專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新能源汽車(chē)的冷卻水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于油電混合、純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力裝置冷卻以及空調(diào)系統(tǒng)PTC加熱裝置冷卻系統(tǒng)，具體的涉及一種新能源汽車(chē)的冷卻水泵。
背景技術(shù)：
新能源(油電混合、純電動(dòng))車(chē)型的動(dòng)力裝置主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)(僅限混合動(dòng)力車(chē)輛)、電機(jī)、逆變器和電機(jī)控制器。這些動(dòng)力裝置的冷卻方式一般采用水冷方式，而如何為除發(fā)動(dòng)機(jī)外其他動(dòng)力裝置的冷卻系統(tǒng)提供冷卻液循環(huán)動(dòng)力成為一個(gè)重要問(wèn)題。因?yàn)橹T多原因，新能源車(chē)型的動(dòng)力裝置的冷卻系統(tǒng)不能采用傳動(dòng)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)用的機(jī)械水泵，而且，即使裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力車(chē)型，除發(fā)動(dòng)機(jī)外其他的動(dòng)力裝置的冷卻不能與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻采用同一個(gè)冷卻液循環(huán)回路，所以也就不能與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)共用發(fā)動(dòng)機(jī)水泵。因此，開(kāi)發(fā)應(yīng)用于新能源車(chē)型的水泵變得日益重要。目前，常見(jiàn)的水泵體積比較大，往往應(yīng)用于工業(yè)方面，并且這類(lèi)水泵主要采用有刷直流電機(jī)。有刷直流電機(jī)最大的缺點(diǎn)是有換向器和電刷，維護(hù)不方便，使用壽命短。隨著高性能永磁材料、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)特別是大功率半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展，永磁同步電機(jī)得到了迅速的發(fā)展，無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)刷直流電機(jī)繼承了有刷直流的優(yōu)勢(shì)，并且其調(diào)速性能優(yōu)越、體積小、重量輕、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、不存在勵(lì)磁損耗問(wèn)題，同時(shí)壽命比有刷直流電機(jī)長(zhǎng)，因此在各個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，在電動(dòng)汽車(chē)上也得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)外新能源車(chē)用的水泵均是采用這種小型的無(wú)刷直流電機(jī)，水泵的驅(qū)動(dòng)和控制模塊是分開(kāi)的，而國(guó)內(nèi)在這些方面還未取得產(chǎn)業(yè)化的實(shí)質(zhì)性突破，車(chē)用的水栗廣品市場(chǎng)基本空白。旋轉(zhuǎn)著的液體在離心力的作用下，從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入水泵前端蓋與葉輪殼體形成的蝸殼流道中。液體由于蝸殼流道的截面積逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出口。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，水泵液體吸入口前端的冷卻液在壓力的作用下流向葉輪中心，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。但是由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，為避免摩擦，葉輪與水泵前端蓋之間必須保證有一定間隙，因此部分液體會(huì)從這些間隙中泄露出去而沒(méi)有經(jīng)過(guò)葉輪加壓，從而造成功率損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述缺陷，提供一種能防止液體泄漏、增大泵水功率的新能源汽車(chē)的冷卻水泵。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種新能源汽車(chē)的冷卻水泵，包括水泵殼體、水泵前端蓋、水泵后端蓋、葉輪軸、葉輪及電機(jī)；水泵前端蓋與水泵殼體圍合形成有泵腔，并且水泵前端蓋上設(shè)置有連通泵腔的進(jìn)水口和出水口 ；葉輪軸通過(guò)配合的軸承套固定在水泵殼體內(nèi)，葉輪殼體的軸孔套置在葉輪軸上；還包括連接在所述葉輪上的葉輪蓋，所述葉輪蓋包括中間段及連接在中間段兩端的第一段和第二段；所述葉輪蓋的第一段和第二段與水泵前端蓋內(nèi)壁之間分別形成流體阻尼間隙，所述葉輪蓋中間段與水泵前端蓋內(nèi)壁之間形成的空腔截面積大于流體阻尼間隙的截面積；所述水泵前端蓋的進(jìn)水口連通葉輪蓋內(nèi)腔。所述葉輪蓋位于水泵前端蓋進(jìn)水口的后方。所述葉輪設(shè)置在葉輪殼體的葉輪安裝支座上。所述葉輪蓋的中間段為曲面，所述葉輪蓋的第一段沿垂直方向延伸，所述葉輪蓋的第二段沿水平方向延伸。與所述葉輪蓋中間段配合的水泵前端蓋內(nèi)壁為曲面。與所述葉輪蓋中間段配合的水泵前端蓋內(nèi)壁設(shè)計(jì)成臺(tái)階形狀。所述流體阻尼間隙截面積與所述空腔截面積的比為l:9(Tl:100。還包括設(shè)置在水泵殼體內(nèi)控制水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的控制單元；控制單元將接收到的信號(hào)處理成PWM信號(hào)發(fā)送給水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和/或風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元；控制單元根據(jù)水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和/或風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的反饋信號(hào)調(diào)整PWM信號(hào)。所述水泵殼體、電機(jī)的定子、葉輪軸及軸承套采用注塑的方式集成在一起形成水泵殼體總成；所述葉輪殼體和電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用注塑的方式集成在一起，與葉輪形成葉輪總成。所述水泵后端蓋圓周上的凹槽內(nèi)設(shè)置有0形密封圈I形成圓周密封，所述水泵殼體上端面的凹槽內(nèi)設(shè)置有0形密封圈II形成端面密封。所述葉輪殼體軸孔端面與水泵前端蓋的接觸面處設(shè)置有葉輪擋圈，葉輪軸的上部設(shè)置有固定葉輪擋圈的限位面。所述葉輪擋圈采用的是碳化硅制成的葉輪擋圈。所述水泵前端蓋的進(jìn)水口處的下方設(shè)置有將所述葉輪擋圈壓在所述葉輪殼體軸孔端面的軸撐結(jié)構(gòu)，所述軸撐結(jié)構(gòu)與葉輪軸間隙配合。所述葉輪殼體的軸孔內(nèi)壁開(kāi)有供水循環(huán)的導(dǎo)流槽，所述葉輪殼體軸孔端面開(kāi)有供水循環(huán)的導(dǎo)流槽，并且軸孔內(nèi)壁的導(dǎo)流槽與軸孔端面的導(dǎo)流槽連通。所述出水口沿所述葉輪切線方向分布。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果為:1、葉輪上連接固定有葉輪蓋，葉輪蓋與水泵前端蓋之間的流道截面設(shè)計(jì)成中間大兩端小的結(jié)構(gòu)，根據(jù)流體特性，截面積的突變會(huì)造成較大的流動(dòng)阻力，從而降低了液體的泄漏量，在功率相等的情況下，提高了水泵的泵水揚(yáng)程；2、本發(fā)明的水泵包括了控制水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的控制單元，能根據(jù)動(dòng)力裝置和空調(diào)系統(tǒng)PTC加熱裝置冷卻需求的變化來(lái)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)整車(chē)?yán)鋮s風(fēng)扇的控制，該水泵既是水泵也是控制器，減少了新能源車(chē)型的能耗和成本；3、水泵殼體與定子和葉輪軸的一體化設(shè)計(jì)、葉輪殼體與轉(zhuǎn)子的一體化設(shè)計(jì)，有效解決了水泵密封性的問(wèn)題；4、葉輪擋圈使葉輪殼體軸孔端面在水泵工作時(shí)與水泵前端蓋上的軸撐結(jié)構(gòu)脫離接觸，避免了二者之間的摩擦，延長(zhǎng)了水泵的使用壽命；5、葉輪殼體軸孔的內(nèi)壁和葉輪殼體軸孔端面都開(kāi)有供水循環(huán)的導(dǎo)流槽，一方面葉輪總成與水泵殼體總成、葉輪軸與葉輪殼體軸孔之間的雜質(zhì)被帶出，另一方面，同時(shí)在葉輪殼體軸孔端面與葉輪擋圈端面之間生成一層水膜，減少了葉輪殼體與葉輪擋圈之間的摩擦，導(dǎo)流槽內(nèi)的液體還起到潤(rùn)滑葉輪殼體軸孔與葉輪軸摩擦副的作用，從而有效延長(zhǎng)了水泵的使用壽命。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:圖1為本發(fā)明剖切的裝配爆炸圖；圖2為本發(fā)明的剖視圖；圖3為圖2的局部放大圖；圖4為本發(fā)明控制原理圖；圖5為本發(fā)明葉輪殼體軸孔內(nèi)壁開(kāi)導(dǎo)流槽的示意圖；圖6為本發(fā)明葉輪殼體軸孔端面開(kāi)導(dǎo)流槽示意圖；圖7為本發(fā)明整車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制示意圖。圖8為本發(fā)明泵水控制原理圖
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明新能源汽車(chē)的冷卻水泵軸線剖去60度后的裝配爆炸圖。結(jié)合圖2可知,冷卻水泵包括水泵后端蓋I, 0形密封圈12,控制板3、水泵殼體4、電機(jī)(定子5和轉(zhuǎn)子10)、0形密封圈116、軸襯套7、葉輪軸8、減震護(hù)套9、葉輪殼體11、葉輪17、葉輪蓋
12、葉輪擋圈13、水泵前端蓋14、水泵接線端子15。本發(fā)明的葉輪采用的是離心式葉輪，電機(jī)采用的是無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)，電樞繞組作為電機(jī)的定子與水泵殼體一體化設(shè)計(jì)，永磁體作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子與葉輪殼體一體化設(shè)計(jì)。葉輪軸8與軸承套7過(guò)盈配合后與定子5和水泵殼體4采用注塑的方式集成在一起形成水泵殼體總成，使定子5和葉輪軸8安裝在水泵殼體4內(nèi)，一體成型設(shè)計(jì)既保證了定子的密封性，又解決了定子的防水問(wèn)題；葉輪殼體11和轉(zhuǎn)子10采用注塑的方式集成在一起，同樣解決了轉(zhuǎn)子的密封性和防水問(wèn)題；葉輪蓋12通過(guò)焊接方式焊在葉輪殼體4上的葉輪17上；即轉(zhuǎn)子10、葉輪殼體
11、葉輪17、葉輪蓋12固定在一起，構(gòu)成了葉輪總成。葉輪殼體11開(kāi)有套置在葉輪軸8上的軸孔11.1，軸孔11.1與葉輪軸8間隙配合，使葉輪殼體11安裝在水泵殼體4內(nèi)，從而使得葉輪總成安裝在水泵殼體總成內(nèi)。軸孔11.1與葉輪軸8間隙配合增加了二者的接觸面積，同時(shí)，間隙配合有利于冷卻液對(duì)葉輪軸8和葉輪總成之間進(jìn)行潤(rùn)滑，減少磨損，提高效率，改善使用壽命；水泵前端蓋14與水泵殼體4圍合形成有泵腔，水泵前端蓋14上設(shè)有連通泵腔的進(jìn)水口 18和出水口 19，進(jìn)水口 18開(kāi)在水泵前端蓋的中央，水泵前端蓋14的圓周切線方向開(kāi)出水口 19 ;該水泵前端蓋14通過(guò)進(jìn)水口 18處下方的軸撐結(jié)構(gòu)20與葉輪軸8間隙配合，該軸撐結(jié)構(gòu)20將葉輪擋圈13壓在葉輪殼體軸孔端面上，保證葉輪總成在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸向位置。水泵前端蓋的進(jìn)水口與葉輪總成中央相通，液體經(jīng)過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入水泵前端蓋、水泵殼體總成、葉輪總成三者形成的空腔內(nèi)，然后經(jīng)水泵前端上的出水口流出，該出水口沿葉輪切線方向分布。本發(fā)明中的水泵前端蓋采用端面密封、水泵后端蓋采用的是圓周密封，具體結(jié)構(gòu)為:0形密封圈I 2安裝在水泵后端蓋I圓周上的凹槽內(nèi)，0形密封圈II 6安裝在水泵殼體上端面的凹槽內(nèi)，水泵前端蓋14和水泵后端蓋I分別將0形密封圈I 2、0形密封圈II 6壓于水泵殼體4與水泵前端蓋14和水泵后端蓋I的接觸面上，然后通過(guò)緊固件將水泵前端蓋和水泵后端蓋與水泵殼體固定，形成一個(gè)完整的水泵。再次如圖2所示為，為了減少液體的泄露量，本發(fā)明設(shè)計(jì)了如圖3所示的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:葉輪蓋12通過(guò)焊接方式焊在葉輪殼體11上的葉輪17上，葉輪17焊接在葉輪殼體11的葉輪安裝支座11.2上，葉輪蓋12位于水泵前端蓋進(jìn)水口 18的后方，與水泵前端蓋進(jìn)水口 18連通。本發(fā)明的葉輪蓋包括三段，葉輪蓋12的中間段12.1及連接在中間段12.1兩端的第一段12.2和第二段12.3，其中葉輪蓋的中間段12.1為曲面，葉輪蓋的第一段12.2沿垂直方向延伸，葉輪蓋的第二段12.3沿水平方向延伸；葉輪蓋的第一段12.2和第二段12.3與水泵前端蓋14內(nèi)壁之間分別形成流體阻尼間隙22，葉輪蓋中間段12.1與水泵前端蓋14內(nèi)壁之間形成的空腔23截面積大于流體阻尼間隙22的截面積，且流體阻尼間隙截面積與空腔截面積的比為1:90 100，優(yōu)選為1:98。為了增大空腔23截面的面積，可以將與葉輪蓋中間段配合的水泵前端蓋內(nèi)壁設(shè)計(jì)成曲面，也可以將與葉輪蓋中間段配合的水泵前端蓋內(nèi)壁為設(shè)計(jì)成臺(tái)階形狀。即將葉輪蓋與水泵前端蓋之間的流道截面設(shè)計(jì)成中間大兩端小的結(jié)構(gòu)，根據(jù)流體特性，截面積的突變會(huì)造成較大的流動(dòng)阻力，從而降低了液體的泄漏量，提高了水泵的泵水揚(yáng)程。通過(guò)多次試驗(yàn)得出，利用具有該結(jié)構(gòu)的水泵，在功率相等的情況下，提高了水泵的泵水揚(yáng)程。如圖4所示，本發(fā)明還包括控制水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的控制單元，其中控制單元和水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置在控制板3上，水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)(風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置在風(fēng)扇內(nèi))；控制單元將接收到的信號(hào)處理成PWM信號(hào)發(fā)送給水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和/或風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元；控制單元根據(jù)水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和/或風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的反饋信號(hào)調(diào)整PWM信號(hào)。將本發(fā)明的水泵串聯(lián)于動(dòng)力裝置A(由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、逆變器和電機(jī)控制器構(gòu)成)冷卻回路中，水泵的控制單元接收由整車(chē)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的信息，來(lái)控制水泵本身和風(fēng)扇的啟停、調(diào)速功能。接收并處理的信息有動(dòng)力裝置A各出口的冷卻液溫度、空調(diào)系統(tǒng)管路壓力、空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行信號(hào)等信息。水泵接線端子15通過(guò)緊固件固定在水泵殼體總成的接線口端面上，控制板3通過(guò)水泵殼體內(nèi)部的卡口結(jié)構(gòu)固定在水泵殼體4下方。考慮水泵的安裝環(huán)境及減震要求，在泵體中部套上一個(gè)橡膠材質(zhì)的減震護(hù)套9。如圖5、6所示為水泵葉輪總成與水泵前端蓋減小摩擦結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)水泵工作時(shí)，由于定子和轉(zhuǎn)子間的相互電磁作用，一方面，將使葉輪殼體軸孔端面24與水泵前端蓋14的相抵觸，而葉輪殼體11高速旋轉(zhuǎn)，這將很快地導(dǎo)致葉輪殼體軸孔端面24與水泵前端蓋14接觸面嚴(yán)重磨損，另一方面，葉輪蓋12也會(huì)與水泵前端蓋14相碰撞。為防止該情況的發(fā)生，在葉輪殼體軸孔端面24與水泵前端蓋14接觸面之間設(shè)有葉輪擋圈13，同時(shí)在葉輪軸8上開(kāi)有限位面8.1，套置在葉輪軸8上的葉輪擋圈13固定在該限位面8.1上，水泵前端蓋的軸撐結(jié)構(gòu)20將葉輪擋圈13壓在葉輪殼體軸孔端面24上；葉輪擋圈13將水泵殼體軸孔端面與水泵前端蓋的軸撐結(jié)構(gòu)20隔開(kāi)，從而避免了二者的相互摩擦，同時(shí)也對(duì)葉輪蓋12起到限位作用，避免葉輪蓋12與水泵前端蓋14的碰撞。當(dāng)水泵不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪總成的下端面是與軸襯套7上端面接觸；當(dāng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪殼體的軸孔11.1與葉輪軸8之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，并且葉輪總成會(huì)因?yàn)槎ㄗ?與轉(zhuǎn)子10之間產(chǎn)生的磁力作用沿軸向上方懸浮，此時(shí)葉輪殼體軸孔端面24被頂在葉輪擋圈13的端面上，使用葉輪擋圈13雖然避免了葉輪殼體軸孔端面24碰上水泵前端蓋14的軸撐結(jié)構(gòu)20而造成硬摩擦，但是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪殼體11會(huì)與葉輪擋圈13之間產(chǎn)生摩擦。若這兩處的摩擦得不到改善，會(huì)造成葉輪總成磨損嚴(yán)重，水泵異響聲大，甚至卡死以至于電機(jī)損壞。為改善這兩處的摩擦，本發(fā)明在葉輪殼體的軸孔11.1內(nèi)壁和葉輪殼體軸孔端面24開(kāi)有供水循環(huán)的導(dǎo)流槽25、21，軸孔內(nèi)壁的導(dǎo)流槽25與軸孔端面的導(dǎo)流槽21連通，并且采用碳化硅材質(zhì)制成的葉輪擋圈13。導(dǎo)流槽主要作用包括:其一，去除細(xì)小雜物，防止卡死。在葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其軸向的壓力小，葉輪邊緣的壓力大，使得少量的水從葉輪邊緣流入水泵殼體總成與葉輪總成形成的腔室中，由于壓差，這些泄漏液體會(huì)沿著腔室向下，然后順著導(dǎo)流槽25向上移動(dòng)，最后經(jīng)葉輪殼體軸孔端面24的導(dǎo)流槽21又流回葉輪的葉輪17間重新參與循環(huán)。在這過(guò)程中，葉輪總成與水泵殼體總成、葉輪軸8與葉輪總成的軸孔11.1之間的雜質(zhì)都被帶出，同時(shí)在葉輪殼體軸孔端面24與葉輪擋圈13端面之間會(huì)生成一層水膜，減少葉輪殼體軸孔端面24與葉輪擋圈13之間的摩擦。其二，導(dǎo)流槽11.1內(nèi)液體起到潤(rùn)滑葉輪殼體軸孔11.1和葉輪軸8摩擦副的作用。如圖7所示為水泵整車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制原理圖。在新能源車(chē)型上，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器、動(dòng)力裝置A散熱器及空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器都是依靠車(chē)上的風(fēng)扇來(lái)完成散熱的，風(fēng)扇的控制需要考慮這三方的散熱需求。本發(fā)明將水泵的泵水功能及風(fēng)扇的控制功能集成于一體，通過(guò)接收三方的散熱需求，在內(nèi)部控制板的控制策略中進(jìn)行判定，然后發(fā)出PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)水泵和風(fēng)扇以某一轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。具體過(guò)程是這樣的，在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，水泵中的控制板會(huì)隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫信號(hào)、動(dòng)力裝置A回路中的水溫信號(hào)以及空調(diào)系統(tǒng)散熱需求的信號(hào)，收到這些信號(hào)后控制板中的控制策略會(huì)對(duì)其進(jìn)行解讀和判斷，以“就高不就低”的原則選取水泵、風(fēng)扇在某層次上的最高轉(zhuǎn)速，然后將PWM信號(hào)發(fā)給驅(qū)動(dòng)單元，從而完成水泵和風(fēng)扇的啟停運(yùn)轉(zhuǎn)。目前新能源車(chē)輛上的冷卻風(fēng)扇主要由兩級(jí)調(diào)速風(fēng)扇和PWM調(diào)速風(fēng)扇構(gòu)成，本發(fā)明已實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩類(lèi)型風(fēng)扇的兼容控制。如圖8所示為本發(fā)明水泵的控制原理圖。水泵內(nèi)部的控制板3既具有控制模塊又具有水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行后，控制單元會(huì)接收到來(lái)自整車(chē)網(wǎng)絡(luò)的信息，控制板將這些信息帶入已寫(xiě)好的控制單元中的控制策略中進(jìn)行判定，然后向水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出PWM信號(hào)，水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元按照PWM信號(hào)為水泵中的三相電機(jī)提供相應(yīng)的具有某占空比的脈沖形式的三相電壓。水泵的電機(jī)通電后，其轉(zhuǎn)子會(huì)高速旋轉(zhuǎn)，而與轉(zhuǎn)子注塑成一體的葉輪殼體也會(huì)隨之運(yùn)轉(zhuǎn)，使葉輪也隨著葉輪殼體一起運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)回路中冷卻液的循環(huán)。在整個(gè)循環(huán)中，水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元會(huì)將水泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速信息反饋給控制單元，水泵的PWM信號(hào)是可以根據(jù)輸入的整車(chē)信息來(lái)調(diào)節(jié)的，當(dāng)控制單元判定熱負(fù)荷較小或冷卻能力富余時(shí)，會(huì)提供小占空比的PWM信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元，使水泵功率、轉(zhuǎn)速、流量、有效工作時(shí)間減小。反之，當(dāng)熱負(fù)荷較大或冷卻能力不足時(shí)，控制單元會(huì)提供大占空比的PWM信號(hào)，水泵的流量和轉(zhuǎn)速也會(huì)上升以滿足冷卻系統(tǒng)散熱的要求。這種PWM控制機(jī)制可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)設(shè)定，其“按需分配”的方式能夠滿足新能源車(chē)型的節(jié)能要求。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新能源汽車(chē)的冷卻水泵，包括水泵殼體、水泵前端蓋、水泵后端蓋、葉輪軸、葉輪及電機(jī)；水泵前端蓋與水泵殼體圍合形成有泵腔，并且水泵前端蓋上設(shè)置有連通泵腔的進(jìn)水口和出水口 ；葉輪軸通過(guò)配合的軸承套固定在水泵殼體內(nèi)，葉輪殼體的軸孔套置在葉輪軸上；其特征在于，還包括連接在所述葉輪上的葉輪蓋，所述葉輪蓋包括中間段及連接在中間段兩端的第一段和第二段；所述葉輪蓋的第一段和第二段與水泵前端蓋內(nèi)壁之間分別形成流體阻尼間隙，所述葉輪蓋中間段與水泵前端蓋內(nèi)壁之間形成的空腔截面積大于流體阻尼間隙的截面積；所述水泵前端蓋的進(jìn)水口連通葉輪蓋內(nèi)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述葉輪蓋位于水泵前端蓋進(jìn)水口的后方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述葉輪設(shè)置在葉輪殼體的葉輪安裝支座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述葉輪蓋的中間段為曲面，所述葉輪蓋的第一段沿垂直方向延伸，所述葉輪蓋的第二段沿水平方向延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，與所述葉輪蓋中間段配合的水泵前端蓋內(nèi)壁為曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，與所述葉輪蓋中間段配合的水泵前端蓋內(nèi)壁設(shè)計(jì)成臺(tái)階形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述流體 阻尼間隙截面積與所述空腔截面積的比為1:9(T100。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，還包括設(shè)置在水泵殼體內(nèi)控制水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的控制單元；控制單元將接收到的信號(hào)處理成PWM信號(hào)發(fā)送給水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和/或風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元；控制單元根據(jù)水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和/或風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的反饋信號(hào)調(diào)整PWM信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述水泵殼體、電機(jī)的定子、葉輪軸及軸承套采用注塑的方式集成在一起形成水泵殼體總成；所述葉輪殼體和電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用注塑的方式集成在一起，與葉輪形成葉輪總成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述水泵后端蓋圓周上的凹槽內(nèi)設(shè)置有O形密封圈I形成圓周密封，所述水泵殼體上端面的凹槽內(nèi)設(shè)置有O形密封圈II形成端面密封。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述葉輪殼體軸孔端面與水泵前端蓋的接觸面處設(shè)置有葉輪擋圈，葉輪軸的上部設(shè)置有固定葉輪擋圈的限位面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述葉輪擋圈采用的是碳化硅制成的葉輪擋圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述水泵前端蓋的進(jìn)水口處的下方設(shè)置有將所述葉輪擋圈壓在所述葉輪殼體軸孔端面的軸撐結(jié)構(gòu)，所述軸撐結(jié)構(gòu)與葉輪軸間隙配合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述葉輪殼體的軸孔內(nèi)壁開(kāi)有供水循環(huán)的導(dǎo)流槽，所述葉輪殼體軸孔端面開(kāi)有供水循環(huán)的導(dǎo)流槽，并且軸孔內(nèi)壁的導(dǎo)流槽與軸孔端面的導(dǎo)流槽連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車(chē)的冷卻水泵，其特征在于，所述出水口沿所述葉輪切線方向分 布。
全文摘要
本發(fā)明涉及新能源汽車(chē)的冷卻水泵，包括水泵殼體、水泵前端蓋、水泵后端蓋、葉輪軸、葉輪及電機(jī)；還包括連接在所述葉輪上的葉輪蓋，所述葉輪蓋包括中間段及連接在中間段兩端的第一段和第二段；所述葉輪蓋的第一段和第二段與水泵前端蓋內(nèi)壁之間分別形成流體阻尼間隙，所述葉輪蓋中間段與水泵前端蓋內(nèi)壁之間形成的空腔截面積大于流體阻尼間隙的截面積；根據(jù)流體特性，截面積的突變會(huì)造成較大的流動(dòng)阻力，從而降低了液體的泄漏量，提高了水泵的泵水揚(yáng)程。還包括設(shè)置在水泵殼體內(nèi)控制水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的控制單元，采用PWM脈寬調(diào)頻調(diào)制方式來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)水泵的轉(zhuǎn)速，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)整車(chē)?yán)鋮s風(fēng)扇的控制，減少了新能源車(chē)型的能耗和成本。
文檔編號(hào)F04D15/00GK103195745SQ20131014479
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者殷生岱, 石俠紅, 萬(wàn)鑫, 蔡文新 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車(chē)公司