CN109869321B - 一种空心杯转子水泵及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心杯转子水泵及新能源汽车，空心杯转子水泵包括泵壳、水泵叶轮、机械密封和电机，前端盖包括顶板、外套筒和内套筒，靠近顶板边缘位置往下凸出有外套筒，内套筒的两端分别安装第一轴承和第二轴承，机械密封套装在转轴上，机械密封的一端顶在水泵叶轮的下方，机械密封的一端顶在台阶上，转轴的尾端凸出内套筒并与空心杯安装连接在一起，空心杯套在内套筒的***，在空心杯外侧面上安装永磁体，外套筒的内侧壁安装定子组件，定子组件套在永磁体***，定子组件、空心杯的外侧壁和永磁***于第二空腔里面，外套筒的底部安装盖板，利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。

Description

一种空心杯转子水泵及新能源汽车

技术领域：

本发明涉及一种空心杯转子水泵及新能源汽车。

背景技术：

汽车用的电子水泵为新能源汽车动力总成中冷却***必不可少的核心部件。为提升整车集成度及***功率密度，部件的小型、轻量化势在必行。而高度集成带来的后果是发热更为严重，中小水泵的整机效率普遍在50％以下，一大原因为温升过高。此时就需要新的电子水泵结构形式以改善上述问题。

发明内容：

本发明的第一目的是提供一种空心杯转子水泵，解决现有技术中在水泵高度集成、缩小体积的背景下水泵发热严重、整机效率偏低的技术问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种空心杯转子水泵，包括泵壳、水泵叶轮、机械密封和电机，其中电机包括转轴、空心杯、永磁体、前端盖、第一轴承、第二轴承、定子组件和盖板，其中泵壳包括位于顶部入水口、泵腔和排水口，入水口和排水口与泵腔连通，泵壳安装在前端盖的上方，前端盖包括顶板、外套筒和内套筒，靠近顶板边缘位置往下凸出有外套筒，在顶板中间位置设置中心孔，在顶板中间位置往下凸出有内套筒，内套筒的里面的第一空腔与中心孔连通，内套筒的两端设置的轴承座里面分别安装第一轴承和第二轴承，转轴支撑安装在第一轴承和第二轴承上，转轴的前端穿过中心孔伸入到泵腔里面与水泵叶轮连接，机械密封套装在转轴上，机械密封的一端顶在水泵叶轮的下方，机械密封的一端伸入到中心孔顶在中心孔的台阶上，外套筒与内套筒之间形成第二空腔，转轴的尾端凸出内套筒并与空心杯安装连接在一起，空心杯套在内套筒的***，在空心杯外侧面上安装永磁体，在外套筒的内侧壁安装定子组件，定子组件套在永磁体***，定子组件、空心杯的外侧壁和永磁***于第二空腔里面，在外套筒的底部安装盖板。

上述的永磁体是磁环，空心杯是金属材料制造。

上述所述的空心杯是通过铆压螺母铆接在转轴的尾端。

上述所述的泵壳的底部外侧与前端盖相接处凸出上法兰，前端盖的顶部外侧凸出下法兰，通过若干第一螺钉将上法兰和下法兰安装连接起来。

上述所述的机械密封包括密封主体部、弹簧和托盘，密封主体部、弹簧和托盘都套在转轴上，托盘顶部抵在水泵叶轮下方，密封主体部与托盘之间安装弹簧，密封主体部的下方伸入到中心孔并顶在中心孔的台阶上。

上述的密封主体部与第一轴承之间安装锥形垫圈。

上述的铆压螺母的顶部顶在第二轴承的下方。

上述的外套筒上设置有止口台阶，盖板安装在止口台阶上，内套筒位于盖板上方且与盖板相隔一段距离。

上述的上法兰或下法兰的接合面上设置环形凹槽，在环形凹槽里面安装密封圈。

一种新能源汽车，包括车架主体、驱动电机及冷却***，所述的冷却***包括水泵，其特征在于：所述的水泵采用上述所述的空心杯转子水泵。

本发明与现有技术相比，具有如下效果：

1)本发明的空心杯转子水泵借助空心杯转子形式，大幅缩减了水泵电机的轴向尺寸；通过将泵壳与前端盖一体化，集成度高，体积小，利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。

2)本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是本发明的分解图；

图2是本发明的主视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B-B剖视图；

图5是本发明删去泵壳后的分解图；

图6是图3的C部分的局部放大图；

图7是图6的D部分的局部放大图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一：

如图1至图7所示，本实施例提供一种空心杯转子水泵，包括泵壳1、水泵叶轮2、机械密封3和电机100，其中电机100包括转轴4、空心杯5、永磁体6、前端盖7、第一轴承81、第二轴承82、定子组件9和盖板10，其中泵壳1包括位于顶部入水口11、泵腔12和排水口13，入水口11和排水口13与泵腔12连通，泵壳1安装在前端盖7的上方，前端盖7包括顶板71、外套筒72和内套筒73，靠近顶板71边缘位置往下凸出有外套筒72，在顶板71中间位置设置中心孔710，在顶板71中间位置往下凸出有内套筒73，内套筒73的里面的第一空腔730与中心孔710连通，内套筒73的两端设置的轴承座里面分别安装第一轴承81和第二轴承82，转轴4支撑安装在第一轴承81和第二轴承82上，转轴4的前端穿过中心孔710伸入到泵腔12里面与水泵叶轮2连接，机械密封3套装在转轴4上，机械密封3的一端顶在水泵叶轮2的下方，机械密封3的一端伸入到中心孔710顶在中心孔710的台阶711上，外套筒72与内套筒73之间形成第二空腔720，转轴4的尾端凸出内套筒73并与空心杯5安装连接在一起，空心杯5套在内套筒73的***，在空心杯5外侧面上安装永磁体6，在外套筒72的内侧壁安装定子组件9，定子组件9套在永磁体6***，定子组件9、空心杯5的外侧壁51和永磁体6位于第二空腔720里面，在外套筒72的底部安装盖板10。本发明的空心杯转子水泵借助空心杯转子形式，大幅缩减了水泵电机的轴向尺寸；通过将泵壳1与前端盖7一体化，集成度高，体积小，利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。工作时，电机1000产生的热量通过外套筒72和内套筒73，外套筒72和内套筒73然后将热量传动顶板71，泵壳1的冷却水流经过顶板71时，顺速将热量带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。由于定子组件9贴紧在外套筒72，定子组件9快速将热量传递到外套筒72，其它溢出在空气的热量通过顶板71、外套筒72和内套筒73吸收带走。

上述所述的永磁体6是磁环，空心杯5是金属材料制造，空心杯5是通过铆压螺母51铆接在转轴4的尾端，结构简单，安装方便。

上述所述的泵壳1的底部外侧与前端盖7相接处凸出上法兰14，前端盖7的顶部外侧凸出下法兰74，通过若干第一螺钉将上法兰14和下法兰74安装连接起来，结构简单，安装方便。

上述的机械密封包括密封主体部31、弹簧32和托盘33，密封主体部31、弹簧32和托盘33都套在转轴4上，托盘33顶部抵在水泵叶轮2下方，密封主体部31与托盘32之间安装弹簧32，密封主体部31的下方伸入到中心孔710并顶在中心孔710的台阶711上，密封性好，结构简单。

上述所述的密封主体部31与第一轴承81之间安装锥形垫圈83，锥形垫圈83压紧第一轴承81，密封主体部31压紧锥形垫圈83，起到限位作用，防止轴向窜动。

上述的铆压螺母51的顶部顶在第二轴承82的下方，压铆螺母51与第二轴承82直接接触以起到限位作用，省去了轴用挡圈。

上述所述的外套筒72上设置有止口台阶721，盖板10安装在止口台阶721上，内套筒73位于盖板10上方且与盖板10相隔一段距离，结构简单，安装定位方便。

上述所述的上法兰14或下法兰74的接合面上设置环形凹槽141，在环形凹槽141里面安装密封圈142，进一步提供密封性。

实施例二：

一种新能源汽车，包括车架主体、驱动电机及冷却***，所述的冷却***包括水泵，其特征在于：所述的水泵采用上述所述实施例一的空心杯转子水泵。利用水泵冷却水流降温，前端盖将电机的发热大部分吸收并被冷却水流带走，大幅改善了电机的发热，提升电机的整机效率。

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空心杯转子水泵，其特征在于：它包括泵壳(1)、水泵叶轮(2)、机械密封（3）和电机（100），其中电机（100）包括转轴（4)、空心杯（5）、永磁体（6）、前端盖(7)、第一轴承(81)、第二轴承（82）、定子组件（9）和盖板（10），其中泵壳(1)包括位于顶部入水口（11）、泵腔（12）和排水口（13），入水口（11）和排水口（13）与泵腔（12）连通，泵壳(1)安装在前端盖(7)的上方，前端盖(7)包括顶板（71）、外套筒（72）和内套筒（73），靠近顶板（71）边缘位置往下凸出有外套筒（72），在顶板（71）中间位置设置中心孔（710），在顶板（71）中间位置往下凸出有内套筒（73），内套筒（73）的里面的第一空腔（730）与中心孔（710）连通，内套筒（73）的两端设置的轴承座里面分别安装第一轴承(81)和第二轴承（82），转轴（4)支撑安装在第一轴承(81)和第二轴承（82）上，转轴（4）的前端穿过中心孔（710）伸入到泵腔（12）里面与水泵叶轮(2)连接，机械密封（3）套装在转轴（4)上，机械密封（3）的一端顶在水泵叶轮(2)的下方，机械密封（3）的一端伸入到中心孔（710）顶在中心孔（710）的台阶（711）上，外套筒（72）与内套筒（73）之间形成第二空腔（720），转轴（4）的尾端凸出内套筒（73）并与空心杯（5）安装连接在一起，空心杯（5）套在内套筒（73）的***，在空心杯（5）外侧面上安装永磁体（6），在外套筒（72）的内侧壁安装定子组件（9），定子组件（9）套在永磁体（6）***，定子组件（9）、空心杯（5）的外侧壁和永磁体（6）位于第二空腔（720）里面，在外套筒（72）的底部安装盖板（10）。

2.根据权利要求1所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：永磁体（6）是磁环，空心杯（5）是金属材料制造。

3.根据权利要求2所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：空心杯（5）是通过铆压螺母（51）铆接在转轴（4)的尾端。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：泵壳(1)的底部外侧与前端盖(7)相接处凸出上法兰（14），前端盖(7)的顶部外侧凸出下法兰（74），通过若干第一螺钉将上法兰（14）和下法兰（74）安装连接起来。

5.根据权利要求4所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：机械密封包括密封主体部（31）、弹簧（32）和托盘（33），密封主体部（31）、弹簧（32）和托盘（33）都套在转轴（4）上，托盘（33）顶部抵在水泵叶轮(2)下方，密封主体部（31）与托盘（33）之间安装弹簧（32），密封主体部（31）的下方伸入到中心孔（710）并顶在中心孔（710）的台阶（711）上。

6.根据权利要求5所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：密封主体部（31）与第一轴承（81）之间安装锥形垫圈（83）。

7.根据权利要求3所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：铆压螺母（51）的顶部顶在第二轴承（82）的下方。

8.根据权利要求4所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：外套筒（72）上设置有止口台阶（721），盖板（10）安装在止口台阶（721）上，内套筒（73）位于盖板（10）上方且与盖板（10）相隔一段距离。

9.根据权利要求8所述的一种空心杯转子水泵，其特征在于：上法兰（14）或下法兰（74）的接合面上设置环形凹槽（141），在环形凹槽（141）里面安装密封圈（142）。

10.一种新能源汽车，包括车架主体、驱动电机及冷却***，所述的冷却***包括水泵，其特征在于：所述的水泵采用权利要求1至9任意一项所述的空心杯转子水泵。