CN207892694U - 具有双摩擦盘的电磁离合器水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，包括穿过泵体设置的主轴，主轴伸出泵体的两端，一端固定叶轮，另一端则依次套设皮带轮吸盘和金属摩擦盘，皮带轮吸盘内设电磁线圈组件，金属摩擦盘与皮带轮吸盘相对间隙布置；其特征在于金属摩擦盘背向皮带轮吸盘的一面藉由螺钉依次穿设固定平面弹簧和金属导磁盘，平面弹簧还与皮带轮吸盘固定；金属导磁盘背向平面弹簧的一面依次固定永磁体和非金属摩擦盘，而主轴上还固定与非金属摩擦盘相对的感应驱动盘，感应驱动盘内埋设有与永磁体配合产生涡电流的金属导磁体，电磁线圈组件得电时与金属摩擦盘的吸力F大于永磁体与金属导磁体的吸力f。该水泵内部动力传递结构的扭矩传递力更强，工作稳定性和可靠性更高。

Description

具有双摩擦盘的电磁离合器水泵

技术领域

本实用新型涉及一种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵。

背景技术

电磁离合器水泵是汽车发动机的重要配件，其作用是给发动机提供定量定压的冷却液。实际工作过程中这类电磁离合器水泵能够根据检测到的发动机水温的高低决定其叶轮是全速运转还是半速运转，具有节能的作用。

现有技术中上述电磁离合器水泵的组成构件通常包括主轴、泵体、叶轮、皮带轮吸盘，电磁线圈组件，金属摩擦盘，导磁驱动环、永磁体和永磁体固定圈；叶轮固定在主轴一端，而主轴则穿过泵体设置。皮带轮吸盘是一种吸盘与皮带轮结合的一体化构件，是整个水泵构系中的主动件，其通过轴承套设在主轴上，实际运作时，皮带轮吸盘由车内的同步带电机通过皮带驱动旋转。电磁线圈组件安装在皮带轮吸盘内部，通电后能够吸附通过法兰与主轴固定的金属摩擦盘，从而使得皮带轮吸盘能够带动主轴及其叶轮一同高速旋转。永磁体固定在永磁体固定圈的内壁上，而永磁体固定圈则同皮带轮吸盘固定，导磁驱动环固定在金属摩擦盘***，并与永磁体相对。当电磁线圈组件失电后，金属摩擦盘与皮带轮吸盘脱开，此时导磁驱动环切割永磁体的磁场而形成涡电流从而产生电磁力，产生的电磁力带动金属摩擦盘和导磁驱动环以及主轴和叶轮做低速滞后旋转。

从上述结构中我们知道金属摩擦盘是极为重要的传力构件，承担了主要的扭矩传递作用。并且很显然其与皮带轮吸盘表面摩擦力的大小决定了扭矩传递的稳定性和可靠性。然而在实际使用中暴露出如下问题：

1）众所周知，两个构件之间的摩擦力大小除了取决于压力大小之外，就是构件接触面的面积大小。但现有的电磁离合器水泵，其金属摩擦盘的表面（摩擦接触面）往往都成型设计有多圈导磁槽，导磁槽的功能是为了配合增强涡电流和磁场力，确保金属摩擦盘能够稳速滞后旋转。但缺点也显而易见，导磁槽的存在减小了金属摩擦盘与皮带轮吸盘之间的摩擦接触面积，降低了摩擦力，使得电磁线圈组件得电的情况下，金属摩擦盘和皮带轮吸盘之间摩擦转矩的传递稳定性和可靠性大大降低。这是常规设计中相当矛盾的地方，既需要设计好的导磁槽增强涡电流效应，但同时又希望在金属摩擦盘吸附时消除表面导磁槽，增强其接触面积，进而加强吸力和扭矩传递。

2）已知的电磁离合器水泵机构往往是在电磁线圈组件得电情况下，金属摩擦盘吸附皮带轮吸盘传递扭矩，由于电磁线圈组件与永磁体不同，其吸附力依靠电流控制，存在不稳定性。加上上面所述的已知金属摩擦盘扭矩传递的不可靠性，导致现有的电磁离合器水泵工作的整体可靠性和稳定性都较低。

3）因为已知的电磁离合器水泵工作时是通电全速，一旦汽车内部出现电气故障，水泵将只能以半速运转，这样发动机水温快速上升后，司机往往不会发现，此种情形下，发动机很容易烧损，存在安全性问题。

因此现有技术中亟待有新的方案来取代上述已知的电磁离合器水泵动力传递结构，做到增强扭矩传递的稳定性和可靠性，进而确保整个水泵工作的稳定性和可靠性。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，该水泵内部动力传递结构的扭矩传递力更强，工作稳定性和可靠性更高。

本实用新型的技术方案是：一种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，包括穿过泵体设置的主轴，主轴伸出泵体的两端，一端固定有叶轮，另一端则依次套设皮带轮吸盘和金属摩擦盘，所述皮带轮吸盘内设有电磁线圈组件，所述金属摩擦盘与皮带轮吸盘相对间隙布置；其特征在于所述金属摩擦盘背向皮带轮吸盘的一面藉由螺钉依次穿设固定有平面弹簧和金属导磁盘，所述平面弹簧同时与皮带轮吸盘固定；所述金属导磁盘背向平面弹簧的一面依次固定有永磁体和非金属摩擦盘，而主轴上还固定有与所述非金属摩擦盘相对的感应驱动盘，并且感应驱动盘内埋设有与永磁体配合以产生涡电流的金属导磁体，当所述电磁线圈组件得电时与金属摩擦盘之间的吸力为F，而永磁体与感应驱动盘内的金属导磁体间的吸力为f，F>f。

进一步的，本实用新型中所述金属导磁盘背向平面弹簧的一面设有凹腔，所述永磁体为同心环永磁体，包括永磁体内环和永磁体外环，所述凹腔内设有分别用于嵌装永磁体内、外环的内、外环槽；所述非金属摩擦盘压入所述凹腔内，与凹腔内壁紧配。

更进一步的，本实用新型中所述永磁体外环和永磁体内环两面的磁极布置方向相反。

更进一步的，本实用新型中所述金属导磁体为环形金属导磁体，且隔着非金属摩擦盘与所述永磁体内环和永磁体外环均相对。

更进一步的，本实用新型中所述非金属摩擦盘与所述永磁体内、外环粘结固定。

进一步的，本实用新型中所述平面弹簧和皮带轮吸盘之间藉由过渡法兰和螺钉连接固定，所述金属摩擦盘藉由其中心孔套设于所述过渡法兰上。

进一步的，本实用新型中所述主轴上设有复合轴连轴承，该复合轴连轴承包括与主轴相连的内滚子轴承和与内滚子轴承相连的外滚子轴承，所述皮带轮吸盘与内滚子轴承相连，而所述泵体与外滚子轴承相连。

进一步的，本实用新型中所述泵体上设有轴孔供所述主轴一端伸出以固定所述叶轮，该轴孔内安装有套置于主轴上的水封。

进一步的，本实用新型中所述感应驱动盘藉由连接法兰和螺钉与主轴固定。

本实用新型中的皮带轮吸盘、电磁线圈组件、金属摩擦盘、金属导磁盘、永磁体、非金属摩擦盘、感应驱动盘及其内部金属导磁体共同构成了双摩擦盘为主的动力传递结构，这种动力传递结构与传统电磁离合器水泵中的单摩擦盘（仅有金属摩擦盘）为主的动力传动结构在工作原理上是不相同的，下面我们对本实用新型的工作方式说明如下：

同常规技术一样，本实用新型中的皮带轮吸盘由车内的同步带电机通过皮带驱动保持高速旋转，车内的控制器则依据发动机水温来控制电磁线圈组件得电或失电：

失电全速状态：当控制器检测发动机水温高于某一阈值时，发出信号使得电磁线圈组件无法得电，此时金属导磁盘内的永磁体与感应驱动盘内的金属导磁体相互吸引，依靠两者间强大的吸力f将非金属摩擦盘压紧在感应驱动盘上，从而传递扭矩。即皮带轮吸盘通过平面弹簧、金属导磁盘、非金属摩擦盘带动感应驱动盘及主轴和叶轮一同全速旋转。

得电半速状态：当控制器检测发动机水温低于某一阈值时，发出信号令电磁线圈组件得电生磁，使皮带轮吸盘与金属摩擦盘之间产生吸力F，由于F>f，故金属摩擦盘被吸引并贴紧皮带轮吸盘，而非金属摩擦盘则与感应驱动盘之间脱开。此时在皮带轮吸盘的带动下，金属导磁盘内的永磁体相对感应驱动盘内的金属导磁体转动，使得金属导磁体切割永磁体的磁力线以产生涡电流，进而带动感应驱动盘及主轴和叶轮以半速状态旋转（相对于皮带轮吸盘差速运转）。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型提供的这种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其在金属摩擦盘的基础上增加了非金属摩擦盘，将原先依靠金属摩擦盘与皮带轮吸盘吸合传递扭矩的动力传递结构改造为依靠非金属摩擦盘与感应驱动盘吸引传递扭矩的架构，相比于金属摩擦盘，非金属摩擦盘表面无需设置导磁槽来增强涡电流效应，因此能确保摩擦接触面积不会减小，从而能够增强摩擦力，大大提高水泵摩擦力矩传递的稳固性，使其工作更加可靠。

2. 本实用新型提供的这种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其动力传递结构相比常规技术，金属摩擦盘不再设计与皮带轮吸盘之间藉由涡电流差速旋转，因此金属摩擦盘的表面无需开设用于增强涡电流的导磁槽，这大大降低了金属摩擦盘的制造难度，有利于节约成本。

3. 本实用新型提供的这种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其工作时失电全速，而得电半速，失电时藉由永磁体与金属导磁体之间的吸力将非金属摩擦盘压紧在感应驱动盘上传递扭矩，相比常规依靠电磁线圈组件得电后的电磁吸力吸引金属摩擦盘传递扭矩的架构，因永磁体的吸力不受电流控制，消除了不稳定性，这进一步增强了水泵摩擦力矩传递的稳固性，工作可靠性得到更好的保障。

4. 本实用新型提供的这种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，由于是失电全速工作，故即使汽车内部电气出现故障，水泵仍旧将全速运转，不受影响，确保汽车发动机不至于水温过高而烧损，解决了司机的后顾之忧。相比常规的水泵，大大提高了安全性，同时（依靠永磁体吸力）失电全速工作也达到节能的效果。

5. 本实用新型提供的这种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其永磁体设计成同心环永磁体，且永磁体外环和永磁体内环两面的磁极布置方向相反，同时金属导磁体设计为环形金属导磁体，这些设计都有利于增强永磁体与环形金属导磁体之间的涡电流效应，大大提高水泵差速运转时的工作可靠性。

6．本实用新型中主轴上安装复合轴连轴承，该复合轴连轴承简化了皮带轮吸盘和泵体的结构装配，有利于缩减泵体体积，节约制造成本，提高制造效率。

7. 本实用新型中采用设置凹腔的金属导磁盘来嵌装永磁体和非金属摩擦盘，并且再通过金属导磁盘与金属摩擦盘和平面弹簧绑定成一个整体构件发挥其效能，做了水泵内部元件结构设计的精简，能够简化装配，提高装配效率。

8. 本实用新型中所述平面弹簧和皮带轮吸盘之间藉由过渡法兰和螺钉连接固定，所述金属摩擦盘藉由其中心孔套设于所述过渡法兰上，过渡法兰的运用使得平面弹簧和金属摩擦盘都更易装配，也简化了水泵内部结构。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型在电磁线圈组件失电状态下的动力传递结构示意图；

图3为本实用新型在电磁线圈组件得电状态下的动力传递结构示意图。

其中：1、叶轮；2、水封；3、泵体；4、复合轴连轴承；4a、内滚子轴承；4b、外滚子轴承；5、金属导磁体；6、皮带轮吸盘；7、电磁线圈组件；8、金属摩擦盘；9、过渡法兰；10、永磁体外环；11、平面弹簧；12、永磁体内环；13、非金属摩擦盘；14、金属导磁盘；15、连接法兰；16、感应驱动盘；17、主轴。

具体实施方式

实施例：结合图1~图3所示对本实用新型提供的这种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵进行详细说明如下：其同常规技术一样，具有穿过泵体3设置的主轴17，主轴17伸出泵体3的两端，一端固定有叶轮1，另一端则依次套设皮带轮吸盘6和金属摩擦盘8，所述皮带轮吸盘6内设有电磁线圈组件7，所述金属摩擦盘8与皮带轮吸盘6相对间隙布置。

本实用新型的主要改进如下：所述金属摩擦盘8背向皮带轮吸盘6的一面藉由螺钉（图中未标出）依次穿设固定有平面弹簧11和金属导磁盘14，所述平面弹簧11同时与皮带轮吸盘6固定；所述金属导磁盘14背向平面弹簧11的一面依次固定有永磁体和非金属摩擦盘13，而主轴17上还固定有与所述非金属摩擦盘13相对的感应驱动盘16，并且感应驱动盘16内埋设有与永磁体配合以产生涡电流的金属导磁体5，当所述电磁线圈组件7得电时与金属摩擦盘8之间的吸力为F，而永磁体与感应驱动盘16内的金属导磁体5间的吸力为f，F>f。

结合图1~图3所示，所述金属导磁盘14背向平面弹簧11的一面设有凹腔，所述永磁体为同心环永磁体，包括永磁体内环12和永磁体外环10，所述凹腔内设有分别用于嵌装永磁体内、外环12、10的内、外环槽；所述非金属摩擦盘13压入所述凹腔内，与凹腔内壁紧配。

并且本实施例中所述永磁体外环10和永磁体内环12两面的磁极布置方向相反。

本实施例中所述金属导磁体5为环形金属导磁体，且隔着非金属摩擦盘13与所述永磁体内环12和永磁体外环10均相对。

本实施例中所述非金属摩擦盘13与所述永磁体内、外环12、10粘结固定。

本实施例中所述平面弹簧11和皮带轮吸盘6之间藉由过渡法兰9和螺钉（图中未标出）连接固定。具体是过渡法兰9设置在皮带轮吸盘6上，平面弹簧11设置于皮带轮吸盘6上，所述金属摩擦盘8藉由其中心孔套设于所述过渡法兰9上。螺钉依次穿过平面弹簧11和过渡法兰9上的定位孔与皮带轮吸盘6上的螺纹孔配合以将三者固定连接在一起。

本实施例中所述主轴17上设有复合轴连轴承4，该复合轴连轴承4包括与主轴17相连的内滚子轴承4a和与内滚子轴承4a相连的外滚子轴承4b，所述皮带轮吸盘6与内滚子轴承4a相连，而所述泵体3与外滚子轴承4b相连。

本实施例中所述泵体3上设有轴孔供所述主轴17一端伸出以固定所述叶轮1，该轴孔内安装有套置于主轴17上的水封2。

本实施例中所述感应驱动盘16藉由连接法兰15和螺钉（图中未标出）与主轴17固定。具体是连接法兰15藉由中心孔紧配固定在主轴17上，螺钉依次穿过感应驱动盘16和连接法兰15上相对应的定位孔将两者连接固定。

本实用新型中的皮带轮吸盘6、电磁线圈组件7、金属摩擦盘8、金属导磁盘14、永磁体外环10、永磁体内环12、非金属摩擦盘13、感应驱动盘16及其内部金属导磁体5共同构成了双摩擦盘为主的动力传递结构，这种动力传递结构与传统电磁离合器水泵中的单摩擦盘（仅有金属摩擦盘）为主的动力传动结构在工作原理上是不相同的，下面我们对本实用新型的工作方式说明如下：

同常规技术一样，本实用新型中的皮带轮吸盘6由车内的同步带电机通过皮带驱动保持高速旋转，车内的控制器则依据发动机水温来控制电磁线圈组件得电或失电：

结合图2所示，失电全速状态：当控制器检测发动机水温高于某一阈值时，发出信号使得电磁线圈组件7无法得电，此时金属导磁盘14内的永磁体外环10和永磁体内环12与感应驱动盘内的金属导磁体5相互吸引，依靠两者间强大的吸力f将非金属摩擦盘13压紧在感应驱动盘16上，从而传递扭矩。即皮带轮吸盘6通过平面弹簧11、金属导磁盘14、非金属摩擦盘13带动感应驱动盘16及主轴17和叶轮1一同全速旋转。

结合图3所示，得电半速状态：当控制器检测发动机水温低于某一阈值时，发出信号令电磁线圈组件7得电生磁，使皮带轮吸盘6与金属摩擦盘8之间产生吸力F，由于F>f，故金属摩擦盘8被吸引并贴紧皮带轮吸盘6，而非金属摩擦盘13则与感应驱动盘16之间脱开。此时在皮带轮吸盘6的带动下，金属导磁盘14内的永磁体外环10和永磁体内环12相对感应驱动盘16内的金属导磁体5转动，使得金属导磁体5切割永磁体外环10和永磁体内环12的磁力线以产生涡电流，进而带动感应驱动盘16及主轴17和叶轮1以半速状态旋转（相对于皮带轮吸盘6差速运转）。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，包括穿过泵体（3）设置的主轴（17），主轴（17）伸出泵体（3）的两端，一端固定有叶轮（1），另一端则依次套设皮带轮吸盘（6）和金属摩擦盘（8），所述皮带轮吸盘（6）内设有电磁线圈组件（7），所述金属摩擦盘（8）与皮带轮吸盘（6）相对间隙布置；其特征在于所述金属摩擦盘（8）背向皮带轮吸盘（6）的一面藉由螺钉依次穿设固定有平面弹簧（11）和金属导磁盘（14），所述平面弹簧（11）同时与皮带轮吸盘（6）固定；所述金属导磁盘（14）背向平面弹簧（11）的一面依次固定有永磁体和非金属摩擦盘（13），而主轴（17）上还固定有与所述非金属摩擦盘（13）相对的感应驱动盘（16），并且感应驱动盘（16）内埋设有与永磁体配合以产生涡电流的金属导磁体（5），当所述电磁线圈组件（7）得电时与金属摩擦盘（8）之间的吸力为F，而永磁体与感应驱动盘（16）内的金属导磁体（5）间的吸力为f，F>f。

2.根据权利要求1所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述金属导磁盘（14）背向平面弹簧（11）的一面设有凹腔，所述永磁体为同心环永磁体，包括永磁体内环（12）和永磁体外环（10），所述凹腔内设有分别用于嵌装永磁体内、外环（12、10）的内、外环槽；所述非金属摩擦盘（13）压入所述凹腔内，与凹腔内壁紧配。

3.根据权利要求2所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述永磁体外环（10）和永磁体内环（12）两面的磁极布置方向相反。

4.根据权利要求2所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述金属导磁体（5）为环形金属导磁体，且隔着非金属摩擦盘（13）与所述永磁体内环（12）和永磁体外环（10）均相对。

5.根据权利要求2所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述非金属摩擦盘（13）与所述永磁体内、外环（12、10）粘结固定。

6.根据权利要求1所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述平面弹簧（11）和皮带轮吸盘（6）之间藉由过渡法兰（9）和螺钉连接固定，所述金属摩擦盘（8）藉由其中心孔套设于所述过渡法兰（9）上。

7.根据权利要求1所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述主轴（17）上设有复合轴连轴承（4），该复合轴连轴承（4）包括与主轴（17）相连的内滚子轴承（4a）和与内滚子轴承（4a）相连的外滚子轴承（4b），所述皮带轮吸盘（6）与内滚子轴承（4a）相连，而所述泵体（3）与外滚子轴承（4b）相连。

8. 根据权利要求1或7 所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述泵体（3）上设有轴孔供所述主轴（17）一端伸出以固定所述叶轮（1），该轴孔内安装有套置于主轴（17）上的水封（2）。

9.根据权利要求1所述的具有双摩擦盘的电磁离合器水泵，其特征在于所述感应驱动盘（16）藉由连接法兰（15）和螺钉与主轴（17）固定。