一种高效低噪的汽车电子冷却水泵的制作方法

本实用新型涉及一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，特别涉及一种应用于汽车发动机系统的电子冷却水泵。

背景技术：

作为重要的流体输送设备，汽车冷却水泵是发动机冷却系统的核心部件，其性能对整车的动力性、经济性和寿命有重要影响。随着汽车性能向着更安全，更可靠，更稳定，全自动智能化及环保节能的方向发展，汽车冷却水泵对性能及结构的要求也不断提高。

由于机械水泵驱动动力是由汽车发动机传递，其转速和发动机的转速成正比，当发动机在低速大负荷工况下工作时，水泵的转速也低，这样就降低了发动机的冷却能力。传统的机械水泵在运行时存在弊端，由于空间的限制其运行效率也较低，运行工况常不在设计工况下导致流动诱导振动噪声，并且在新能源汽车上难以适用。电动水泵由发动机控制单元通过电流控制，它不受当时发动机转速的影响，可以根据发动机的实际冷却需要灵活工作，已成为汽车冷却系统用泵发展的方向。但信号间的相互干扰、运行效率、可靠性、噪声和制造费用及产品成本仍旧是制约其广泛应用的技术瓶颈。

现有技术中的电子冷却水泵的水泵转子支承不够稳固，在运行时比较容易产生振动噪声，导致水泵运行时的摩擦阻力较大，运行效率较低。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，运行时产生的振噪较小。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，采用如下技术方案：一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，包括泵座、电机转子和蜗壳，所述泵座中密封有定子总成，泵座具有转子容腔，定子总成设于转子容腔的外侧；

所述电机转子设于转子容腔中，转子容腔后端的中心位置设有第一卡环，电机转子的转轴后端支承在第一卡环中；

所述电机转子的转轴上连接有叶轮，所述蜗壳连接在泵座的前端，蜗壳具有叶轮容腔，所述叶轮位于叶轮容腔中；

所述蜗壳的中心位置设有第二卡环，所述电机转子的转轴前端支承在第二卡环中。

优选地，所述蜗壳前侧面的中心位置设有进水口，蜗壳的侧面设有自蜗壳边缘切向延伸的出水口；蜗壳的前侧面设有多条围绕在进水口周围的第一加强筋，各第一加强筋自进水口的根部向蜗壳的边缘延伸。

优选地，所述泵座的后端设有后盖，后盖的后侧面设有多条自后盖中心向后盖边缘延伸的第二加强筋。

优选地，所述定子总成与电路板连接，定子总成采用PPS塑料浇注在泵座中。

优选地，所述叶轮的叶片数量和第一加强筋的数量互质。

优选地，所述叶轮和电机转子注塑成一体结构。

优选地，所述第一卡环的周围均布有三个连接脚，连接脚的一端连接在第一卡环的边缘，另一端连接在进水口的内壁上。

优选地，所述叶轮为离心式叶轮。

优选地，所述蜗壳的隔舌处设有V型槽。

如上所述，本实用新型涉及的一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，具有以下有益效果：由于在转子容腔后端的中心位置设有第一卡环，电机转子的转轴后端支承在第一卡环中，所述蜗壳的中心位置设有第二卡环，所述电机转子的转轴前端支承在第二卡环中，叶轮连接在电机转子的转轴前、后端之间，所以，电机转子被稳固地支承，能够平稳地转动，不易产生振动和噪声。

附图说明

图1显示为电子冷却水泵的外形结构示意图。

图2显示为从蜗壳的正前方观察的电子冷却水泵的结构示意图。

图3显示为从图2中A-A处剖切的剖面示意图。

图4显示为从泵座的正后方观察的电子冷却水泵的结构示意图。

图5显示为从蜗壳的内侧观察的蜗壳结构示意图。

图6显示为从蜗壳内侧观察的蜗壳立体结构示意图。

元件标号说明

1 泵座

2 电机转子

3 蜗壳

4 定子总成

5 转子容腔

6 第一卡环

7 转轴

8 叶轮

9 叶轮容腔

10 第二卡环

11 进水口

12 出水口

13 第一加强筋

14 第二加强筋

15 连接脚

16 隔舌

17 V型槽

18 轴承

19 后盖

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种高效低噪的汽车电子冷却水泵，包括泵座1、电机转子2和蜗壳3，所述泵座1中密封有定子总成4，泵座1具有转子容腔5，定子总成4设于转子容腔5的外侧；

所述电机转子2设于转子容腔5中，转子容腔5后端的中心位置设有第一卡环6，电机转子2的转轴7后端支承在第一卡环6中；

所述电机转子2的转轴7上连接有叶轮8，所述蜗壳3连接在泵座1的前端，蜗壳3具有叶轮容腔9，所述叶轮8位于叶轮容腔9中；

所述蜗壳3的中心位置设有第二卡环10，所述电机转子2的转轴7前端支承在第二卡环10中。

由于在转子容腔5后端的中心位置设有第一卡环6，电机转子2的转轴7后端支承在第一卡环6中，所述蜗壳3的中心位置设有第二卡环10，所述电机转子2的转轴7前端支承在第二卡环10中，叶轮8连接在电机转子2的转轴7前、后端之间，所以，电机转子2被稳固地支承，能够平稳地转动，不易产生振动和噪声。由于在蜗壳3的中心位置设有第二卡环10，所述电机转子2的转轴7前端支承在第二卡环10中，这样，叶轮8转动时产生的轴向力就可以被第一卡环6承受，从而能够有效地平衡轴向力，提高水泵的运行稳定性。

如图5和图6所示，所述第一卡环6的周围均布有三个连接脚15，连接脚15的一端连接在第一卡环6的边缘，另一端连接在进水口11的内壁上。这样，第一卡环6能够稳固地连接在蜗壳3上，三个连接脚15之间的空隙还能够保证水流能够顺畅地从进水口11流入叶轮8中。

作为一种优选的实施方式，可以在靠近叶轮8的位置以及靠近第二卡环10的位置利用轴承18支承所述转轴7，这样能够缩短整机的轴距，降低摩擦系数，减小磨损，提高水泵的效率。叶轮8可以采用离心式叶轮8，叶轮8的叶片采用扭曲叶片，以提高水泵效率和空化性能。

如图1和图2所示，所述蜗壳3前侧面的中心位置设有进水口11，蜗壳3的侧面设有自蜗壳3边缘切向延伸的出水口12；蜗壳3的前侧面设有多条围绕在进水口11周围的第一加强筋13，各第一加强筋13自进水口11的根部向蜗壳3的边缘延伸。第一加强筋13不但能够增加蜗壳3的结构强度和刚度，而且能够更好地散热。

为了使得水泵的结构强度和刚度更好，且能够更高效地散热，如图4所示，所述泵座1的后端设有后盖19，后盖19的后侧面设有多条自后盖19中心向后盖19边缘延伸的第二加强筋14，第二加强筋14既不会增加后盖19的壁厚，还能够有效增加后盖19的强度和刚度，增加散热效率。为了使得作用在后盖19上压力与作用在蜗壳3上的压力能够部分抵消，后盖19和蜗壳3的结构不对称，最终剩余的轴向力指向进水口11方向，故在进水口11位置设置有第一卡环6，以平衡电机转子2的转轴7的轴向力。此外，后盖19和蜗壳3的结构不对称也能够防止后盖19与蜗壳3发生结构共振而产生振噪。更为优选地，所述叶轮8的叶片数量和第一加强筋13的数量互质(互质是公约数只有1的两个整数)，这样能够可避开叶轮8叶频，有效避免共振，降低噪声。优选地，叶轮8中具有5个叶片，蜗壳3上具有7个第一加强筋13。

作为一种优选的实施方式，请参考图3，所述定子总成4与电路板连接，定子总成4采用PPS塑料(PPS塑料也称作聚苯硫醚，是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出的特点是耐高温、耐腐蚀和优越的机械性能)浇注在泵座1中。这样，定子总成4中的导线被密封在泵座1中，能够可靠地绝缘。也可以将所述叶轮8和电机转子2采用PPS塑料注塑成一体结构，从而将电机转子2中的导线注塑密封起来保证可靠地绝缘。如图3所示，所述叶轮容腔9的纵截面大致呈矩形结构，相同截面下，矩形截面的叶轮容腔9壁面的压力脉动小，降低振动噪声。

为了进一步减小水泵运行时产生的噪声，作为一种优选的实施方式，如图5和图6所示，所述蜗壳3的隔舌16处设有V型槽17，V形槽的槽口朝向与出水口12相反的方向，这样能够增大叶轮8与隔舌16之间的间隙，有利于液体的平衡流动，降低噪声。

本实用新型的一种高效低噪的汽车电子冷却水泵中，叶轮8由前置的轴承18支撑，电机转子2与叶轮8采用PPS塑料浇注成一体结构，转轴7作为电机转子2与叶轮8的支承轴，电机转子2与叶轮8可以绕转轴7灵活地转动。所述定子总成4部分也采用PPS塑料浇灌密封于泵座1中。这样，定子总成4和电机转子2均被密封起来而使得水不能进入，绝缘性能优良。定子总成4与电机转子2之间是一个环形空腔，转子容腔5与叶轮容腔9连通，转子腔与电机定子线圈及电机的驱动电路板等电气元件完全隔离，电路板采用螺钉连接和焊接的方式，与泵座连接。

本实用新型的一种高效低噪的汽车电子冷却水泵工作过程为：直流无刷电机通电后，电机转子开始启动并带动转轴以及叶轮旋转，在离心式叶轮进水口形成低压区，进水口处的流体受压差的作用流入泵的叶轮，旋转的叶轮叶片对流道内的液流做功，产生离心力将液体排入蜗壳，最终到水泵的出水口，最终起到对流体增压的作用。电机通过安装在后部的电机驱动控制器接收冷却系统的信号并作出判断对电机调速，以满足系统散热的需要。

本实用新型的一种高效低噪的汽车电子冷却水泵采用直流无刷电机驱动水泵，目的是减少泵组信号对汽车控制系统的干扰，特别是电磁传导干扰和电磁辐射干扰，同时直流无刷电机的效率较高，能达到节能的效果。电机转子中间有直接注塑成型的轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体形成电机转子。通电情况下，电机转子跟定子发生感应进行旋转。水泵的进、出口和蜗壳注塑成有机的一体。电机驱动控制器根据发动机信号对转速进行判别，实验脉冲宽度调制(PWM)进行电机转速的控制。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。