RU2274766C2 - Насос для подачи топлива из бака к двс автомобиля, вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к двс автомобиля, статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака двс автомобиля (варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет создать безопасный малогабаритный насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля с повышенными надежностью и сроком службы. Насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля состоит из корпуса, в котором установлен электродвигатель. С одного конца корпуса установлен насосный узел с всасывающим патрубком и с выполненной внутри узла полостью, в которой расположено качающее устройство насоса, надетое на вал электродвигателя, а с другого конца корпуса установлена крышка с напорным патрубком. Электродвигатель насоса выполнен как вентильный электродвигатель, содержащий статор, состоящий из листов электротехнической стали и обмоток; ротор, состоящий из магнитопровода с закрепленными на его поверхности постоянными магнитами; блок управления вентильным электродвигателем, размещенный в крышке насоса. Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля содержит блок управления, статор и ротор. Блок управления электродвигателем выполнен в виде функционально взаимосвязанных устройств: устройство формирования логических сигналов "единица" или "ноль" в зависимости от полярности ЭДС, наведенной в соответствующей обмотке статора; управляющий контроллер для обработки поступающих логических сигналов и формирования выходных управляющих сигналов, реализации режима начального запуска вращения электродвигателя и рабочего режима, а также для перезапуска программы при зависании блока управления в результате действия помех, устройство для преобразования выходных сигналов контроллера в сигналы управления коммутационным устройством; устройство коммутации обмоток статора для вращения ротора в заданном направлении; устройство защиты коммутирующих транзисторов от сквозного тока; устройство коррекции динамики запуска электродвигателя. По первому варианту статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля состоит из листов электротехнической стали и обмоток. По наружному диаметру листов равномерно выполнены выступы не менее трех, наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру корпуса насоса. В собранном виде выступы образуют ребра. По второму варианту статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля состоит из листов электротехнической стали и обмоток по наружному диаметру листов, равному внутреннему диаметру корпуса насоса, равномерно выполнены пазы не менее трех, например, полукруглые. В собранном виде пазы образуют каналы. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение «Насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля» относится к насосам, предназначенным для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля.

Насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля в силу специфики работы автомобиля должен отвечать определенным требованиям: быть малогабаритным с возможностью установки насоса в топливном баке; работать от бортовой сети автомобиля; быть безопасным, надежным, долговечным и малошумным; не создавать высокочастотных помех при работе.

В существующих насосах в настоящее время используются, в частности, электродвигатели двух типов: коллекторные и вентильные.

В применяемых в настоящее время малогабаритных насосах для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля используются только коллекторные электродвигатели: Патент СССР №1025338, патент США №4466781, патент США №4938659, патент США №5284417, патент США №5328325, международная заявка WO №96/24769.

Наиболее близким к изобретению является патент ФРГ №19639009, в котором представлен малогабаритный насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящий из корпуса, в котором установлен коллекторный электродвигатель, включающий в себя статор и ротор. При этом с одного конца корпуса установлен насосный узел со всасывающим патрубком и с выполненной внутри насосного узла полостью, в которой расположено качающее устройство, надетое на вал электродвигателя, а с другого конца корпуса установлена крышка с коллекторным узлом, устройством для подавления высокочастотных помех, включающим в себя дроссельные катушки и конденсатор, и напорным патрубком.

Следует отметить, что статор электродвигателя выполнен в виде постоянных магнитов, установленных на внутренней поверхности корпуса насоса, что вызвано требованием малогабаритности данного типа насосов, т.к. статор другой конструкции в виде сердечника с намотанными на него катушками был бы по диаметру больше и сложнее в изготовлении. Для замыкания магнитного поля между постоянными магнитами статора необходим магнитопровод, которым в данном насосе является его корпус, изготовленный из стали.

С точки зрения приведенных выше требований к насосу для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля недостатками прототипа являются повышенная пожароопасность из-за наличия трущейся контактной пары коллекторные пластины - щетки, что способно вызвать искру при коммутации пластин на открытом воздухе во взрывоопасной среде при неполном заполнении бака топливом; недолговечность работы коллекторного узла, что приводит к выходу из строя всего насоса, который является изделием одноразового применения, т.е. не подлежит ремонту; повышенный шум коллекторного узла и создание им высокочастотных помех при его работе, что требует применения соответствующих устройств для их подавления; конструкция насоса и технология его сборки усложнены наличием коллекторного узла и устройством подавления высокочастотных помех, включающего в себя дроссельные катушки и конденсатор.

Недостатком прототипа является также то, что установка постоянных магнитов статора на корпусе насоса требует, чтобы корпус насоса был магнитопроводом, т.е. выполненным из стали, что исключает изготовление корпуса из материалов с малой плотностью, например из алюминиевого сплава или пластмассы, с целью уменьшения массы корпуса и упрощения технологии его изготовления.

Наиболее близкими к изобретению являются насосы с вентильными электродвигателями для перекачки различных жидких сред: патент РФ №2079723, патент РФ №2129669. Каждый насос содержит корпус, внутри которого установлен вентильный электродвигатель, состоящий из статора и ротора, совмещенного с рабочим колесом, и закрепленных на роторе постоянных магнитов. При этом на статоре установлены датчики положения ротора, а снаружи на корпусе насоса установлен блок управления электродвигателем.

С точки зрения приведенных выше требований к насосам для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля вышеописанные насосы с вентильными электродвигателями имеют существенные недостатки: конструкции статора, ротора и корпуса каждого насоса громоздки и сложны, что неприемлемо для малогабаритных насосов для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля; блоки управления установлены снаружи корпусов насосов, что требует защиты блоков от воздействия внешних факторов (механических и атмосферных).

Задачей изобретения «Насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля» является создание малогабаритного насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, конструкция которого обеспечивает работу насоса от бортовой сети автомобиля; безопасность; повышенные надежность и срок службы; пониженный уровень шума; отсутствие высокочастотных помех при работе; упрощение технологии изготовления корпуса насоса.

Поставленная цель достигается тем, что в насосе для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящем из корпуса, в котором установлен электродвигатель, при этом с одного конца корпуса установлен насосный узел с всасывающим патрубком и с выполненной внутри узла полостью, в которой расположено качающее устройство насоса, надетое на вал электродвигателя, а с другого конца корпуса установлена крышка с напорным патрубком, согласно изобретению электродвигатель насоса выполнен как вентильный электродвигатель, содержащий статор, состоящий из листов электротехнической стали и обмоток; ротор, состоящий из магнитопровода с закрепленными на его поверхности постоянными магнитами, и блок управления вентильным электродвигателем, размещенный в крышке насоса. При этом корпус насоса изготовлен из материала малой плотности, например алюминиевого сплава или пластмассы. Магнитопровод ротора закреплен на валу, например, с натягом, а сам вал выполнен с буртом, при этом оба конца вала ротора выполнены закругленными, а на одном из концов вала выполнена лыска.

Разработанная в данном изобретении конструкция насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля с вентильным электродвигателем является принципиально новой для данного типа насосов, поскольку лишена недостатков насоса с коллекторным электродвигателем. Конструкция насоса обеспечивает его работу от бортовой сети автомобиля; делает работу насоса безопасной; повышает надежность и срок службы, обеспечивает пониженный уровень шума и отсутствие высокочастотных помех из-за отсутствия коллекторного узла; является компактной и малогабаритной, поскольку все узлы насоса, в том числе и блок управления вентильным электродвигателем, размещены внутри насоса. Корпус насоса, не будучи магнитопроводом, выполнен из материала с малой плотностью, например алюминиевого сплава или пластмассы, что снижает массу корпуса по сравнению со стальным и упрощает технологию его изготовления.

Кроме того, для исключения применения дополнительных крепежных элементов и упрощения технологии сборки магнитопровод закреплен на валу неподвижно (например, с натягом), а сам вал выполнен с буртом для фиксации магнитопровода в осевом направлении. При этом оба конца вала выполнены закругленными для уменьшения силы трения концов вала о подпятники, а на одном из концов вала выполнена лыска для передачи вращения качающему устройству насосного узла.

На фиг.1 показан продольный разрез насоса, на фиг.2, 3, 4, 5 показаны поперечные сечения насоса и статора.

Насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля состоит из корпуса 1, в котором установлен вентильный электродвигатель 2, при этом с одного конца корпуса 1 установлен насосный узел 3, включающий в себя крышку 4 со всасывающим патрубком 5, крышку 6 и расположенное между крышками 4 и 6 качающее устройство 7, надетое на вал 8 электродвигателя 2. С другого конца корпуса 1 установлена крышка 9 с напорным патрубком 10. На крышку 9 надета крышка 11, в которой размещен блок управления 12 вентильным электродвигателем 2.

Вентильный электродвигатель 2 содержит статор 13, состоящий из листов электротехнической стали 23, 43 и обмоток 15, и ротор 16, состоящий из магнитопровода 17 и закрепленных на нем постоянных магнитов 18. Между статором 13 и ротором 16 выполнен зазор 30.

На наружной поверхности статора 13 выполнены каналы 34 и 45 для пропуска перекачиваемого топлива.

Четыре вывода 19 обмоток 15 статора 13 подключены к блоку управления 12. Два вывода 20 блока 12 соединены с клеммами 21. Для удобства монтажа блока 12 в крышке 11 выполнено технологическое отверстие 22.

Ротор 16 по наружной поверхности снабжен бандажом 27 толщиной 0,3-0,4 мм, выполненным из бензостойкого материала. Магнитопровод 17 неподвижно (например, с натягом) закреплен на валу 8 ротора 16, а сам вал 8 выполнен с буртом 25. При этом, оба конца вала 8 выполнены закругленными, а на одном из концов вала 8 выполнена лыска 26, на которую надето качающее устройство 7.

Вал 8 ротора 16 установлен в подшипниках скольжения 28, а один из концов вала 8 при работе насоса упирается в один из подпятников 29.

Насос работает следующим образом. При подаче напряжения на блок управления 12 вентильный двигатель 2 запускается в работу. При этом вал 8 ротора 16 с помощью лыски 26 передает вращение качающему устройству 7, которое прокачивает топливо, поступающее из бака, в напорный патрубок 10, из которого топливо поступает к ДВС автомобиля.

Насос может быть изготовлен на существующем оборудовании с применением существующих технологий.

Изобретение «Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля» относится к вентильным электродвигателям и предназначено для использования в насосе для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля.

Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля должен отвечать определенным требованиям с учетом специфики работы автомобиля: реализовывать два режима работы - режим начального запуска электродвигателя и рабочий режим; устойчиво запускаться в работу при многократных включениях при пониженном напряжении аккумуляторной батареи; схема блока управления электродвигателем должна быть устойчива к зависанию в результате действия помех, возникающих в сети питания автомобиля; быть компактным и надежным в работе.

Известны конструкции вентильных электродвигателей, принцип работы которых состоит в том, что на обмотки статора электродвигателя подается электрический ток и с помощью блока управления получают вращающееся магнитное поле, с которым сцепляется магнитное поле постоянных магнитов, установленных на роторе, что заставляет ротор вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем обмоток статора (А.с. СССР №1473026, №1527689, №1663714, №1700705, №1791923).

Наиболее близкими к изобретению являются насосы с вентильными электродвигателями для перекачки различных жидких сред (Патенты РФ №2079723, №2129669). Каждый насос содержит корпус, в котором установлен вентильный электродвигатель, приводящий во вращение насосный узел. Внутри двигателя установлены датчики положения ротора, соединенные с блоком управления, установленным снаружи на корпусе насоса.

С точки зрения специфики работы автомобиля вышеприведенные конструкции вентильных электродвигателей имеют ряд недостатков: не предусмотрены два режима работы электродвигателя - начального запуска и рабочего режима; нет устройства для устойчивого запуска электродвигателя при пониженном напряжении в сети питания; нет устройства, позволяющего блоку управления быть устойчивому к высокочастотным помехам в сети питания.

Недостатком является также то, что датчики положения ротора установлены внутри электродвигателей, что увеличивает их габариты, усложняет коммутацию, поскольку необходимо соединять выводы датчиков с блоком управления (Например, датчики в виде дополнительных обмоток статора - а.с. СССР №1473026, №1527689; импульсный датчик - а.с. СССР №1791923; датчик Холла - патент РФ №2129669).

Задачей изобретения "Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля" является создание вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, конструкция которого с учетом специфики работы автомобиля обеспечивает: реализацию двух режимов работы - режим начального запуска вращения электродвигателя и рабочий режим; устойчивый запуск в работу электродвигателя при многократных включениях при пониженном напряжении аккумуляторной батареи; устойчивость к зависанию в результате действия помех, возникающих в сети питания автомобиля; замену датчика положения ротора на электронное устройство, входящее в схему блока управления; компактность электродвигателя с установкой внутри его всех элементов, включая блок управления.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, содержащем блок управления, статор и ротор, согласно изобретению блок управления электродвигателем выполнен в виде функционально взаимосвязанных устройств: устройство формирования логических сигналов "единица" или "ноль" в зависимости от полярности ЭДС, наведенной в соответствующей обмотке статора; управляющий контроллер для обработки поступающих логических сигналов и формирования выходных управляющих сигналов, реализации режима начального запуска вращения электродвигателя и рабочего режима, а также для перезапуска программы при зависании блока управления в результате действия помех; устройство для преобразования выходных сигналов контроллера в сигналы управления коммутационным устройством; устройство коммутации обмоток статора для вращения ротора в заданном направлении; устройство защиты коммутирующих транзисторов от сквозного тока; устройство коррекции динамики запуска электродвигателя. В блоке управления электродвигателем установлен стабилизатор напряжения на +5В для питания устройств блока.

Блок управления соединен с установленными в крышке насоса двумя клеммами для подключения к бортовой системе питания автомобиля. Блок управления выполнен в виде двух узлов, в одном из которых установлены элементы устройств блока с высоким энергопотреблением, а в другом - остальные элементы блока, при этом узел с высоким энергопотреблением установлен на диэлектрическом теплоотводе. Узлы блока управления покрыты бензостойким герметиком.

Магнитопровод ротора электродвигателя выполнен из магнитомягкого материала, а постоянные магниты, закрепленные на нем, изготовлены на основе редкоземельных элементов, намагниченных в сильномагнитном поле. Ротор по наружной поверхности снабжен бандажом толщиной 0,3-0,4 мм, выполненным из бензостойкого материала.

Между внутренней поверхностью статора и наружной поверхностью ротора выполнен зазор в пределах 0,1-0,2 мм.

Разработанная в данном изобретении конструкция вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля является принципиально новой, поскольку, как показано выше, блок управления электродвигателя обеспечивает эффективную работу электродвигателя с учетом специфики работы автомобильного двигателя.

На фиг.1 показан продольный разрез вентильного электродвигателя, на фиг.2, 3, 4, 5 показаны поперечные сечения электродвигателя и статора, на фиг.6 - блок-схема вентильного электродвигателя.

Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля содержит блок управления 12, статор 13, состоящий из листов электротехнической стали 23, 43 и обмоток 15, и ротор 16, состоящий из магнитопровода 17 и закрепленных на нем постоянных магнитов 18. Статор 13 четырьмя выводами 19 соединен с блоком управления 12, который двумя выводами 20 соединен с клеммами 21.

Блок управления 12 включает в себя (фиг.6): устройство формирования логических сигналов "единица" или "ноль" 35; управляющий контроллер 36; устройство для преобразования выходных сигналов контроллера 37; устройство коммутации обмоток статора электродвигателя 38; устройство защиты коммутирующих транзисторов 39; устройство коррекции динамики запуска электродвигателя 40; стабилизатор напряжения 41 на +5В. Блок управления выполнен в виде двух узлов 33 и 42, покрытых бензостойким герметиком. В узле 42 установлены элементы блока с высоким энергопотреблением, а в узле 33 - остальные элементы блока 12. При этом узел 42 установлен на диэлектрическом теплоотводе 31, закрепленном на поверхности напорного патрубка 10.

При сборке насоса в корпус 1 устанавливаются последовательно крышка 6, насосный узел 3, крышка 4, статор 13, ротор 16, крышка 9, в отверстия которой выводятся четыре вывода 19 от обмоток 15 статора 13. Затем надевается крышка 11 с установленным внутри ее блоком управления 12. Затем края корпуса 1 завальцовывают, обеспечивая сборку насоса в одно целое. После этого через технологическое отверстие 22 четыре вывода 19 подсоединяют к блоку управления 12, а два вывода 20 блока 12 подсоединяют к клеммам 21.

Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля работает следующим образом. При подаче напряжения на блок управления 12 на выходах управляющего контроллера 36 формируются импульсы принудительного запуска вентильного электродвигателя. Для надежного запуска электродвигателя при пониженном напряжении (разряженной аккумуляторной батарее) формируются более длительные импульсы запуска, при нормальном напряжении питания - более короткие. После начального запуска программное обеспечение управляющего контроллера 36 переходит на рабочий режим электродвигателя, при котором определяются временные интервалы переключения обмоток 15 статора 13 электродвигателя. В двигательном режиме взаимодействие токов обмоток статора с магнитным полем ротора приводит к возникновению момента вращения ротора 16, вал 8 которого, в свою очередь, приводит в работу насосный узел 3.

Предложенная конструкция вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля может быть изготовлена на существующем оборудовании с применением существующих технологий.

Изобретение «Статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля» относится к статорам вентильных электродвигателей и предназначено для использования в вентильных электродвигателях насосов для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля.

Статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля должен иметь эффективное охлаждение, поскольку насос работает в течение продолжительного времени (часы) в высокооборотном режиме (n=3000-9000 об/мин).

Известны конструкции как вентильных, так и коллекторных электродвигателей, в которых предусмотрены меры для охлаждения статора электродвигателя.

Известен погружной насос (А.с. СССР №1226570), в корпусе которого размещены статор и ротор, при этом со стороны всасывающего патрубка на валу ротора установлено рабочее колесо. Между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью статора имеется кольцевой зазор, по которому прокачивается жидкость, охлаждая наружную поверхность статора. Для охлаждения ротора в нем просверлены каналы, параллельные оси ротора, в которые подается прокачиваемая жидкость через центральный канал, выполненный в теле вала, на котором установлен ротор. Наружная поверхность ротора и внутренняя поверхность статора не охлаждаются, поскольку находятся в герметичной капсуле.

Недостатком конструкции является одностороннее охлаждение статора и сложная конструкция системы охлаждения внутренней части электродвигателя.

Известен двигатель-насос для перекачки нефтепродуктов (Патент РФ №2088808), в котором на внутренней поверхности корпуса установлен статор электродвигателя, а на валу насоса установлен ротор - рабочее колесо в виде толстостенной трубы, на внутренней поверхности которой вдоль оси на приводном валу закреплены лопасти рабочего колеса. При работе насоса лопасти прокачивают жидкость через ротор - рабочее колесо. Однако поскольку давление на выходе рабочего колеса больше, чем на входе, создается противоток перекачиваемой жидкости через зазор между ротором и статором, что снижает производительность насоса. Поэтому на выходе рабочего колеса установлены дополнительные лопатки, препятствующие проникновению потока перекачиваемой жидкости в зазор между статором и ротором.

Недостатком конструкции является недостаточная эффективность охлаждения статора потоком перекачиваемой жидкости.

Известен герметичный насос центробежного типа с вентильным электродвигателем для перекачки различных жидких сред (Патент РФ №2079723). Насос содержит корпус, внутри которого установлен вентильный электродвигатель, состоящий из статора и ротора, совмещенного с рабочим колесом, и закрепленных на роторе постоянных магнитов. В данной конструкции поток перекачиваемой жидкости охлаждает ротор, проходя через каналы рабочего колеса. Статор же находится вне зоны перекачиваемой жидкости.

Недостатком конструкции является недостаточная эффективность охлаждения статора вентильного электродвигателя, поскольку потоком перекачиваемой жидкости охлаждается только ротор.

Известен насос с вентильным электродвигателем (Патент РФ №2129669). Насос содержит корпус, внутри которого соосно размещены рабочее колесо, статор и ротор. При этом рабочее колесо жестко соединено с ротором, который выполнен в виде двух дисков, между которыми с зазором размещен диск статора, неподвижно закрепленный на корпусе. Таким образом, диски статора и ротора расположены перпендикулярно потоку перекачиваемой жидкости, набегающему от рабочего колеса.

Недостатком конструкции является недостаточная эффективность охлаждения элементов вентильного электродвигателя, поскольку поток перекачиваемой жидкости охлаждает лишь наружные цилиндрические поверхности статора и ротора, не охлаждая расположенные друг против друга торцевые поверхности статора и ротора.

Известны малогабаритные насосы для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля (Патент СССР №1025338, Патенты США №4466781, №4938659, №5284417, №5328325, патент ФРГ №2079723), которые представляют собой моноблок, состоящий из корпуса, в котором последовательно расположены всасывающий патрубок, насосный узел, коллекторный электродвигатель и напорный патрубок, т.е. топливо прокачивается через электродвигатель, охлаждая статор и ротор. При этом наружная поверхность статора потоком перекачиваемого топлива не охлаждается, поскольку эта поверхность плотно, без зазора, соприкасается с внутренней поверхностью корпуса насоса.

Недостатком данных конструкций является неполное (одностороннее) охлаждение статора потоком прокачиваемого топлива.

Наиболее близким к данному изобретению является электроприводной подкачивающий насос для двигателя внутреннего сгорания (Патент СССР №1025338), который представляет собой моноблок, состоящим из корпуса, в котором последовательно расположены всасывающий патрубок, насосный узел, коллекторный электродвигатель и напорный патрубок. Охлаждение статора и ротора происходит потоком топлива, прокачиваемого через электродвигатель.

Наружная поверхность статора потоком перекачиваемого топлива не охлаждается, поскольку эта поверхность плотно, без зазора, соприкасается с внутренней поверхностью корпуса насоса.

Недостатком прототипа является неполное (одностороннее) охлаждение статора потоком прокачиваемого топлива. Кроме того, недостатком прототипа является также то, что торцевая поверхность статора, находясь на пути движения потока топлива, оказывает гидравлическое сопротивление потоку, ухудшая, тем самым, параметры насоса по расходу, давлению и напору.

Задачей изобретения "Статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля" является создание конструкции эффективно охлаждаемого статора вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля.

Поставленная цель в первом варианте достигается тем, что в статоре вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящем из листов электротехнической стали и обмоток, согласно изобретению по наружному диаметру листов равномерно выполнены выступы, не менее трех, наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру корпуса насоса, при этом в собранном виде выступы образуют ребра. Площадь кольцевого зазора между наружной поверхностью статора и внутренней поверхностью корпуса насоса равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка, расположенного на насосном узле.

Поставленная цель во втором варианте достигается тем, что в статоре вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящем из листов электротехнической стали и обмоток, согласно изобретению по наружному диаметру листов, равному внутреннему диаметру корпуса насоса, равномерно выполнены пазы, не менее трех, например, полукруглые, при этом в собранном виде пазы образуют каналы. При этом площадь каналов в их поперечном сечении равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка, расположенного на насосном узле.

Разработанная в данном изобретении конструкция статора вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля обеспечивает эффективное охлаждение статора потоком перекачиваемого топлива как по его наружной поверхности, так и по внутренней поверхности статора через зазор между статором и ротором.

Для снижения гидравлических потерь при перекачке топлива площадь кольцевого зазора или каналов в их поперечном сечении равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка.

На фиг.1 показан продольный разрез насоса, на фиг.2 показано поперечное сечение насоса для первого варианта конструкции статора, на фиг.4 показано поперечное сечение насоса для второго варианта конструкции статора, на фиг.3 и фиг.5 показаны конструкции статора для обоих вариантов в упрощенном аксонометрическом изображении для лучшего понимания предложенной конструкции (без обмоток статоров).

В первом варианте (фиг.1, 2, 3) статор 13 выполнен из листов электротехнической стали 23 и обмоток 15. По наружному диаметру листов 23 равномерно расположены выступы 24, например, прямоугольные, не менее трех, причем наружный диаметр выступов равен внутреннему диаметру корпуса 1 насоса. В собранном виде выступы 24 образуют ребра 32. На фиг.3 показан статор 13, у которого ребра 32 расположены параллельно оси статора. Высота выступов 24 выполнена таким образом, что площадь кольцевого зазора 34 в его поперечном сечении равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка 5. Листы 23 соединены, например, сваркой или клеем.

Во втором варианте (фиг.1, 4, 5) статор 13 выполнен из листов электротехнической стали 43 и обмоток 15. По наружному диаметру листов 43, равному внутреннему диаметру корпуса 1 насоса, равномерно расположены пазы 44, не менее трех, например, полукруглые. В собранном виде пазы 44 образуют каналы 45. На фиг.5 показан статор 13, у которого каналы 45 расположены параллельно оси статора. Суммарная площадь каналов 45 в их поперечном сечении равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка 5. Листы 43 соединены, например, сваркой или клеем.

При сборке насоса в корпус 1 устанавливаются последовательно крышка 6, насосный узел 3, крышка 4, статор 13, ротор 16, крышка 9, в отверстия которой выводятся четыре вывода 19 от обмоток 15 статора 13. Затем надевается крышка 11 с установленным внутри ее блоком управления 12. Затем края корпуса 1 завальцовывают, обеспечивая сборку насоса в одно целое. После этого через технологическое отверстие 22 четыре вывода 19 подсоединяют к блоку управления 12, а два вывода 20 блока 12 подсоединяют к клеммам 21.

Статор работает следующим образом. При подаче напряжения на блок управления 12, от него на статор 13 поступают управляющие сигналы. В двигательном режиме взаимодействие токов обмоток 15 статора 13 с магнитным полем ротора 16 приводит к возникновению момента вращения ротора, вал которого, в свою очередь, приводит в работу насосный узел 3.

Предложенная конструкция статора может быть изготовлена на существующем оборудовании с применением существующих технологий.

Claims (16)

1. Насос для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящий из корпуса, в котором установлен электродвигатель, при этом с одного конца корпуса установлен насосный узел с всасывающим патрубком и с выполненной внутри узла полостью, в которой расположено качающее устройство насоса, надетое на вал электродвигателя, а с другого конца корпуса установлена крышка с напорным патрубком, отличающийся тем, что электродвигатель насоса выполнен как вентильный электродвигатель, содержащий статор, состоящий из листов электротехнической стали и обмоток; ротор, состоящий из магнитопровода с закрепленными на его поверхности постоянными магнитами, и блок управления вентильным электродвигателем, размещенный в крышке насоса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что корпус насоса изготовлен из материала малой плотности, например, алюминиевого сплава или пластмассы.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что магнитопровод ротора закреплен на валу ротора, например, с натягом, а сам вал выполнен с буртом, при этом оба конца вала ротора выполнены закругленными, а на одном из концов вала выполнена лыска.

4. Вентильный электродвигатель насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, содержащий блок управления, статор и ротор, отличающийся тем, что блок управления электродвигателем выполнен в виде функционально взаимосвязанных устройств: устройство формирования логических сигналов "единица" или "ноль" в зависимости от полярности ЭДС, наведенной в соответствующей обмотке статора; управляющий контроллер для обработки поступающих логических сигналов и формирования выходных управляющих сигналов, реализации режима начального запуска вращения электродвигателя и рабочего режима, а также для перезапуска программы при зависании блока управления в результате действия помех, устройство для преобразования выходных сигналов контроллера в сигналы управления коммутационным устройством; устройство коммутации обмоток статора для вращения ротора в заданном направлении; устройство защиты коммутирующих транзисторов от сквозного тока; устройство коррекции динамики запуска электродвигателя.

5. Вентильный двигатель по п.4, отличающийся тем, что в блоке управления электродвигателем установлен стабилизатор напряжения на +5 В для питания устройств блока.

6. Вентильный электродвигатель по п.4, отличающийся тем, что блок управления электродвигателем соединен с установленными в крышке насоса двумя клеммами для подключения к бортовой системе питания автомобиля.

7. Вентильный электродвигатель по п.4, отличающийся тем, что блок управления электродвигателем выполнен в виде двух узлов, в одном из которых установлены элементы устройств блока с высоким энергопотреблением, а в другом - остальные элементы блока.

8. Вентильный электродвигатель по п.4, отличающийся тем, что узел с высоким энергопотреблением установлен на диэлектрическом теплоотводе.

9. Вентильный электродвигатель по п.7, отличающийся тем, что узлы блока управления покрыты бензостойким герметиком.

10. Вентильный электродвигатель по п.4, отличающийся тем, что магнитопровод ротора выполнен из магнитомягкого материала, а постоянные магниты, закрепленные на нем, изготовлены на основе редкоземельных элементов, намагниченных в сильномагнитном поле.

11. Вентильный электродвигатель по п.4, отличающийся тем, что ротор по наружной поверхности снабжен бандажом толщиной 0,3-0,4 мм, выполненным из бензостойкого материала.

12. Вентильный электродвигатель по п.4, отличающийся тем, что зазор между внутренней поверхностью статора и наружной поверхностью ротора выполнен в пределах 0,1-0,2 мм.

13. Статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящий из листов электротехнической стали и обмоток, отличающийся тем, что по наружному диаметру листов равномерно выполнены выступы не менее трех, наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру корпуса насоса, при этом в собранном виде выступы образуют ребра.

14. Статор по п.13, отличающийся тем, что площадь кольцевого зазора между наружной поверхностью статора и внутренней поверхностью корпуса насоса равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка, расположенного на насосном узле.

15. Статор вентильного электродвигателя насоса для подачи топлива из бака к ДВС автомобиля, состоящий из листов электротехнической стали и обмоток, отличающийся тем, что по наружному диаметру листов, равному внутреннему диаметру корпуса насоса, равномерно выполнены пазы не менее трех, например, полукруглые, при этом в собранном виде пазы образуют каналы.

16. Статор по п.15, отличающийся тем, что площадь каналов в их поперечном сечении равна или больше площади отверстия всасывающего патрубка, расположенного на насосном узле.

Images