CN218844614U - 一种稳定型电子水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种稳定型电子水泵，包括泵壳、屏蔽电机组件和转子轴系组件，泵壳固定连接屏蔽电机组件，转子轴系组件安装在屏蔽电机组件内部，前端伸入泵壳内部，转子轴系组件包括轴端锁紧螺母、自平衡叶轮、阶梯轴及布置在阶梯轴两端的前轴承和后轴承，阶梯轴伸入泵壳的部位通过轴端锁紧螺母固定安装有自平衡叶轮，在阶梯轴两端分别与前轴承和后轴承内圈接触的部位上至少设置有一个限位凸台，相应的在前轴承和后轴承内圈上设置有与限位凸台相配合的限位卡槽，本实用新型能够增加电子水泵轴承运行的稳定性，提高轴承的使用寿命。

Description

一种稳定型电子水泵

技术领域

本实用新型涉及一种车用冷却系统电子水泵，特别是涉及一种稳定性电子水泵。

背景技术

随着电动车的续航里程的逐渐提高，电动车越来越普及。电动车续航里程增加必然增加电池组的数量，而随着电池组堆叠数量的增加，电池工作中产生的热量如果无法尽快的排散就会造成电池热量过高后发生起火和爆炸的严重后果。

因此，电动车电池系统的热管理就是保证电动汽车可靠运行的关键。目前汽车热管理系统中的关键做功部件电子水泵有着极高的寿命和可靠性要求。乘用汽车领域对电子水泵普遍要求寿命8年或者15万公里，而制约电子水泵寿命的因素主要有外部和内部因素；

外部因素是汽车电子水泵运行环境比较复杂，同时具备低温、高温、振动冲击、变工况等恶劣工作环境。

外部复杂的振动冲击和变工况使得水泵轴系和轴承运行存在外部振动引起的内部运行失稳，从而造成转子和轴承系统早期损坏无法达到使用寿命要求；同时由于电子水泵内部工作介质的高、低温循环的使用，使得转子轴系内部动静件之间的配合公差很难保证，很容易造成轴承和轴系由于膨胀系数不同引起的间隙变化从而导致运转打滑或者是膨胀过紧轴承应力损伤。另一方面电子水泵运行过程由于叶轮产生的载荷过大，没有可靠的平衡的情况下会造成轴承运转载荷过大，轴承异常磨损。

因此，如何解决滚动轴承在复杂的内外部环境条件下的运转稳定性问题，将是保证车用电子水泵寿命的关键技术。

实用新型内容

本实用新型提供了一种稳定型电子水泵，解决了电子水泵在运行过程中滚动轴承稳定性的问题，其技术方案如下：

一种稳定型电子水泵，包括泵壳、屏蔽电机组件和转子轴系组件，泵壳固定连接屏蔽电机组件，转子轴系组件安装在屏蔽电机组件内部，前端伸入泵壳内部，转子轴系组件包括轴端锁紧螺母、自平衡叶轮、阶梯轴及布置在阶梯轴两端的前轴承和后轴承，阶梯轴伸入泵壳的部位通过轴端锁紧螺母固定安装有自平衡叶轮，在阶梯轴两端分别与前轴承和后轴承内圈接触的部位上至少设置有一个限位凸台，相应的在前轴承和后轴承内圈上设置有与限位凸台相配合的限位卡槽。

进一步的，泵壳内壁安装有用于密封自平衡叶轮与泵壳之间的间隙的密封环，泵壳的内腔形成螺旋形压水室。

进一步的，屏蔽电机组件包括电机外壳、轴承压盖、法兰、定子磁钢、定子屏蔽套，电机外壳通过法兰连接泵壳，其内部固定有定子磁钢，法兰上端固定连接用于压紧前轴承外圈的轴承压盖，法兰下端和电机外壳底部配合将定子屏蔽套固定在定子磁钢内部，定子屏蔽套内部安装有阶梯轴。

进一步的，轴承压盖上端在圆周线上均匀设置有若干个斜孔，斜孔与轴承压盖端面的夹角为30-45°。

进一步的，定子屏蔽套为非金属环形结构，用于隔离定子磁钢与阶梯轴。

进一步的，转子轴系组件还包括调整垫，调整垫安装在自平衡叶轮与前轴承之间。

进一步的，自平衡叶轮包括前密封环、前盖板、叶片、后盖板和后密封环，前密封环设置在前盖板上端，前盖板下端固定设置有后盖板，前盖板和后盖板之间设置有叶片，且二者之间设置有联通的平衡孔，后盖板下端设置有后密封环。

进一步的，前密封环和后密封环的内外径尺寸相同。

进一步的，前轴承和后轴承均采用全陶瓷刚性轴承。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用阶梯轴和前后轴承内圈卡槽式传扭结构，有效的避免车用电子水泵高低温使用过程中轴和轴承内圈配合因温度变化产生的跑圈打滑问题，解决高低温运行稳定性问题。

2、采用自平衡自平衡叶轮结构，减低自平衡叶轮产生的绝大部分轴向力从而降低轴承载荷大大提高轴承运行寿命。

3、采用内循环散热、解决电机耐高温运行问题同时采用前轴承完全固定结构，是电子水泵在外部振动冲击过程保证运行稳定性。

附图说明

图1是稳定型电子水泵结构示意图；

图2是前轴承的结构示意图；

图3是后轴承的结构示意图；

图4是轴承压盖的结构示意图；

图5是轴承压盖的剖视图；

图6是自平衡叶轮的整体结构视图；

图7是阶梯轴的前端整体结构示意图；

图8是阶梯轴的后端整体结构示意图；

图中：1.泵壳、2.法兰、3.定子磁钢、4.电机外壳、5.定子屏蔽套、6.轴承压盖、7.自平衡叶轮、701.前密封环、702.后密封环、703.平衡孔、704.叶片、705.前盖板、706.后盖板、8.轴端锁紧螺母、9.前轴承、901.前限位凸台、902.前限位卡槽、10.阶梯轴、11.后轴承、1101.后限位凸台、1102.后限位卡槽、12.轴承卡簧、102.卡槽、13.斜孔。

具体实施方式

如图1所示，所述的稳定型电子水泵，包括泵壳1、屏蔽电机组件和转子轴系组件，泵壳1固定连接屏蔽电机组件，转子轴系组件安装在屏蔽电机组件内部，前端伸入泵壳1内部。

泵壳1内壁安装有用于密封自平衡叶轮7与泵壳1之间的间隙的密封环，泵壳1的内腔形成用于容纳自平衡叶轮7的螺旋形压水室，此种结构可以减少流动损失，平衡绝大部分径向力，同时通过密封环的设置提高了电子水泵的使用效率。

转子轴系组件包括轴端锁紧螺母8、自平衡叶轮7、调整垫、阶梯轴10及布置在阶梯轴10两端的前轴承9和后轴承11，阶梯轴10中心设置有通孔，用于工质回流散热，阶梯轴10的前端伸入泵壳1的部位通过轴端锁紧螺母8固定安装有自平衡叶轮7，自平衡叶轮7和前轴承9之间设置有调整垫，进一步的，轴端锁紧螺母8通过螺纹固定将自平衡叶轮7锁紧在阶梯轴10端部，进而串紧阶梯轴10上所有部件，从而起到轴向定位作用。

如图2、图7所示，在阶梯轴10与前轴承9内圈接触的圆周部位上设置有一个前限位凸台901，并在前轴承9内圈底部设置有与前限位凸台901相配合的前限位卡槽902；如图3、图8所示，在阶梯轴10与后轴承11内圈接触的圆周部位上设置有一个后限位凸台1101，并在后轴承11内圈顶部设置有与后限位凸台1101相配合的后限位卡槽1102，此种传扭的新型轴承配合方式可以有效的避免车用电子水泵轴承与阶梯轴10的配合，由于二者膨胀系数不同在高低温振动冲击负载条件下，轴承运行松脱或者是膨胀过紧造成卡滞等问题。

阶梯轴10后端还带有卡槽102，卡槽102内安装轴承卡簧12，起到限制后轴承11内圈轴向窜动的作用。

进一步，前轴承9和后轴承11均采用全陶瓷刚性轴承。

屏蔽电机组件包括电机外壳4、轴承压盖6、法兰2、定子磁钢3、定子屏蔽套5，电机外壳4通过法兰2固定连接泵壳1，其内部固定有定子磁钢3，法兰2上端螺钉固定连接用于压紧前轴承9外圈的轴承压盖6，法兰2下端和电机外壳4底部配合将定子屏蔽套5夹紧固定在定子磁钢3内部。

进一步，电机外壳4采用铝合金一体压铸而成，其结构为一端封闭，一端开口的杯子型结构，且其底部中心向上设置有用于安装后轴承11的环形凸起，在环形凸起外部与定子屏蔽套5接触部位设置有密封圈，定子屏蔽套5为非金属环形结构，其内部安装有阶梯轴10，定子屏蔽套5用于隔离定子磁钢3与阶梯轴10。

如图4-5所示，进一步，位于轴承压盖6上端面的圆周线上均匀设置有四个45°的斜孔13，斜孔13的孔径为1.5mm，斜孔13用于过流，将自平衡叶轮7出口的高压流体引入电机外壳4内部用于循环散热，使得电机可以适用高温使用工况。

如图6所示，自平衡叶轮7包括前密封环701、前盖板705、叶片704、后盖板706和后密封环702，前密封环701设置在前盖板705上端，前盖板705下端固定设置有后盖板706，前盖板705和后盖板706之间设置有叶片704，且二者之间设置有联通的平衡孔703，后盖板706下端设置有后密封环702，前密封环701和后密封环702的内外径尺寸相同。

自平衡叶轮7通过前密封环701和后密封环702分别和泵壳1和轴承压盖6形成密封间隙，即自平衡叶轮7两侧表面产生的力通过前密封环701和后密封环702面积相等而平衡，进一步，为实现自平衡叶轮7两边压力平衡，则通过增加平衡孔703，这样就将运行过程产生的轴向力完全平衡从而最大程度减低前后轴承运行载荷，实现长寿高可靠的目标。

工作原理：

冷却介质通过进口管进入自平衡叶轮7，经过自平衡叶轮7进行增压后绝大部分通过出口管流出，其中有一部分冷却介质经过自平衡叶轮7上设置的平衡孔703，通过轴承端盖四个斜孔13引入，依次经过前轴承9，阶梯轴10与定子屏蔽套间隙，后轴承11，并通过阶梯轴10中心孔回流到自平衡叶轮7入口形成循环，此种内循环散热可保证电机本身散热同时解决轴承的运行润滑和冷却问题。

本实用新型采用阶梯轴10和前后轴承11内圈卡槽式传扭结构，有效的避免车用电子水泵高低温使用过程中轴和轴承内圈配合因温度变化产生的跑圈打滑问题，解决高低温运行稳定性问题，采用自平衡自平衡叶轮7结构，减低自平衡叶轮7产生的绝大部分轴向力从而降低轴承载荷大大提高轴承运行寿命。

Claims (9)

1.一种稳定型电子水泵，其特征在于：包括泵壳、屏蔽电机组件和转子轴系组件，泵壳固定连接屏蔽电机组件，转子轴系组件安装在屏蔽电机组件内部，前端伸入泵壳内部，转子轴系组件包括轴端锁紧螺母、自平衡叶轮、阶梯轴及布置在阶梯轴两端的前轴承和后轴承，阶梯轴伸入泵壳的部位通过轴端锁紧螺母固定安装有自平衡叶轮，在阶梯轴的两端分别与前轴承和后轴承内圈接触的部位上都至少设置有一个限位凸台，相应的在前轴承和后轴承内圈上设置有与限位凸台相配合的限位卡槽。

2.根据权利要求1所述的稳定型电子水泵，其特征在于：泵壳内壁安装有用于密封自平衡叶轮与泵壳之间的间隙的密封环，泵壳的内腔形成螺旋形压水室。

3.根据权利要求1所述的稳定型电子水泵，其特征在于：屏蔽电机组件包括电机外壳、轴承压盖、法兰、定子磁钢、定子屏蔽套，电机外壳通过法兰固定连接泵壳，其内部固定有定子磁钢，法兰上端固定连接用于压紧前轴承外圈的轴承压盖，法兰下端和电机外壳底部配合将定子屏蔽套固定在定子磁钢内部，定子屏蔽套内部还安装有阶梯轴。

4.根据权利要求3所述的稳定型电子水泵，其特征在于：轴承压盖上端在圆周线上均匀设置有若干个斜孔，斜孔与轴承压盖端面的夹角为30-45°。

5.根据权利要求3所述的稳定型电子水泵，其特征在于：定子屏蔽套为非金属环形结构，用于隔离定子磁钢与阶梯轴。

6.根据权利要求1所述的稳定型电子水泵，其特征在于：转子轴系组件还包括调整垫，调整垫安装在自平衡叶轮与前轴承之间。

7.根据权利要求1所述的稳定型电子水泵，其特征在于：自平衡叶轮包括前密封环、前盖板、叶片、后盖板和后密封环，前密封环设置在前盖板上端，前盖板下端固定设置有后盖板，前盖板和后盖板之间设置有叶片，且二者之间设置有联通的平衡孔，后盖板下端设置有后密封环。

8.根据权利要求7所述的稳定型电子水泵，其特征在于：前密封环和后密封环的内外径尺寸相同。

9.根据权利要求1所述的稳定型电子水泵，其特征在于：前轴承和后轴承均采用全陶瓷刚性轴承。

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