用于內(nèi)燃機(jī)的可開(kāi)關(guān)的水泵和內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)的可開(kāi)關(guān)的水泵。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，內(nèi)燃機(jī)從熱流中提取能量來(lái)產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)是效率低的，因?yàn)檫M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的熱能要比發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能更多，它們的差值就是必須要被移除的廢熱。內(nèi)燃機(jī)通過(guò)吸入的冷空氣、熱廢氣以及明確的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置來(lái)移除廢熱。發(fā)動(dòng)機(jī)也需要冷卻，因?yàn)楦邷貢?huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)材料和潤(rùn)滑劑。大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)都是流體冷卻的，所使用的液體冷卻劑則通過(guò)熱交換器(散熱器)被空氣冷卻。大多數(shù)液體冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)使用水和化學(xué)物質(zhì)的混合物，例如防凍劑和鐵銹抑制劑。
[0003]一種最重要的用于液體冷卻系統(tǒng)的部件是冷卻劑泵，通常是水泵。在現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)中，冷卻回路可以設(shè)置可開(kāi)關(guān)的水泵，它可以在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段被切斷。在一些新型汽車上冷卻劑泵被風(fēng)扇傳動(dòng)帶或者正時(shí)皮帶所驅(qū)動(dòng)。所述泵將冷卻劑從散熱器，移動(dòng)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)，并運(yùn)回到散熱器。所述泵在一端有帶有皮帶輪的軸，并且在另一端上有泵轉(zhuǎn)子或葉輪。所述泵軸被軸承支撐，所述軸承通常為圓柱滾子軸承或滾針軸承。皮帶輪是由內(nèi)燃機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)，并且葉輪可以借助泵軸的摩擦副被開(kāi)關(guān)。
[0004]參見(jiàn)圖1，表不可開(kāi)關(guān)的水泵的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例，泵主軸承520被壓配合在泵外殼510中，以便由于軸向的分力在工作條件下避免任何位移。該軸承是由鋼制成，而所述泵外殼由鋁制成。此外，附加地和不同于標(biāo)準(zhǔn)水泵(其不需要可開(kāi)關(guān)的動(dòng)作)地，還將用于斷開(kāi)或隔離泵的鋼制線圈籠(coil cage) 530壓配合在鋁殼體的外徑上。所有的部件被加工，以具有合適的壓配合過(guò)盈量和壓負(fù)荷。這導(dǎo)致具有這樣的壓配合公差鏈，該公差鏈由關(guān)于以下尺寸的公差所組成:線圈籠(鋼制)內(nèi)直徑相對(duì)于殼體(鋁制)外徑和殼體內(nèi)徑相對(duì)于軸承(鋼制)外徑。
[0005]考慮到軸承外徑的加工公差在微米的數(shù)量級(jí)，并且殼體的內(nèi)徑和外徑以及線圈籠內(nèi)徑的公差大小在0.0lmm數(shù)量級(jí)上，因?yàn)殇X具有兩倍于鋼的熱膨脹系數(shù)，并且考慮到用于汽車，必須考慮溫度范圍至少在_40°C至+140°C，這就必須增加軸承壓配合的過(guò)盈量，以在不利的熱條件下避免出現(xiàn)損失壓負(fù)荷的趨勢(shì)。這會(huì)使得軸承排出現(xiàn)過(guò)載，引起滾珠和滾柱變形。
[0006]因此需要一種新的可開(kāi)關(guān)的水泵設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能夠降低現(xiàn)行的壓配合公差鏈，以便不使泵軸承過(guò)載。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可開(kāi)關(guān)的水泵，該水泵具有與標(biāo)準(zhǔn)水泵的壓配合公差鏈等同的壓配合公差鏈。
[0008]本實(shí)用新型的另一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)改善在所述兩個(gè)可開(kāi)關(guān)的水泵的兩個(gè)特征基準(zhǔn)平面之間的平行度，改進(jìn)該皮帶輪軸向跳動(dòng)。
[0009]所述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種可開(kāi)關(guān)的水泵和一種具有該可開(kāi)關(guān)的水泵的內(nèi)燃機(jī)所解決。
[0010]本實(shí)用新型為此首先提供一種可開(kāi)關(guān)的水泵，該水泵包括殼體、驅(qū)動(dòng)葉輪的軸、被壓配合在殼體內(nèi)并支撐所述軸的軸承、插入線圈籠的線圈，其中所述線圈籠被設(shè)計(jì)為與殼體是一體件。所述的一體件是指線圈籠與殼體為一個(gè)一體的部件，例如因?yàn)樗鰞蓚€(gè)部分在相同模制工序中被共同制造。
[0011]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于將線圈籠集成在泵殼體中減少了泵的公差鏈，因而能夠減少軸承的壓配合過(guò)盈量，從而提高軸承壽命。此外，進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)椴恍枰诰€圈籠內(nèi)徑和殼體外徑上進(jìn)行機(jī)加工，不需要在線圈籠和殼體之間進(jìn)行壓配合操作以及更少的材料成本，所以泵總體上成本更低。
[0012]根據(jù)該實(shí)施例的一個(gè)方面，所述殼體由鋁制成。
[0013]事實(shí)上，線圈籠被集成在泵殼體內(nèi)，因此它也由鋁制成，這使得磁損耗被降低。
[0014]根據(jù)另一實(shí)施例，所述壓配合公差鏈僅僅和精確地在于殼體內(nèi)徑的公差和軸承外徑的公差。
[0015]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于新的解決方案使得本實(shí)用新型的水泵的壓配合公差鏈與標(biāo)準(zhǔn)水泵的公差鏈一樣。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，在殼體內(nèi)徑和軸承外徑之間的壓配合干涉的范圍在10至80 μ m之間。
[0017]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，由于公差自由度的提高，軸承壽命增加到與用于標(biāo)準(zhǔn)水泵的軸承的軸承壽命相同。
[0018]根據(jù)另一實(shí)施例，在殼體的第一基準(zhǔn)面和殼體的第二基準(zhǔn)面之間的平行度的范圍在0.05至0.1mm之間。
[0019]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，在第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面(該第二基準(zhǔn)面與皮帶輪相接)之間的更好的平行度使得皮帶輪的軸向跳動(dòng)得到改進(jìn)。
[0020]本實(shí)用新型的另一實(shí)施例提供了一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)包括按照上述實(shí)施例的可開(kāi)關(guān)的水泵。
【附圖說(shuō)明】
[0021]下面通過(guò)具體實(shí)施例結(jié)合以下附圖來(lái)闡述本實(shí)用新型，其中:
[0022]圖1示出根據(jù)傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的可開(kāi)關(guān)的水泵。
[0023]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的可開(kāi)關(guān)的水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖2示出可開(kāi)關(guān)的水泵600。該水泵包括外殼610、驅(qū)動(dòng)葉輪或轉(zhuǎn)子660的軸650，并且所述軸650被皮帶輪670驅(qū)動(dòng)。所述軸被軸承620支撐，所述軸承通常為圓柱滾子軸承或滾針軸承。皮帶輪是由內(nèi)燃機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)，并且葉輪660可以借助泵軸650的摩擦副被開(kāi)關(guān)。
[0025]泵的軸承620被壓配合到泵殼體610內(nèi)，可避免在工作條件下由于軸向分力造成任何位移。該軸承是由鋼制成，而所述泵的外殼由鋁制成。此外，該泵還包括線圈640和用于斷開(kāi)或隔離泵的線圈籠630。這種可開(kāi)關(guān)的水泵的主要特征是，線圈籠630與外殼610被設(shè)計(jì)為一體件，不同于已知的解決方案，即線圈籠是獨(dú)立部件并且被擠壓與殼體的外部相配合。這種集成有線圈籠的新殼體，優(yōu)選地由鋁制成。在已知的可開(kāi)關(guān)的水泵中殼體也由鋁制成，而獨(dú)立的線圈籠由鋼制成。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，線圈籠被集成在所述泵的殼體中，因此也由鋁制成，從而使得磁損耗被降低，因?yàn)殇X和鋁合金是非磁性的。
[0026]采用這種新的解決方案，其主要優(yōu)點(diǎn)在于降低壓配合公差鏈:實(shí)際上，在已知的可開(kāi)關(guān)的水泵設(shè)計(jì)中，所述壓配合公差鏈由所述線圈籠內(nèi)徑相對(duì)于殼體外徑的公差和殼體內(nèi)徑相對(duì)于軸承外徑的公差所組成，新的解決方案闡明壓配合公差鏈僅包括殼體610的內(nèi)徑611和軸承621的外徑之間的公差。換句話說(shuō)，這是標(biāo)準(zhǔn)水泵(即不可開(kāi)關(guān)的水泵)的壓配合公差鏈。結(jié)果是，即使在極端溫度條件下，由于公差自由度的增加而增加壓負(fù)荷，或者換句話說(shuō)，所需要的在殼體和軸承之間的過(guò)盈量值能夠具有一個(gè)較大的范圍，例如在10?80μπι之間。這使得軸承壽命得到提高，至少相當(dāng)于用于標(biāo)準(zhǔn)水泵的軸承。
[0027]此外，降低的壓配合公差鏈還會(huì)產(chǎn)生這樣的優(yōu)點(diǎn)，即使得基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B之間有更好的平行度，所述基準(zhǔn)面A代表在發(fā)動(dòng)機(jī)上的泵的封接面，所述基準(zhǔn)面B代表經(jīng)過(guò)軸向軸承680與皮帶輪670相接的泵平面。在所述兩個(gè)平面之間的平行度應(yīng)該在0.05至0.1mm之間。結(jié)果是，能夠改善皮帶輪的軸向跳動(dòng)。
[0028]總之，這種具有集成在殼體中的線圈籠的對(duì)可開(kāi)關(guān)的水泵的新設(shè)計(jì)，提供了一些改進(jìn):由于更低的壓配合過(guò)盈量提高了軸承使用壽命；由于在兩個(gè)泵的基本基準(zhǔn)平面之間更好的平行度，改善了皮帶輪的跳動(dòng)；由于不需要在線圈籠內(nèi)徑和殼體外徑上進(jìn)行加工操作，不需要在線圈籠和殼體之間進(jìn)行壓配合配合和由于更少的材料成本，泵整體上是成本低廉的。
[0029]雖然在前述說(shuō)明書部分和詳細(xì)說(shuō)明中介紹了至少一個(gè)示范性的實(shí)施形式，但應(yīng)該理解的是存在大量的變型。所述的實(shí)施形式僅應(yīng)理解為舉例而不應(yīng)以任意方式限制本實(shí)用新型的使用范圍、可應(yīng)用性或配置。更確切地說(shuō)，所述的說(shuō)明部分對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)給出的僅僅是一種將本實(shí)用新型轉(zhuǎn)換成至少一種實(shí)施方式的指導(dǎo)，其中，在有利的實(shí)施形式中所介紹的各元件在功能和布置上可以進(jìn)行各種各樣的改變，只要不違背權(quán)利要求書及其等同技術(shù)方案所要求的保護(hù)范圍即可。
[0030]附圖標(biāo)記清單
[0031]500 可開(kāi)關(guān)的水泵(已知的設(shè)計(jì))
[0032]510 殼體
[0033]520 軸承
[0034]530 線圈籠
[0035]600 可開(kāi)關(guān)的水泵(新設(shè)計(jì))
[0036]610 殼體
[0037]611 殼體內(nèi)徑
[0038]620 軸承
[0039]621 軸承外徑
[0040]630 與殼體成為一體件的線圈籠
[0041]640 線圈
[0042]650軸
[0043]660葉輪
[0044]670皮帶輪
[0045]680軸向軸承
[0046]A, B基準(zhǔn)面
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可開(kāi)關(guān)的水泵￠00)，包括殼體￠10)、驅(qū)動(dòng)葉輪￠60)的軸￠50)、被壓配合在所述殼體￠10)內(nèi)并且支撐所述軸的軸承￠20)、插入線圈籠￠30)的線圈￠40)，其特征在于，所述的線圈籠(630)與所述殼體(610)被設(shè)計(jì)為一體件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開(kāi)關(guān)的水泵￠00)，其特征在于，所述殼體￠10)由鋁制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開(kāi)關(guān)的水泵￠00)，其特征在于，壓配合公差鏈僅僅和精確地在于殼體(610)內(nèi)徑(611)的公差和軸承(620)外徑的公差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可開(kāi)關(guān)的水泵，其特征在于，在所述殼體￠10)內(nèi)徑(611)和所述軸承(620)外徑(612)之間的壓配合過(guò)盈量的范圍在10至80μπι之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的可開(kāi)關(guān)的水泵，其特征在于，在所述殼體(610)的第一基準(zhǔn)面(A)和所述殼體(610)的第二基準(zhǔn)面(B)之間的平行度的范圍在0.05至0.1mm之間。
6.一種內(nèi)燃機(jī)(I 10)，包括根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的可開(kāi)關(guān)的水泵￠00)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可開(kāi)關(guān)的水泵(600)，包括殼體(610)、驅(qū)動(dòng)葉輪(660)的軸(650)、被壓配合在所述殼體(610)內(nèi)并且支撐所述軸的軸承(620)、插入線圈籠(630)的線圈，其中，所述的線圈籠(630)與所述殼體(610)被設(shè)計(jì)為一體件。
【IPC分類】F04D29-04, F01P5-10
【公開(kāi)號(hào)】CN204419672
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420390379
【發(fā)明人】L.波吉亞
【申請(qǐng)人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年7月15日