專利名稱：可變流量發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)組件，尤其涉及一種發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和人們對環(huán)境的高度關(guān)注，節(jié)能減排已經(jīng)成為全球汽車 業(yè)最為關(guān)注的幾大主題之一。石油是不可再生資源，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，石油資 源每年都以驚人的速度被消耗。而在每年被消耗的石油資源中有很大一部分是消耗在汽車 上。所以汽車的節(jié)能問題已經(jīng)受到世界各國人民的極大關(guān)注。各國政府也先后出臺法規(guī)和 各種措施鼓勵節(jié)能汽車的研究與開發(fā)。發(fā)動機(jī)冷卻水泵是將發(fā)動機(jī)主軸輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化 成冷卻液的能量(動能、壓能、位能)使冷卻液在發(fā)動機(jī)整個(gè)冷卻系統(tǒng)中流動而冷卻發(fā)動 機(jī)，使發(fā)動機(jī)正常工作的發(fā)動機(jī)部件。而在發(fā)動機(jī)工作的整個(gè)過程中有很大一部分時(shí)間發(fā) 動機(jī)的溫度是低于發(fā)動機(jī)正常工作的最佳溫度的。我們讓冷卻水泵在這部分時(shí)間在較低的 轉(zhuǎn)速下運(yùn)行(大大低于同時(shí)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速)，這樣，水泵的消耗功率將大大減少，可變流量 水泵消耗的能源比機(jī)械水泵消耗的能源能節(jié)省15%左右。當(dāng)今世界對環(huán)境的關(guān)注比以往任何時(shí)候都重視。全球溫度變暖已經(jīng)開始威脅到我 們?nèi)祟惥幼〉拇蠹彝?。二氧化碳的排放是全球變暖的最重要的因素，而汽車尾氣的排放?最大的幾個(gè)二氧化碳排放來源之一。減少汽車尾氣的排放對世界環(huán)境的積極影響將是非常 巨大的。歐洲對汽車的排放要求已經(jīng)要上升到歐五、歐六標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機(jī)冷卻水泵是一種消 耗能量而提高發(fā)動機(jī)性能的部件。讓發(fā)動機(jī)冷卻水泵在發(fā)動機(jī)的溫度低于發(fā)動機(jī)正常工作 的最佳溫度時(shí)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，可以大大的提供發(fā)動機(jī)的排放性能。發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中過冷和過熱都將影響發(fā)動機(jī)的使用壽命。讓發(fā)動機(jī)在相對恒 溫的狀態(tài)下運(yùn)行將大大提高發(fā)動機(jī)的使用壽命。讓發(fā)動機(jī)冷卻水泵在發(fā)動機(jī)的溫度低于發(fā) 動機(jī)正常工作的最佳溫度時(shí)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，使發(fā)動機(jī)溫度保持相對恒定，就可以大 大提高發(fā)動機(jī)的使用壽命?，F(xiàn)有發(fā)動機(jī)冷卻水泵基本上都為機(jī)械水泵，不管發(fā)動機(jī)溫度為多少，水泵都以發(fā) 動機(jī)主軸的輸入轉(zhuǎn)速運(yùn)行，是不可控的。在發(fā)動機(jī)不需要強(qiáng)力冷卻時(shí)水泵依舊高速運(yùn)轉(zhuǎn)，浪 費(fèi)能源，增大環(huán)境污染，并且影響發(fā)動機(jī)的使用壽命。已不大適應(yīng)產(chǎn)業(yè)和新型發(fā)動機(jī)發(fā)展的 需要。因此，作為國際汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的領(lǐng)軍企業(yè)，必須研究開發(fā)一種新的能夠克服和完善上 述缺點(diǎn)的可變流量電子控制冷卻水泵來滿足日益發(fā)展的汽車行業(yè)的需要。為企業(yè)和社會創(chuàng) 造更大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，有些電機(jī)驅(qū)動水泵可以實(shí)現(xiàn)葉輪轉(zhuǎn)速控制，參考中國發(fā)明專利申請: CN96114781. 4，公開了一種《風(fēng)扇自動離合汽車水泵》(公開號CN1184884A)，其特征在于 水泵上裝置熱敏元件，泵腔水溫升高時(shí)，熱敏元件受熱膨脹，從而使摩擦結(jié)合，進(jìn)而風(fēng)扇轉(zhuǎn) 動，風(fēng)扇的離或合純系水溫控制。但該申請驅(qū)動扭矩小，布局不便，占用較大空間，響應(yīng)慢， 浪費(fèi)能源。
再參考中國實(shí)用新型專利ZL01246342.6，公開了一種《離合器水泵聯(lián)體總成》 (公開號CNM87877C)，包括有水泵殼體、軸連軸承、葉輪、皮帶輪、離合器，其特征在于殼 體外端面連接有前蓋，在內(nèi)部有嚙合空腔，在嚙合空腔中的法蘭軸上固定有主動板，主動板 與殼體嚙合端面有齒槽配合結(jié)構(gòu)，前蓋外端面成型分布有風(fēng)葉，在其中間部位的銷軸與感 溫圈一端連接固定，其另一端與前蓋固定連接，銷軸后端面上固定有閥片，在前蓋與殼體貼 合面上的從動板開有閥孔，閥片與從動板上的閥孔進(jìn)行開啟和關(guān)閉配合，在從動板一側(cè)的 前蓋內(nèi)還對應(yīng)地開有儲存硅油的空腔，嚙合空腔靠近圓周部位開小孔道與前蓋的空腔相 通。雖然該專利的布局已經(jīng)有了比較大的進(jìn)步，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較為緊湊合理，但是其設(shè)計(jì)的基本 思路沒有脫離原有的范疇，感溫圈的作用與CN1184884A中熱敏元件一樣，所以還是存在如 下不足扭力小，響應(yīng)慢，浪費(fèi)能源，噪音大，精確度低，使用壽命受限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，用電子控制的可變 流量的冷卻水泵，響應(yīng)快，節(jié)省能源，使用壽命長。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，包括 泵體，安裝在泵體上的軸連軸承，分別設(shè)于軸連軸承的兩端的法蘭和葉輪，法蘭與皮帶輪之 間通過離合機(jī)構(gòu)傳動連接，其特征在于所述的離合機(jī)構(gòu)包括用于安裝皮帶輪的離合器軸承、吸合從動板與皮帶輪并使從 動板與皮帶輪同步轉(zhuǎn)動的磁體A及通電后能產(chǎn)生與磁體A相斥磁場的線圈，磁體A和線圈 均設(shè)于支架上，前述的線圈的通電信號輸入端與一能采集發(fā)動機(jī)冷卻液溫度的電子控制單 元的輸出端連接；所述的皮帶輪內(nèi)壓入有帶動從動板跟隨皮帶輪轉(zhuǎn)動且存在一定滑差的磁體B ；所述的法蘭與從動板之間設(shè)有一促使從動板與皮帶輪分離的彈簧片。作為改進(jìn)，所述的磁體A采用六塊永久磁鐵均勻地分布在支架的周圍，支架與線 圈蓋用連接件連接組成線圈組合件。作為改進(jìn)，所述的皮帶輪的軸承孔通過過盈配合固定連接離合器軸承，并且離合 器軸承外套固定在泵體上。再改進(jìn)，所述的法蘭通過鉚釘連接固定彈簧片的一端，彈簧片的另一端和從動板 通過鉚釘連接固定組成法蘭組合件。再改進(jìn)，所述的磁體B采用永久磁鐵，其內(nèi)圈過盈配合固定有散熱片。最后，所述的水泵體內(nèi)安裝有防止水泵泄漏的水封。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用電子控制方式來控制冷卻水泵內(nèi)線圈 電流的通與斷，從而控制水泵葉輪轉(zhuǎn)速；當(dāng)葉輪低速轉(zhuǎn)動時(shí)冷卻系統(tǒng)中冷卻液的流量小，當(dāng) 葉輪高速轉(zhuǎn)動時(shí)冷卻系統(tǒng)中冷卻液的流量大；可以減少發(fā)動機(jī)中冷卻水泵消耗的能源；可 以提高發(fā)動機(jī)排放要求；可以減少發(fā)動啟動時(shí)的升溫時(shí)間，從而提高發(fā)動機(jī)冷啟動性能； 提高發(fā)動機(jī)使用壽命，從而獲得響應(yīng)快、節(jié)省能源、噪音小、精確度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的剖視圖2為本發(fā)明的俯視圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分解圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示一種發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，包括水泵的泵體1，安裝在泵體1上的軸 連軸承4，泵體1與軸連軸承4通過過盈配合固定，為了起到良好的密封，防止泄露，泵體1 內(nèi)裝有水封2，水封2內(nèi)圈與軸連軸承4過盈配合固定，水封2外圈與泵體1過盈配合固定； 軸連軸承4兩端分別安裝有法蘭8和葉輪3，法蘭8與皮帶輪6之間通過離合機(jī)構(gòu)傳動連 接，彈簧片14設(shè)于從動板9與皮帶輪6之間并促使從動板9與皮帶輪6吸合分離，彈簧片 14的一端和法蘭8通過鉚釘連接固定，另一端和從動板9通過鉚釘連接固定組成法蘭組合 件；離合機(jī)構(gòu)還包括離合器軸承5、吸合從動板9與皮帶輪6的磁體A 13及通電后能 產(chǎn)生與磁體A 13相斥磁場的線圈10，線圈10安裝固定在支架7上，磁體A13采用六塊永久 磁鐵均勻地分布在支架7的周圍，線圈蓋11與支架7配合并壓住永久磁鐵，線圈蓋11與支 架7用三個(gè)鉚釘連接組成線圈組合件，然后線圈組合件通過三個(gè)M5的螺栓連接固定在泵體 1上；前述的線圈10的通電信號輸入端與一能采集發(fā)動機(jī)冷卻液溫度的電子控制單元的輸 出端連接；法蘭組合件的法蘭8連接在軸連軸承4的法蘭端軸上。皮帶輪6的軸承孔通過過 盈配合與離合器軸承5固定連接，并且離合器軸承5內(nèi)圈與泵體1通過過盈配合固定連接， 彈簧片14的一端通過鉚釘與法蘭8連接，另一端通過鉚釘與從動板9連接，保證皮帶輪6 的平面和從動板9的平面的距離在0. 3毫米 0. 6毫米內(nèi)；磁體B12安裝在皮帶輪6內(nèi)，磁 體B12采用永久磁鐵，永久磁鐵呈環(huán)狀，外圈與皮帶輪6內(nèi)圈過盈配合固定，散熱片15也呈 現(xiàn)環(huán)狀，外圈與永久磁鐵內(nèi)圈過盈配合固定，組成皮帶輪組合件；泵體1和皮帶輪組合件的 離合器軸承5內(nèi)圈過盈配合固定，使皮帶輪組合件壓入泵體1上；本發(fā)明最終達(dá)到的總目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)汽車?yán)鋮s水泵的更新，具體目標(biāo)從以下幾個(gè)方面 加以定量闡述1.發(fā)動機(jī)電子控制單元根據(jù)冷卻液溫度等參數(shù)生成控制信號，使可變流量電子冷 卻水泵實(shí)時(shí)控制冷卻液的流量。(傳統(tǒng)機(jī)械式水泵不能控制水泵葉輪的轉(zhuǎn)速)。2.電子控制可變流量冷卻水泵設(shè)計(jì)壽命35萬千米，傳統(tǒng)水泵M萬千米。3.電子控制可變流量冷卻水泵設(shè)計(jì)效率> 40 %，傳統(tǒng)水泵30 % 45 %。 為達(dá)成上述目標(biāo)，本項(xiàng)目所要研發(fā)的內(nèi)容是如何結(jié)合現(xiàn)有高端先進(jìn)電子信息技術(shù) 提供一種電子控制的可變流量汽車?yán)鋮s水泵，如何通過線束將電子控制的汽車?yán)鋮s水泵連 接到發(fā)動機(jī)電子控制單元ECU，再由發(fā)動機(jī)電子控制單元ECU采集發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中冷卻 液溫度參數(shù)，經(jīng)過可編輯的程序PID，P麗轉(zhuǎn)換為電信號，來控制可變流量電子冷卻水泵內(nèi) 線圈電流的通與斷，從而控制水泵葉輪轉(zhuǎn)速。當(dāng)葉輪低速轉(zhuǎn)動時(shí)冷卻系統(tǒng)中冷卻液的流量 小，當(dāng)葉輪高速轉(zhuǎn)動時(shí)冷卻系統(tǒng)中冷卻液的流量大。研制成功后的產(chǎn)業(yè)化可能性較高，經(jīng)濟(jì) 效益良好。 具體工作原理描述
1.當(dāng)發(fā)動機(jī)剛啟動時(shí)，發(fā)動機(jī)處于冷機(jī)狀態(tài)，不需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻；此 時(shí)通過溫度傳感器測得發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中冷卻液的溫度低于需冷卻的溫度，電子控制單元 ECU就給水泵的控制單元發(fā)出通電的信號；線圈10通電后產(chǎn)生磁性，把從動板9和皮帶輪6 由吸合分開，這樣皮帶輪6在皮帶的帶動下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，永久磁鐵B12帶動從動板9在低于皮 帶輪6轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動水泵葉輪3在低速狀態(tài)下工作，冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生小流量， 對發(fā)動機(jī)進(jìn)行輕微冷卻，讓發(fā)動機(jī)溫度逐漸升高。2.當(dāng)發(fā)動機(jī)開始工作后，溫度升高到超過發(fā)動機(jī)最佳工作溫度，此時(shí)通過溫度傳 感器測得發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中冷卻液達(dá)到需冷卻的溫度，電子控制單元ECU就給水泵的控制 單元發(fā)出斷電的信號；線圈10斷電后失去磁性，在永久磁鐵A13磁力的作用下，從動板9和 皮帶輪6由分開吸合，這樣皮帶輪6在皮帶的帶動下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在永久磁鐵A13吸力的作用 下從動板9和皮帶輪6的接觸面之間產(chǎn)生靜摩擦力，從而從動板9隨著皮帶輪6以同速旋 轉(zhuǎn)，水泵葉輪3以與皮帶輪9相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生大流量，冷卻液在冷卻系統(tǒng) 中以大流量循環(huán)，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力冷卻。3.當(dāng)發(fā)動機(jī)經(jīng)過冷卻，溫度降低到不需要冷卻的溫度，此時(shí)通過溫度傳感器測得 發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中冷卻液的溫度低于需冷卻的溫度，電子控制單元ECU就給水泵的控制單 元發(fā)出通電的信號，線圈10通電后產(chǎn)生磁性，把從動板9和皮帶輪6由吸合分開；這樣皮帶 輪6在皮帶的帶動下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，永久磁鐵B12帶動從動板9在低于皮帶輪6轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn) 轉(zhuǎn)(從動板9和皮帶輪6之間存在滑差)，從而帶動水泵葉輪3在低速狀態(tài)下工作，冷卻系 統(tǒng)中產(chǎn)生小流量，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行輕微冷卻，讓發(fā)動機(jī)保持相對恒溫。
權(quán)利要求
1.一種可變流量發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，包括泵體，安裝在泵體上的軸連軸承，分別設(shè)于 軸連軸承的兩端的法蘭和葉輪，法蘭與皮帶輪之間通過離合機(jī)構(gòu)傳動連接，其特征在于所述的離合機(jī)構(gòu)包括用于安裝皮帶輪的離合器軸承、吸合從動板與皮帶輪并使從動板 與皮帶輪同步轉(zhuǎn)動的磁體A及通電后能產(chǎn)生與磁體A相斥磁場的線圈，磁體A和線圈均設(shè) 于支架上，前述的線圈的通電信號輸入端與一能采集發(fā)動機(jī)冷卻液溫度的電子控制單元的 輸出端連接；所述的皮帶輪內(nèi)壓入有帶動從動板跟隨皮帶輪轉(zhuǎn)動且存在一定滑差的磁體B ；所述的法蘭與從動板之間設(shè)有一促使從動板與皮帶輪分離的彈簧片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，其特征在于所述的磁體A 采用六塊永久磁鐵均勻地分布在支架的周圍，支架與線圈蓋用連接件連接組成線圈組合 件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，其特征在于所述的皮帶輪 的軸承孔通過過盈配合固定連接離合器軸承，并且離合器軸承外套固定在泵體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，其特征在于所述的法蘭通過鉚釘連 接固定彈簧片的一端，彈簧片的另一端和從動板通過鉚釘連接固定組成法蘭組合件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，其特征在于所述的磁體B采用永久 磁鐵，其內(nèi)圈過盈配合固定有散熱片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，其特征在于所述的水泵體內(nèi)安裝有 防止水泵泄漏的水封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可變流量發(fā)動機(jī)電子冷卻水泵，包括泵體，安裝在泵體上的軸連軸承，分別設(shè)于軸連軸承的兩端的法蘭和葉輪，法蘭與皮帶輪之間通過離合機(jī)構(gòu)傳動連接，其特征在于所述的法蘭與皮帶輪之間設(shè)有一促使從動板與皮帶輪分離的彈簧片；所述的離合機(jī)構(gòu)包括離合器軸承、吸合從動板與皮帶輪的磁體A及通電后能產(chǎn)生與磁體A相斥磁場的線圈，磁體和線圈均設(shè)于支架上，前述的線圈的通電信號輸入端與一能采集發(fā)動機(jī)冷卻液溫度的電子控制單元的輸出端連接；所述的皮帶輪內(nèi)壓入有磁體B。采用電子控制方式實(shí)現(xiàn)線圈對從動板和皮帶輪之間的離合來適時(shí)、定量、準(zhǔn)確、合理的驅(qū)動冷卻系統(tǒng)，具有能耗低、響應(yīng)快、噪音小、精度高及使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01P5/10GK102086799SQ200910154798
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者何賢兵, 張煒, 祝金順 申請人:華納圣龍(寧波)有限公司