一轴承与水泵壳体连接，轴连轴承通过水封与壳体连接，轴连轴承上设置弹片，弹片端部的右侧设置磁铁，左侧设置离合片，皮带轮内侧设置线圈槽，线圈槽内设置电磁铁，电磁铁与ECU控制的正反开关相连。本实用新型通过单列圆锥滚子轴承连接顶盖和轴连轴承，避免了传统水泵中磁铁和耦合铁片磨损严重的问题，且具有一定的传动比，同时保证了低温状态时发动机冷却液的内循环。

Description

一种电磁离合水泵

技术领域

本实用新型涉及发动机冷却水泵，尤其涉及一种电磁离合水泵。

背景技术

在汽车发动机的缸体里有多条供冷却水循环的水道，与置于汽车前部的散热器（俗称水箱）通过水管相连接，构成一个大的水循环系统，在发动机的上出水口，装有一个水泵，通过风扇皮带来带动，把发动机缸体水道内的热水泵出，把冷水泵入。发动机最佳工作温度为83-95度，在水泵的旁边还有一个节温器，汽车刚发动时（冷车）时，不打开，使冷却水不经过水箱，只在发动机内循环（俗称小循环），待发动机的温度达到95度以上时，就打开，发动机内的热水被泵入水箱，汽车前行时的冷风吹过水箱，带走热量。

发动机通过皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水道或水管流出。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中，实现冷却液的往复循环。

支撑水泵轴的轴承用润滑脂润滑，因此要防止冷却液泄漏到润滑脂造成润滑脂乳化，同时还要防止润滑脂的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封垫。水封动密封环与轴通过过盈配合装在叶轮与轴承之间，水封静密封座紧紧的压装在水泵的壳体上，从而达到密封冷却液的目的。水泵壳体通过密封垫与发动机相连，并支撑着轴承等运动部件。

中国专利文献（授权公告号CN 206246558 U）公开一种二速水泵电磁离合器，它包括：皮带轮，上盖，轴承，水封，主轴和水泵壳体，所述的主轴的一端与水泵壳体相连，主轴的另一端延伸至上盖中，上盖与皮带轮相连接，皮带轮通过轴承与水泵壳体连接，主轴的径向设有水封与水泵壳体，它还包括：主动盘，摩擦盘，固定座和电磁铁，所述的摩擦盘通过弹簧片连接，摩擦盘套设于所述固定座上，固定座套设在主轴上，皮带轮内设置有电磁铁所述离合器电磁铁与ECU相连接，改进后的汽车发动机冷却系统节能效果明显，能够广泛使用于现代交通运输、船舶运输、农业机械和发电机组等各个领域。但是本实用新型中的磁铁和耦合铁片磨损严重，大大缩减水泵的寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提供一种电磁离合水泵，通过单列圆锥滚子轴承连接顶盖和轴连轴承，避免了传统水泵中磁铁和耦合铁片磨损严重的问题，且具有一定的传动比，同时保证了低温状态时发动机冷却液的内循环，该水泵适用于汽车、发电机组等内燃发动机的循环冷却。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电磁离合水泵，包括壳体，叶轮，轴连轴承，水封，单列圆锥滚子轴承，皮带轮和顶盖；所述轴连轴承的一端穿过水泵的壳体与叶轮相连，另一端深入皮带轮内部且端部设置单列圆锥滚子轴承的内圈；顶盖与皮带轮连接，皮带轮内部的顶盖中心设置单列圆锥滚子轴承的外圈，单列圆锥滚子轴承的内圈和外圈相对套合；皮带轮通过第一轴承与水泵壳体连接，轴连轴承穿过壳体后通过径向上设置的水封与壳体连接；轴连轴承上单列圆锥滚子轴承内圈的左侧设置弹片，所述弹片端部的右侧设置磁铁，左侧设置离合片，皮带轮内侧设置线圈槽，线圈槽内设置电磁铁，电磁铁与ECU控制的正反开关相连。

作为本实用新型的一种优选结构，单列圆锥滚子轴承的内圈和外圈始终接触。

作为本实用新型的一种优选结构，磁铁、离合片、电磁铁距离轴连轴承轴心的距离相同。

作为本实用新型的一种优选结构，水封右侧上部设置蒸发孔。

作为本实用新型的一种优选结构，水封右侧下部设置漏水孔和蓄水槽。

本实用新型的有益效果是：轴连轴承的一端穿过水泵的壳体与叶轮相连，另一端深入皮带轮内部且端部设置单列圆锥滚子轴承的内圈；顶盖与皮带轮固定连接，皮带轮内部的顶盖中心设置单列圆锥滚子轴承的外圈，单列圆锥滚子轴承的内圈和外圈相对套合。由于单列圆锥滚子轴承属于分离型轴承，内、外圈均具有锥形滚道。单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷，且有一组锥形滚子设置在内圈上，使得内、外圈之间的接触为滚动接触，极大的减小了磨损程度，增加水泵的寿命。另一方面，单列圆锥滚子轴承的内圈和外圈之间直接接触，具有一定的传动比，接触式传动使得皮带轮通过顶盖、单列圆锥滚子轴承及轴连轴承带动叶轮缓慢转动，满足冷车状态下冷却液在发动机内循环的要求。

弹片端部的右侧设置磁铁，左侧设置离合片，皮带轮内侧设置线圈槽，线圈槽内设置电磁铁，电磁铁与ECU控制的正反开关相连。其中正反开关是一个双刀双掷开关，通过开关的断开和闭合从而可以改变通过电磁铁的电流方向，从而改变电磁铁的磁极。当发动机刚启动或冷却液温度低于83摄氏度时，ECU控制正反开关反向接通，使得电磁铁与磁铁相互排斥，此时水泵叶轮仅靠单列圆锥滚子轴承的传动动能转动，传动比较低，处于低速转动状态，冷却液仅在发动机内部循环，从而达到迅速热机的目标，节能环保，使发动机在短时间内进入最佳工作状态。当ECU通过温度传感器测得冷却液温度超过95度时，控制正反开关正向接通，电磁铁与磁铁相互吸合，从而将离合片与皮带轮的线圈槽顶部完全贴合，此时轴连轴承通过皮带轮带动离合片和单列圆锥滚子轴承共同传动，水泵达到最高转速，将冷却液向散热器循环输送，达到快速散热的目的。

磁铁、离合片、电磁铁距离轴连轴承轴心的距离相同，使得磁铁始终与电磁铁相对，电磁铁通电时对磁铁的作用力能够达到最大。

水封右侧上部设置蒸发孔，水泵正常运转渗漏的少量冷却液通过蒸发孔蒸发排出。

水封右侧下部设置漏水孔和蓄水槽，漏水孔可储存相对较多的渗漏冷却液，并在水泵达到一定温度时挥发掉，另外当冷却液渗漏较多时，通过漏水孔排到泵体外部，便于维修人员确认是否水泵密封出现问题，进行检修，避免进一步造成更大损害。

附图说明

图1为本实用新型实施例一结构示意图；

图2为正反开关电路原理简图；

图3为本实用新型实施例二结构示意图；

图中标号：1-壳体，2-叶轮，3-轴连轴承，4-水封，5-皮带轮，6-顶盖，7-内圈，8-外圈，9-第一轴承，10-弹片，11-磁铁，12-离合片，13-线圈槽，14-电磁铁，15-蒸发孔，16-漏水孔，17-蓄水槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，以下描述中，“左侧”、“右侧”、“上部”和“下部”均是以附图视角为参考来说明的。

实施例一

如图1所示，一种电磁离合水泵，包括壳体1，叶轮2，轴连轴承3，水封4、单列圆锥滚子轴承、皮带轮5和顶盖6；所述轴连轴承3的一端穿过水泵的壳体1与叶轮2相连，另一端深入皮带轮5内部且端部设置单列圆锥滚子轴承的内圈7；顶盖6与皮带轮5连接，皮带轮5内部的顶盖6中心设置单列圆锥滚子轴承的外圈8，单列圆锥滚子轴承的内圈7和外圈8相对套合且始终接触；皮带轮5通过第一轴承9与水泵壳体1连接，轴连轴承3穿过壳体1后通过径向上设置的水封4与壳体1连接；轴连轴承3上单列圆锥滚子轴承内圈7的左侧设置弹片10，所述弹片10端部的右侧设置磁铁11，左侧设置离合片12，皮带轮5内侧设置线圈槽13，线圈槽13内设置电磁铁14，电磁铁14的线圈与ECU控制的正反开关相连，其中正反开关的原理图如图2所示，通过正反开关可以控制通过电磁铁的电流方向，从而改变电磁铁的磁极，使其与磁铁相吸或相斥；当ac、bd闭合时，正反开关反向接通，磁铁14与磁铁11相互排斥；当ae、bf闭合时，正反开关正向接通，磁铁14与磁铁11相互吸引。

本实用新型中轴连轴承3的一端穿过水泵的壳体1与叶轮2相连，另一端深入皮带轮5内部且端部设置单列圆锥滚子轴承的内圈7；顶盖6与皮带轮5固定连接，皮带轮5内部的顶盖6中心设置单列圆锥滚子轴承的外圈8，单列圆锥滚子轴承的内圈7和外圈8相对套合。由于单列圆锥滚子轴承属于分离型轴承，内、外圈8均具有锥形滚道。单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷，且有一组锥形滚子设置在内圈7上，使得内、外圈8之间的接触为滚动接触，极大的减小了磨损程度，增加水泵的寿命。另一方面，单列圆锥滚子轴承的内圈7和外圈8之间直接接触，具有一定的传动比，接触式传动使得皮带轮5通过顶盖6、单列圆锥滚子轴承及轴连轴承3带动叶轮2缓慢转动，满足冷车状态下冷却液在发动机内循环的要求。

弹片10端部的右侧设置磁铁11，左侧设置离合片12，皮带轮5内侧设置线圈槽13，线圈槽13内设置电磁铁14，电磁铁14与ECU控制的正反开关相连。发动机上设置有温度传感器，温度传感器的输出端连接ECU，EUC控制正反开关的连接；当发动机刚启动或冷却液温度低于83摄氏度时，温度传感器反馈信号给ECU，ECU控制正反开关反向接通（ac、bd闭合），使得电磁铁14与磁铁11相互排斥，此时水泵叶轮2仅靠单列圆锥滚子轴承的传动动能转动，传动比较低，处于低速转动状态，冷却液仅在发动机内部循环，从而达到迅速热机的目标，节能环保，使发动机在短时间内进入最佳工作状态。当ECU通过温度传感器测得冷却液温度超过95度时，EUC控制正反开关正向接通（ae、bf闭合），电磁铁14与磁铁11相互吸合，从而将离合片12与皮带轮5的线圈槽13顶部完全贴合，此时轴连轴承3通过离合片12和单列圆锥滚子轴承共同传动，水泵达到最高转速，将冷却液向散热器循环输送，达到快速散热的目的。

磁铁11、离合片12、电磁铁14距离轴连轴承3轴心的距离相同，使得磁铁11始终与电磁铁14相对，电磁铁14通电时对磁铁11的作用力能够达到最大。

本实用新型通过单列圆锥滚子轴承连接顶盖和轴连轴承，避免了传统水泵中磁铁和耦合铁片磨损严重的问题，且具有一定的传动比，同时保证了低温状态时发动机冷却液的内循环。

实施例二

如图2所示，本实施例和实施例一的结构基本相同，其区别在于：水封4右侧上部设置蒸发孔15，水泵正常运转渗漏的少量冷却液通过蒸发孔15蒸发排出。水封4右侧下部设置漏水孔16和蓄水槽17，漏水孔16可储存相对较多的渗漏冷却液，并在水泵达到一定温度时挥发掉，另外当冷却液渗漏较多时，通过漏水孔16排到泵体外部，以防止冷却液进入轴承腔而破坏轴承润滑并导致部件锈蚀，如果发动机停止后仍有冷却液漏出，则表明水封有可能已经损坏，便于维修人员及时发现是否水泵密封出现问题，进行检修，避免进一步造成更大损害。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种电磁离合水泵，其特征在于：包括壳体，叶轮，轴连轴承，水封，单列圆锥滚子轴承，皮带轮和顶盖；

所述轴连轴承的一端穿过水泵的壳体与叶轮相连，另一端深入皮带轮内部且端部设置单列圆锥滚子轴承的内圈；

顶盖与皮带轮固定连接，皮带轮内部的顶盖中心设置单列圆锥滚子轴承的外圈，单列圆锥滚子轴承的内圈和外圈相对套合；

皮带轮通过第一轴承与水泵壳体连接，轴连轴承穿过壳体后通过径向上设置的水封与壳体连接；

轴连轴承上单列圆锥滚子轴承内圈的左侧设置弹片，所述弹片端部的右侧设置磁铁，左侧设置离合片，皮带轮内侧设置线圈槽，线圈槽内设置电磁铁，电磁铁与ECU控制的正反开关相连。

2.根据权利要求1所述的一种电磁离合水泵，其特征在于：单列圆锥滚子轴承的内圈和外圈始终接触。

3.根据权利要求1所述的一种电磁离合水泵，其特征在于：磁铁、离合片、电磁铁距离轴连轴承轴心的距离相同。

4.根据权利要求1所述的一种电磁离合水泵，其特征在于：水封右侧上部设置蒸发孔。

5.根据权利要求4所述的一种电磁离合水泵，其特征在于：水封右侧下部设置漏水孔和蓄水槽。