CN203685366U

CN203685366U - 一种可调速水泵

Info

Publication number: CN203685366U
Application number: CN201420004387.3U
Authority: CN
Inventors: 王兆宇; 邢子义; 侯丰康
Original assignee: LONGKOU ZHONGYU MACHINERY CO Ltd
Current assignee: LONGKOU ZHONGYU MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2024-01-06

Abstract

本实用新型提供一种可调速水泵，包括主轴、固接在主轴一端的叶轮、枢接在主轴中部的壳体、固定在壳体上的电磁铁组件、皮带轮、安装在皮带轮与电磁铁组件之间的吸合盘，与现有技术不同的是在主轴的另一端固接从动轴，皮带轮通过轴承枢接从动轴，吸合盘与从动轴之间设置波形弹簧，在皮带轮与从动轴之间设置扭簧，扭簧的一个自由端带有径向引脚，另一个自由端带有轴向引脚，径向引脚伸入从动轴设置上设置凹槽内，轴向引脚穿过从动轴侧壁上设置的弧形长槽孔伸入吸合盘上设置的凹槽内。采用这种技术方案通过扭簧传递轮系动力，冲击力小，不易磨损；设置的弧形长槽孔给扭簧轴向引脚提供足够的活动范围。

Description

一种可调速水泵

技术领域

本实用新型涉及一种可调速泵及其控制策略，特别是涉及一种利用调速离合装置配合控制策略控制的可调速水泵。

背景技术

目前，汽车水泵主要使用皮带驱动皮带轮，皮带轮直接驱动水泵叶轮工作，叶轮使冷却液流动，为发动机散热。

传统汽车水泵无离合器控制，只要发动机运转，水泵就随之工作，发动机不能迅速进入最佳工作温度，发动机摩擦功增大，并且加剧了发动机的磨损。

对于乘用车，暖风机不能够迅速给驾驶室提供暖风，影响车辆驾乘舒适性。

公开号为201502640U 的中国实用新型专利公开了一种汽车水泵电磁离合器，在汽车水泵轴与水泵皮带轮之间增加电磁离合装置，可以根据实际工况开启或关闭水泵皮带轮的扭矩向汽车水泵轴的传递，能实现发动机冷却平衡，而有效的减少发动机的能耗损失，节能减排。但从该专利公开的内容来看，主要是利用永磁铁的磁场力将驱动盘总成与水泵皮带轮吸合实现扭矩传递，其中永磁铁的磁场力平行于汽车水泵轴的轴向，而水泵皮带轮带动汽车水泵轴旋转的扭矩是汽车水泵轴的周向，这两个力是相切的关系，也就是说该技术方案实质上利用的是永磁铁的磁场力吸合内、外环板、内、外环板与永磁铁之间的摩擦力实现扭矩的传递，由于永磁铁的磁场力是一定的，所产生的摩擦力也是一定的，如果所设计的永磁铁的磁场力所产生的摩擦力足以满足水泵皮带轮最大转速时的扭矩，则产生的冲击力很大，影响产品的使用寿命；若不能满足水泵皮带轮最大转速时的扭矩，则水泵皮带轮的转速和汽车水泵轴的转速存在速度差，它们之间会产生相对滑动，将很快磨损，影响水泵的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的上述技术问题，提供一种冲击力小，不易磨损的可调速水泵。为实现该目的，本实用新型公开的技术方案是：

这种可调速水泵，包括主轴3、固接在主轴3一端的叶轮1、枢接在主轴3中部的壳体4、固定在壳体4上的电磁铁组件5、皮带轮9、安装在皮带轮9与电磁铁组件5之间的吸合盘7，与现有技术不同的是在主轴3的另一端固接从动轴11，皮带轮9通过轴承10枢接从动轴11，吸合盘7与从动轴11之间设置波形弹簧6，在皮带轮9与从动轴之间11设置扭簧8，扭簧8的一个自由端带有径向引脚18，另一个自由端带有轴向引脚19，径向引脚18伸入从动轴11设置上设置凹槽内，轴向引脚19穿过从动轴11侧壁上设置的弧形长槽孔16伸入吸合盘7上设置的凹槽内。采用这种技术方案通过扭簧传递轮系动力，冲击力小，不易磨损；设置的弧形长槽孔给扭簧轴向引脚提供足够的活动范围。

进一步地，所述的壳体4通过轴连轴承与主轴3枢接。采用这种技术方案由于转轴和轴承合二为一，整个机件一次总成，达到减少安装工序、降低劳动强度、提高轴承质量的目的，整个机件精度、性能和使用寿命均得到提高。

进一步地，所述扭簧8的截面为矩形。采用这种技术方案，当扭簧抱紧或涨紧时扭簧丝不会相互重叠，方便松开时自由回弹，而且扭簧与从动轴的接触面积相对于其他形状更大，有利于扭矩的传递。

进一步地，所述扭簧8的旋向与皮带轮旋转方向相同。采用这种技术方案，有利于作用力的分散，如同鸡蛋壳抗压力很大，但抗涨力很小。扭簧8的旋向与皮带轮旋转方向相同则扭簧只会抱紧不会涨紧，不会将皮带轮的薄壁涨碎。

进一步地，在从动轴11的侧壁还设置一个相对于其轴线中心与所述的弧形长槽孔16对称的弧形长槽孔17。采用这种技术方案，槽孔16对称的弧形长槽孔17，从动轴能实现动平衡，在高速旋转时更加平稳。

进一步地，所述的皮带轮9靠近吸合盘7的一端端部设置凸缘。采用这种技术方案，增加了接触面积，有利于提高轮系动力的传递效率，降低磨损。

进一步地，还包括与皮带轮9固接的散热盘12，与从动轴11固接的传动盘15；所述传动盘15内设置软铁13，所述散热盘12靠近传动盘15的一侧端面上镶嵌若干个磁铁14；软铁13与磁铁14间隙相对。采用这种技术方案，可实现两种不同的转速，更加有利于对水泵内冷却液流动的调速控制。

进一步地，所述的若干个磁铁14中任意相邻两个磁铁的极性相反。也就是若干个磁铁的N极和S极交替分布，形成若干个小的闭合磁场，可与与其相对的软铁产生电磁感应，从而产生柔性驱动力。

控制这种可调速水泵的策略为：

1）控制参数：包括a.开机时间，b.发动机机油温度， c.发动机水温， d.发动机转速， e.发动机功率， f.涡轮增压空气温度与环境温度差， g.涡轮增压后空气压力与环境气压差，前述控制参数的设定值根据不同发动机及发动机厂家要求设定；

2）发动机刚启动时，电磁铁组件5的线圈通电，吸合盘7与电磁铁组件5的铁芯部件紧贴，皮带轮9空转，水泵不工作；

3）当发动机的工况达到控制参数中任意一个时，电磁铁组件5的线圈断电，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面或端面凸缘贴紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧或涨紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其旋转；

4）当电磁铁组件5发生故障损坏时，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面贴紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其旋转。

控制这种可调速水泵的另一种策略为：

2）发动机刚启动时，电磁铁组件5的线圈通电，吸合盘7与电磁铁组件5的铁芯部件紧贴，皮带轮9带动散热盘12及散热盘上的磁铁14旋转，磁铁14与传动盘15内的软铁13相对转动产生电涡流，电涡流带动从动轴11差速转动，从而通过主轴3带动叶轮1低速转动；

3）当发动机的工况达到控制参数中任意一个时，电磁铁组件5的线圈断电，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面端面凸缘贴紧或涨紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其全速旋转； 4）当电磁铁组件5发生故障损坏时，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面贴紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其全速旋转。

采用上述技术方案，与现有技术相比，柔性驱动冲击力小，不易磨损，结构简单、成本较低。

下面结合附图对本实用新型离合器作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型第一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型第二个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型可调速水泵中从动轴的结构示意图；

图4为本实用新型可调速水泵中扭簧的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参见图1、3、4

一种可实现全速运转、停止两种状态的可调速水泵，包括主轴3、固接在主轴3一端的叶轮1、枢接在主轴3中部的壳体4、固定在壳体4上的电磁铁组件5、皮带轮9、安装在皮带轮9与电磁铁组件5之间的吸合盘7，在主轴3的另一端固接从动轴11，皮带轮9通过轴承10枢接从动轴11，吸合盘7与从动轴11之间设置波形弹簧6，在皮带轮9与从动轴之间11设置扭簧8，扭簧8的一个自由端带有径向引脚18，另一个自由端带有轴向引脚19，径向引脚18伸入从动轴11设置上设置凹槽内，轴向引脚19穿过从动轴11侧壁上设置的弧形长槽孔16伸入吸合盘7上设置的凹槽内。所述的壳体4通过轴连轴承与主轴3枢接。所述扭簧8的截面为矩形。所述扭簧8的旋向与皮带轮旋转方向相同。在从动轴11的侧壁还设置一个相对于其轴线中心与所述的弧形长槽孔16对称的弧形长槽孔17。所述的皮带轮9靠近吸合盘7的一端端部设置凸缘。

发动机启动后，实时监控发动机各项参数：包括a.开机时间，b.发动机机油温度， c.发动机水温， d.发动机转速， e.发动机功率， f.涡轮增压空气温度与环境温度差， g.涡轮增压后空气压力与环境气压差，前述控制参数的设定值根据不同发动机及发动机厂家要求设定。

当发动机刚启动时，电磁铁组件5的线圈通电，吸合盘7与电磁铁组件5的铁芯部件紧贴，皮带轮9空转，水泵不工作；

当ECU检测到发动机的工况达到控制参数中任意一个时，电磁铁组件5的线圈断电，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面或端面凸缘贴紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧或涨紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其旋转；

当电磁铁组件5发生故障损坏时，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面贴紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其旋转。

实施例2，参见图2、3、4

一种可实现全速运转、差速运转状态的可调速水泵，其他同实施例1，只不过还包括与皮带轮9固接的散热盘12，与从动轴11固接的传动盘15；所述传动盘15内设置软铁13，所述散热盘12靠近传动盘15的一侧端面上镶嵌若干个磁铁14；软铁13与磁铁14间隙相对。所述的若干个磁铁14中任意相邻两个磁铁的极性相反。

当发动机刚启动时，电磁铁组件5的线圈通电，吸合盘7与电磁铁组件5的铁芯部件紧贴，皮带轮9带动散热盘12及散热盘上的磁铁14旋转，磁铁14与传动盘15内的软铁13相对转动产生电涡流，电涡流带动从动轴11差速转动，从而通过主轴3带动叶轮1差速转动；

当发动机的工况达到控制参数中任意一个时，电磁铁组件5的线圈断电，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面端面凸缘贴紧或涨紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其全速旋转；当电磁铁组件5发生故障损坏时，吸合盘7在波形弹簧6张力的作用下与皮带轮9的端面贴紧，皮带轮9通过吸合盘7带动扭簧8轴向引脚19相对径向引脚18扭转，扭簧8抱紧，轮系动力通过皮带轮9、扭簧8、从动轴11、主轴3传递到叶轮1带动其全速旋转。

Claims

1.一种可调速水泵，包括主轴（3）、固接在主轴（3）一端的叶轮（1）、枢接在主轴（3）中部的壳体（4）、固定在壳体（4）上的电磁铁组件（5）、皮带轮（9）、安装在皮带轮（9）与电磁铁组件（5）之间的吸合盘（7），其特征在于：在主轴（3）的另一端固接从动轴（11），皮带轮（9）通过轴承（10）枢接从动轴（11），吸合盘（7）与从动轴（11）之间设置波形弹簧（6），在皮带轮（9）与从动轴之间（11）设置扭簧（8），扭簧（8）的一个自由端带有径向引脚（18），另一个自由端带有轴向引脚（19），径向引脚（18）伸入从动轴（11）设置上设置凹槽内，轴向引脚（19）穿过从动轴（11）侧壁上设置的弧形长槽孔（16）伸入吸合盘（7）上设置的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种可调速水泵，其特征在于所述的壳体（4）通过轴连轴承与主轴（3）枢接。

3.根据权利要求1所述的一种可调速水泵，其特征在于所述扭簧（8）的截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的一种可调速水泵，其特征在于所述扭簧（8）的旋向与皮带轮旋转方向相同。

5.根据权利要求1所述的一种可调速水泵，其特征在于在从动轴（11）的侧壁还设置一个相对于其轴线中心与所述的槽孔（16）对称的弧形长槽孔（17）。

6.根据权利要求1所述的一种可调速水泵，其特征在于所述的皮带轮（9）靠近吸合盘（7）的一端端部设置凸缘。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种可调速水泵，其特征在于：还包括与皮带轮（9）固接的散热盘（12），与从动轴（11）固接的传动盘（15）；所述传动盘（15）内设置软铁（13），所述散热盘（12）靠近传动盘（15）的一侧端面上镶嵌若干个磁铁（14）；软铁（13）与磁铁（14）间隙相对。

8.根据权利要求7所述的一种可调速水泵，其特征在于所述的若干个磁铁（14）中任意相邻两个磁铁的极性相反。