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CN105464779B - 一种防失效调速电控水泵 - Google Patents

一种防失效调速电控水泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防失效调速电控水泵，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，固定座和电磁线圈，所述的主动盘与摩擦盘通过弹簧片压紧，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线圈所述离合器电磁线圈与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。

Description

一种防失效调速电控水泵
技术领域
本发明涉及汽车发动机冷却系统的发动水泵离合器，具体是一种防失效调速电磁水泵离合器。
背景技术
离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合。离合器具有接合平稳，分离迅速而彻底；调节和修理方便；外廓尺寸小；质量小；耐磨性好和有足够的散热能力等特点。
迄今为止，广泛使用于汽车、拖拉机、船舶、发电机组、工程机械等机械工程所用的内燃发动机中均配备有冷却系统，这些冷却系统中均配备有用于提供冷却水的水泵，然而，这些水泵目前都是采用机械式驱动、传动比固定的结构。这样不管发动机内负荷如何变化、水温是高还是低、排放是好还是坏、需不需要水泵泵水、泵多少水等等，水泵的工作都是按一种固定的连接方式和固定的传动比泵水，也就是说它都以同样的传动比、同样的转速工作。
研究表明发动机在83℃-93℃时发动机效率最高。现有技术发动机启动暖身时间约20-30分钟，采用本发明技术改进后发动机暖身时间约10分钟左右。汽车正常行驶过程中60％的时间是不需要水泵高速运行，在爬坡或重负载情况下需要高速冷却，然而，对于发动机而言其内部的水温就相当于人的体温，只有人的体温正常了，人的身体才能够健康。人的体温一旦发生变化，身体就会出现问题，对发动机而言也是同样的道理，因此，维持发动机的温度尤其重要。显而易见的上述结构设计的水泵，还无法适应发动机变化多端的工作过程要求，甚至很多时候还会造成过分的冷却，降低发动机效率，给发动机造成危害，而且大量的浪费了能量。只有比较短的时间，是正好满足发动机的工作要求的。针对上述这种对泵与发动机不协调的工作状态，急需本领域技术人员做出改进。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种防失效调速电控水泵，该电控水泵能够适应于发动机变化多端的工作过程要求，适用于发动机的转速运行，从而可以达到高效节能、安全运行的效果。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种防失效调速电控水泵，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，皮带轮电磁吸盘和电磁线圈，所述的主动盘与摩擦盘通过弹簧片压紧，摩擦盘套设于所述固定座上，固定座套设在主轴上，皮带轮电磁吸盘位于主动盘的左侧，皮带轮内设置有电磁线圈所述离合器电磁线圈与ECU相连接。
作为本发明的进一步优选，所述的摩擦盘与主动盘采用预压紧技术连接在一起。
作为本发明的进一步优选，所述的铆钉依次穿过弹簧片、间隙垫片一和主动盘并将其紧固在一起成为一体部件。在装配过程中，主动盘与皮带轮电磁吸盘间隙为1.5mm。在压装摩擦盘时，将主动盘上的铆钉向弹簧片的方向预紧1mm，此时的主动盘与皮带轮电磁吸盘的间隙变为0.5mm，摩擦盘与主动盘总成之间通过弹簧片变形1mm压紧，压紧力保证水泵在无电磁力时水泵处于高速旋转，达到防止摩擦盘从主动盘上脱落而使压紧力失效的情况发生。
作为本发明的进一步优选，压紧后的主动盘与皮带轮电磁吸盘的吸合面距离为0.3mm-0.5mm。
作为本发明的进一步优选，所述的上盖内设有永磁铁和磁铁环。
作为本发明的进一步优选，所述的永磁铁与摩擦盘的间隙约1mm。
作为本发明的进一步优选，所述的水泵壳体内安装有水泵叶轮。
作为本发明的进一步优选，弹簧片的厚度为1.2mm，材料为65Mn，65Mn在经热处理及冷拔硬化后，强度较高，具有一定的韧性和塑性；相同表面状态和完全淬透情况下，疲劳极限与合金弹簧相当，有效保证弹簧片在工作时的可靠性。
工作原理：在发动机刚启动时，由于水温较低，ECU给出离合器电磁线圈通电信号，摩擦盘与主动盘分离，水泵以跟上盖作低速运行，发动机快速暖机。当发动机水温上升到93℃时，离合器电磁线圈断电，摩擦盘与主动盘贴合，水泵以直接传动速度运行。当发动机水温低于83℃时，离合器电磁线圈通电，摩擦盘与主动盘贴合，水泵从直接传动转速下降为跟转转速。由此可见，水泵的运行完全是适应发动机变化多端的工作过程要求，从而能够很好的保护发动机，使发动机始终安全运行。
有益效果：本发明所述的一种防失效调速电控水泵，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，将各个领域的发动机中的机械式水泵，提升到一个新的水平和现代化的高级阶段，从而使发动机也跃升到一个新的水平和现代化的高级阶段，使发动机冷却系统的工作，更科学、更适合发动机工作过程的需要、更节能、更安全、更环保。因此，本发明又是一项绿色环保工程，所以本发明必将在发动机行业大面积推广，造就发动机行业一个不小的进步。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为主动盘与摩擦盘在耦合状态时的局部放大图；
图3为主动盘与摩擦盘在分离状态时的局部放大图；
图4为弹簧片的结构示意图；
图中：线圈槽2，皮带轮3，铆钉4，弹簧片5，间隙垫片一6，平垫片7，螺钉8，弹簧垫圈9，磁铁环10，永磁铁11，主动盘12，上盖13，摩擦盘固定座14，摩擦盘16，皮带轮电磁吸盘17，螺钉18，间隙垫片二19，轴承20，电磁线圈21，水封22，主轴23，水泵壳体24。
具体实施方式
下面结合附图，进一步阐明本发明。
如附图所示，本发明所述的一种防失效调速电控水泵，它包括：皮带轮3，上盖13，轴承20，水封22，主轴23和水泵壳体24，所述的主轴23的一端与水泵壳体24相连，主轴23的另一端延伸至上盖13中，上盖13与皮带轮3相连接，皮带轮3通过轴承20与水泵壳体24连接，主轴23的径向设有水封22与水泵壳体24，它还包括：主动盘12，摩擦盘16，固定座14和电磁线圈21，所述的主动盘12与摩擦盘16通过弹簧片5压紧，摩擦盘16套设于所述固定座14上，固定座14套设在主轴23上，皮带轮3内设置有电磁线圈21，所述离合器电磁线圈21与ECU相连接。
实施例
皮带轮3由发动机带动，皮带轮3通过螺钉18、铆钉4、间隙垫片一6、间隙垫片二19和弹簧片5带动主动盘12运动。
在不通电的情况下，主轴23带动固定座14旋转，摩擦盘16套设于固定座14上，主动盘12与摩擦盘16通过弹簧片6压紧，摩擦盘16会跟随主动盘12同速运动，摩擦盘16与主动轴12通过固定座14配合连接，主轴23与水泵壳体24固定连接，从而使水泵壳体24内的水泵叶轮随着高速运动，螺钉8穿过弹簧垫圈9和平垫片7将皮带轮3固定在主动盘12的一侧。
在通电的情况下，主轴23带动固定座14旋转，摩擦盘16套设于固定座14上，主动盘12在电磁力的作用下向电磁线圈21的方向运动，电磁线圈21固定在线圈槽2内，主动盘12与摩擦盘16分离，摩擦盘16从而不随主动盘12高速转动，但摩擦盘16会随上盖13有滑差转动，上盖13与皮带轮3固定连接，上盖13内有永磁铁11和磁铁环10，永磁铁11与摩擦盘16的间隙约1mm，摩擦盘16会由于永磁铁11的作用跟随上盖13有滑差的转动，转动速度为皮带轮3转速的一半左右。
实验数据
如图2所示为主动盘12与摩擦盘16耦合状态时的结构示意图，摩擦盘16与主动盘12预压紧，弹簧片5压缩1mm-1.2mm，主动盘12与吸合面间隙为0.3mm-0.5mm，静扭矩16N.m-20N.m，工作电压范围20-28v。
如图3所示为主动盘12与摩擦盘16分离状态时的结构示意图，摩擦盘16与主动盘12的间隙为0.3mm-0.5mm，永磁铁11与摩擦盘16的间隙为1mm-1.5mm，主动盘12与吸合面间隙为0mm，通过调节永磁铁11的数量可以改变分离后的转速。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防失效调速电控水泵，它包括：皮带轮(3)，上盖(13)，轴承(20)，水封(22)，主轴(23)和水泵壳体(24)，所述的主轴(23)的一端与水泵壳体(24)相连，主轴(23)的另一端延伸至上盖(13)中，上盖(13)与皮带轮(3)相连接，皮带轮(3)通过轴承(20)与水泵壳体(24)连接，主轴(23)的径向设有水封(22)与水泵壳体(24)，其特征在于：它还包括：主动盘(12)，固定座(14)，摩擦盘(16)，皮带轮电磁吸盘(17)和电磁线圈(21)，所述的主动盘(12)与摩擦盘(16)通过弹簧片(5)压紧，摩擦盘(16)套设于所述固定座(14)上，固定座(14)套设在主轴(23)上，皮带轮电磁吸盘(17)位于主动盘(12)的左侧，皮带轮(3)内设置有电磁线圈(21)，所述电磁线圈(21)与ECU相连接，摩擦盘(16)与永磁铁(11)的间隙约1mm。
2.根据权利要求1所述的一种防失效调速电控水泵，其特征在于：铆钉(4)依次穿过弹簧片(5)、间隙垫片一(6)和主动盘(12)并将其紧固在一起。
3.根据权利要求1所述的一种防失效调速电控水泵，其特征在于：所述的摩擦盘(16)与主动盘(12)采用预压紧技术连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种防失效调速电控水泵，其特征在于：压紧后的主动盘(12)与皮带轮电磁吸盘(17)的吸合面距离为0.3mm-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种防失效调速电控水泵，其特征在于：所述的上盖(13)内设有永磁铁(11)和磁铁环(10)。
6.根据权利要求1所述的一种防失效调速电控水泵，其特征在于：所述的水泵壳体(24)内安装有水泵叶轮。
7.根据权利要求1所述的一种防失效调速电控水泵，其特征在于：所述的弹簧片(5)的厚度为1.2mm，材料为65Mn。
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