1.本技术涉及车辆技术领域,具体涉及一种水泵总成和车辆。
背景技术:
2.发动机的冷却系统是强制水循环系统,用于为工作中的发动机散热、降温。
3.通常,冷却系统包括机械式水泵,该机械式水泵包括壳体、转轴和叶轮,壳体上具有进液口和出液口,进液口用于向壳体内输送冷却液,转轴与壳体转动连接,且与发动机的曲轴通过皮带实现传动连接,发动机工作时曲轴转动从而带动机械式水泵中的转轴转动,转轴转动带动与之相连的叶轮转动,叶轮上的冷却液由于离心作用被甩至壳体的出液口处,通过出液口流入发动机中,从而实现对发动机的降温。
4.但在冷却系统中,机械式水泵的转轴是受发动机曲轴的驱动的,转轴的转速无法脱离曲轴的转速限制,当发动机处于暖机阶段时冷却系统反而会随着曲轴转动而为发动机进行降温,当发动机处于高负荷低速阶段时其温度较高,但由于转轴转速较低,冷却系统反而无法及时为发动机进行降温,这些情况均会降低发动机的使用寿命。
技术实现要素:
5.本技术实施例提供了一种水泵总成和车辆,可以解决相关技术中存在的技术问题,所述技术方案如下:
6.一方面,本技术实施例提供了一种水泵总成,所述水泵总成包括支架、水力单元、电机和控制单元;
7.所述支架包括支架本体和安装部件,所述支架本体与所述安装部件相连,所述安装部件用于与车辆的发动机的缸体相连;
8.所述水力单元包括水力单元壳体和叶轮,所述水力单元壳体与所述支架本体相连,所述水力单元壳体具有进液口和出液口,所述进液口用于与冷却液进水管相连通,所述出液口用于与所述发动机的冷却通道相连通,所述叶轮位于所述水力单元壳体内部;
9.所述电机包括电机本体和转轴,所述电机本体与所述水力单元壳体相连,所述转轴分别与所述电机本体、所述叶轮传动连接;
10.所述控制单元与所述电机本体相连,且分别与所述车辆的控制器、所述电机本体电性连接,用于接收所述控制器发送来的控制信号,并基于所述控制信号控制电机本体工作。
11.在一种可能的实现方式中,所述支架本体包括两个第一支脚和两个第二支脚,所述两个第一支脚与所述水力单元壳体的一端的两侧相连,所述两个第二支脚与所述电机本体的远离所述水力单元壳体的一端的两侧相连;
12.所述第一支脚和所述第二支脚均与所述安装部件相连。
13.在一种可能的实现方式中,每个第一支脚的位置与一个第二支脚的位置正对;
14.所述支架包括两个安装部件,所述安装部件包括第一安装板、第二安装板、具有内
螺纹的压力管和螺栓;
15.每个安装部件与一个位置正对的第一支脚和第二支脚相对应;
16.所述第一安装板与所述第一支脚的远离所述水力单元壳体的一端相连,所述第一安装板上具有第一安装孔,所述第二安装板与所述第二支脚的远离所述电机壳体的一端相连,所述第二安装板上具有第二安装孔,所述第二安装孔与所述第一安装孔共轴;
17.所述压力管位于所述第二安装孔中,并与所述第二安装孔过盈配合;
18.所述发动机的缸体位于所述第一支脚和所述第二支脚之间,且所述缸体上具有第三安装孔,所述螺栓插入所述第一安装孔、所述第三安装孔和所述压力管中,并与所述压力管螺纹连接,当所述螺栓旋转时,能够带动所述压力管向着所述第一支脚的方向移动,以使第一支脚与所述压力管将位于两者之间的发动机的缸体夹紧。
19.在一种可能的实现方式中,所述电机本体包括电机壳体、定子和转子;
20.所述电机壳体与所述水力单元壳体、所述控制单元相连;
21.所述定子位于所述电机壳体内部,且与所述电机壳体相连,所述定子与所述控制单元电性连接;
22.所述转子位于所述定子内部,且套设在所述转轴外侧;
23.所述转轴的远离所述叶轮的一端位于所述电机壳体内部,且与所述电机壳体转动连接,所述转轴的靠近所述叶轮的一端位于所述电机壳体外部,且与所述叶轮转动连接。
24.在一种可能的实现方式中,所述电机本体还包括隔离套;
25.所述隔离套位于所述定子和所述转子之间,且两端与所述电机壳体相连,所述隔离套与所述转子的外侧壁形成回流通道,所述回流通道与所述水力单元壳体相连通;
26.所述转轴具有空心通道,所述空心通道的两端分别与所述电力单元壳体、所述回流通道相连通。
27.在一种可能的实现方式中,所述电机壳体的材质为adc12(aluminum-alloy die castings 12,12号铝合金压铸件,又称12号铝料)。
28.在一种可能的实现方式中,所述水泵总成还包括导热板;
29.所述导热板位于所述电机壳体和所述控制单元之间,且分别与所述电机壳体、所述控制单元相连。
30.在一种可能的实现方式中,所述电机为直流无刷电机。
31.在一种可能的实现方式中,所述叶轮为闭式叶轮。
32.另一方面,本技术实施例提供了一种车辆,所述车辆包括冷却液进水管、发动机、控制器和如上述任一项所述的水泵总成;
33.所述水泵总成的进液口与冷却液进水管相连通,所述水泵总成的出液口与所述发动机的冷却通道相连通;
34.所述水泵总成的控制单元与所述控制器电性连接;
35.所述控制器,用于:
36.确定车辆的当前工况;
37.基于预先存储的工况与电机转速之间的关系,确定所述当前工况对应的电机转速;
38.向所述控制单元发送控制信号,其中,所述控制信号包括所述当前工况对应的电
机转速;
39.所述控制单元,用于:
40.基于所述控制信号中的当前工况对应的电机转速,控制所述电机本体31工作。
41.本技术的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果:
42.本技术实施例提供了一种水泵总成,车辆的控制器可以基于不同的工况,向控制单元发送对应的控制信号,控制单元可以基于控制信号对转轴的转速进行控制,进而实现对发动机的降温调节。这样,针对不同的工况对发动机的温度进行对应的调节,提高了发动机的使用寿命。
43.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本技术。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1是本技术实施例示出的一种电子水泵的结构示意图;
46.图2是本技术实施例示出的一种电子水泵的结构示意图;
47.图3是本技术实施例示出的一种电子水泵的结构示意图;
48.图4是本技术实施例示出的一种电子水泵的剖面示意图。
49.图例说明
50.1、支架;
51.11、支架本体; 12、安装部件;
52.111、第一支脚; 112、第二支脚;
53.121、第一安装板; 122、第二安装板; 123、压力管;
54.1211、第一安装孔; 1221、第二安装孔;
55.2、水力单元;
56.21、水力单元壳体;22、叶轮;
57.211、进液口;212、出液口;
58.3、电机;
59.31、电机本体;32、转轴;
60.311、电机壳体;312、定子;313、转子;314、隔离套;
61.4、控制单元。
具体实施方式
62.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
63.本技术实施例提供了一种水泵总成,如图1、图2、图3和图4所示,该水泵总成包括支架1、水力单元2、电机3和控制单元4。
64.其中,支架1包括支架本体11和安装部件12,支架本体11与安装部件12相连,安装部件12用于与车辆的发动机的缸体相连。
65.这样设置,安装部件12可以将支架本体11与车辆的发动机的缸体连接在一起,从而实现水泵总成与车辆的发动机的缸体之间的连接。
66.水力单元2包括水力单元壳体21和叶轮22,水力单元壳体21与支架本体11相连,水力单元壳体21具有进液口211和出液口212,进液口211用于与冷却液进水管相连通,出液体212用于与发动机的冷却通道相连通,叶轮22位于水力单元壳体21内部。
67.这样设置,可以通过水力单元壳体21与支架本体11相连,来实现水力单元2与支架1之间的连接。在需要对车辆的发动机降温散热时,冷却液可以通过冷却液进水管流通至水力单元壳体21的进液口211处,从进液口211流入水力单元壳体21内,冷却液在接触到旋转的叶轮22后,会随着旋转的叶轮22,被甩至水力单元壳体21的出液口212处,从水力单元壳体21的出液口流出至发动机的冷却通道,再从发动机的冷却通道流至发动机处对发动机进行降温散热。
68.在一种可能的实现方式中,电力单元壳体21可以是蜗壳,当然,也可以是其他合理性的结构,本公开实施例对此不作限定。
69.在一种可能的实现方式中,水泵总成还可以包括调温器。调温器的进液口与冷却液进水管相连通,调温器的出液口与水力单元壳体21的进液口211相连通,从而实现对冷却液的温度的调节。进一步的,水力单元壳体21的进液口211的位置可以设置为法兰面,该法兰面上可以具有多个螺纹孔,便于对调温器进行安装。
70.在一种可能的实现方式中,叶轮22可以是闭式叶轮,水力单元壳体21的进液口211可以与闭式叶轮的进液口相连通,这样,可以提高叶轮22将冷却液甩动至出液口212的效率。
71.电机3包括电机本体31和转轴32,电机本体31与水力单元壳体21相连,转轴32分别与电机本体31、叶轮22传动连接。
72.这样设置,可以通过电机本体31与水力单元壳体21之间的连接,来实现电机3与水力单元2之间的连接。在需要对车辆的发动机降温散热时,电机本体31可以开始工作,带动电机3的转轴32转动,转轴32带动叶轮22转动,从而使得叶轮22将进入到水力单元壳体21内的冷却液甩至出液口处,使其通过与出液口相连通的冷却通道流动至发动机处,从而实现对发动机的降温散热。
73.在一种可能的实现方式中,电机3可以为直流无刷电机,当然,也可以是其他类型的可调节转速的电机,本公开实施例对此不作限定。
74.控制单元4与电机本体31相连,且分别与车辆的控制器、电机本体31电性连接,用于接受控制器发送来的控制信号,并基于该控制信号控制电机本体31工作。
75.这样设置,车辆的控制器可以根据发动机的降温需求,向控制单元4发动对应的控制信号,从而对电机本体31的工作参数进行调整,从而调整了电机3的转轴32的转速,进而对发动机的温度进行降温调节,提高了发动机的使用寿命。
76.在一种可能的实现方式中,控制信号可以是pwm(pulse width modulation,脉冲宽度调制)占空比信号和/或lin(local interconnect network,局域互联网络)总线信号等等,本公开实施例对此不作限定。对应的,控制单元4的插接口可以为4pin结构,分别为电
源正极端、电源负极端、lin控制信号输入端和pwm控制信号输入端。
77.在一种可能的实现方式中,控制单元4还用于检测水泵总成的具体工作情况,当检测到堵转、干转、过流、控制单元4内部错误、转速低于最低转速阈值、控制单元4过热、输入电压超出允许范围等问题时,控制单元4可以向车辆的控制器反馈对应的信息,车辆的控制器会基于不同的问题进行不同的显示预警。
78.本公开实施例提供的水泵总成的防尘等级为ip6k,防水等级为ip7,从而提高了水泵总成的整体性能。
79.在本公开实施例中,支架1的结构可以有多种可能,下面,对支架1的几种可能的结构进行介绍:
80.支架本体11可以包括两个第一支脚111和两个第二支脚112,两个第一支脚111与水力单元壳体21的一端的两侧相连,两个第二支脚112与电机本体31的远离水力单元壳体21的一端的两侧相连。第一支脚111和第二支脚112均与安装部件112相连。
81.这样设置,水力单元壳体21可以通过两个第一支脚111、安装部件112来实现与发动机的缸体之间的连接,电机本体31可以通过两个第二支脚112、安装部件112来实现与发动机的缸体之间的连接,从而提高了水泵总成与发动机的缸体之间的连接稳定性。
82.在一种可能的实现方式中,每个第一支脚111的位置与一个第二支脚112的位置正对。
83.支架1包括两个安装部件12,每个安装部件12与一个位置正对的第一支脚111、第二支脚112相对应,即位置正对的一个第一支脚111和第二支脚112,均通过同一个对应的安装部件12实现与发动机的缸体之间的连接。
84.安装部件12可以包括第一安装板121、第二安装板122、具有内螺纹的压力管123和螺栓。
85.对于对应的一个第一支脚111、一个第二支脚112和安装部件12来说,其结构具有以下特征:
86.第一安装板121与第一支脚111的远离水力单元壳体21的一端相连,第一安装板121上具有第一安装孔1211。第二安装板122与第二支脚112的远离电机壳体31的一端相连,第二安装板122上具有第二安装孔1221,第二安装孔1221与第一安装孔1211共轴。压力管123位于第二安装孔1221中,并于第二安装孔1221过盈配合。发动机的缸体位于第一支脚111和第二支脚112之间,且缸体上具有第三安装孔,螺栓插入第一安装孔1211、第三安装孔和压力管123中,并与压力管123螺纹连接,当螺栓旋转时,能够带动压力管123向着第一支脚111的方向移动,以使第一支脚111与压力管123将位于两者之间的发动机的缸体夹紧。
87.对于上述结构的第一支脚111、第二支脚112和安装部件12来说,在将该水泵总成安装在发动机的缸体上时,可以先将发动机的缸体放置在第一安装板121和第二安装板122之间,将发动机的缸体上的第三安装孔与第一安装孔1211、压力管123的螺纹孔正对,然后将螺栓依次插入第一安装孔1211、第三安装孔、压力管123的螺纹孔中,并旋转螺栓,使该螺栓与压力管123的螺纹孔螺纹连接,在转动过程中,螺栓的螺栓头会向着第一安装板121的方向移动,直至螺栓头与第一安装板121抵接,此时接着拧紧螺栓,由于螺栓已与第一安装板121抵接从而不再能移动,因此此时,通过螺栓与压力管123之间的螺纹连接,压力管123会在螺栓的带动下,克服与第二安装孔1221之间的过盈连接,向着第一安装板121的方向移
动,直至与位于第一安装板121和第二安装板122之间的缸体抵接,从而使得压力管123与第一安装板121将缸体夹持在两者之间,从而实现支架1与发动机的缸体之间的连接。
88.对两个对应的第一支脚111、第二支脚112和安装部件12,均进行上述安装,从而实现了水泵总成与发动机的缸体之间的连接。
89.采用上述支架1的结构,可以与不同尺寸和不同类型的发动机进行可调节的固定连接,从而提高了水泵总成与发动机的适配度,在水泵总成上设置两个对应的第一支脚111、第二支脚112和安装部件12,提高了水泵总成与发动机的缸体之间的连接稳定性。
90.可以理解的是,在本公开实施例中,并不仅限于上述描述的支架1的结构,支架1还可以是其他任意合理性的结构,本公开实施例对此不作限定。
91.在本公开实施例中,电机3的结构可以有多种可能,下面,对电机3的几种可能的结构进行介绍:
92.电机本体31包括电机壳体311、定子312和转子313。
93.电机壳体311与水力单元壳体21相连。即:通过电机壳体311与水力单元壳体21之间的连接,实现电机3与水力单元2之间的固定连接。
94.定子312位于电机壳体311内部,且与电机壳体311相连。定子312可以与控制单元4电性连接,控制单元4可以控制电源向定子312供电。
95.定子312具有环形结构,转子313位于定子312内部,且套设在转轴32的外侧。
96.转轴32的远离叶轮22的一端位于电机壳体311内部,且与电机壳体311转动连接,转轴32的靠近叶轮22的一端位于电机壳体11外部,且与叶轮22转动连接。
97.当车辆的电源向定子312供电时,定子312与转子313之间会产生磁场回路,促使转子313转动,转子313转动从而带动与之连接的转轴32转动,从而实现电机3的功能。
98.在一种可能的实现方式中,控制单元4还可以控制电源向定子312输送的工作参数,例如,控制定子312的输入电流等参数,从而调节转子313的转速,进而调节了叶轮22的转速,从而实现了对水泵总成向发动机运输的冷却液的速率,对发动机的温度实现不同程度的降温调节。
99.在一种可能的实现方式中,电机本体31还包括隔离套314。
100.隔离套314位于定子312和转子313之间,且隔离套314的两端与电机壳体311相连,隔离套314与转子313的外侧壁形成回流通道,该回流通道与水力单元壳体21相连通。
101.转轴32具有空心通道,空心通道的两端分别与电力单元壳体21、回流通道相连通。
102.这样设置,由于叶轮22的旋转,使得电力单元壳体21内部的压力较高,冷却液在流入电力单元壳体21内后,其一部分在叶轮22的旋转作用下流向电力单元壳体21的出液口,进而流向发动机,另一部分会由高压的电力单元壳体21流向低压的回流通道,再通过与回流通道连通的空心通道流回至电力单元壳体21内,在叶轮22的旋转作用下流向发动机。
103.在冷却液流通过回流通道和空心通道的过程中,冷却液与电机3进行热交换,从而对电机3进行了降温处理。
104.在一种可能的实现方式中,电机壳体311的材质可以为adc12,该材质的散热效果较好,提高了电机3与冷却液之间的换热效率。
105.当然,电机壳体311的材质还可以是其他任意合理性的材质,例如,可以是其他金属材质或者塑料材质等等,本公开实施例对此不作限定。
106.在一种可能的实现方式中,水泵总成还可以包括导热板,该导热板位于电机壳体311与控制单元4之间,且分别与电机壳体311、控制单元4相连。
107.这样,控制单元4产生的热量可以通过电机壳体311传输至回流通道内的冷却液处,从而实现热交换,对控制单元4进行散热降温。
108.可以理解的是,在本公开实施例中,并不仅限于上述描述的电机3的结构,电机3还可以是其他任意合理性的结构,本公开实施例对此不作限定。
109.本公开实施例还提供了一种车辆,该车辆包括冷却液进水管、发动机、控制器和上述任一种所述的水泵总成。
110.水泵总成的进液口211与冷却液进水管相连通,水泵总成的出液口212与发动机的冷却通道相连通。水泵总成的控制单元4与控制器电性连接。
111.该控制器用于:确定车辆的当前工况;基于预先存储的工况与电机转速之间的关系,确定当前工况对应的电机转速;向控制单元4发送控制信号,其中,控制信号包括当前工况对应的电机转速。
112.控制单元4用于:基于控制信号中的当前工况对应的电机转速,控制电机本体31工作。
113.这样设置,车辆的控制器可以根据不同工况中发动机的不同的降温需求,对电机本体31的工作参数进行调整,从而调整了电机3的转轴32的转速,进而对发动机的温度进行降温调节,提高了发动机的使用寿命。
114.本技术的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果:
115.本技术实施例提供了一种水泵总成,车辆的控制器可以基于不同的工况,向控制单元4发送对应的控制信号,控制单元4可以基于控制信号对转轴32的转速进行控制,进而实现对发动机的降温调节。这样,针对不同的工况对发动机的温度进行对应的调节,提高了发动机的使用寿命。
116.以上所述仅为本技术的可选实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。