电子水泵和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种电子水泵和车辆。


背景技术：

2.目前，电子水泵在汽车领域广泛应用，是汽车冷却系统的重要部件。在电子水泵中，叶轮是主动旋转部件，它和静止的泵壳、机壳相互配合实现水泵的正常工作。水泵中的配合间隙包括径向间隙和轴向间隙，均对电子水泵性能和可靠性具有很大的影响。电子水泵传统的设计方式一般只考虑间隙尺寸的加工工艺难度，没有经过精细化设计，导致电子水泵的性能、可靠性等均没有达到最佳状态。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决电子水泵中零件间隙尺寸的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种电子水泵。本实用新型的实施例还提出一种车辆。
4.本实用新型实施例的电子水泵，包括：泵壳；电机和叶轮，所述泵壳与所述电机的一端相连，所述泵壳内或所述泵壳与所述电机的端面之间限定出叶轮安装室，所述叶轮可转动地设置在所述叶轮安装室内，所述电机用于驱动所述叶轮旋转；所述叶轮具有在其轴向上远离所述电机的第一端面和靠近所述电机的第二端面，所述叶轮安装室具有在所述叶轮的轴向上朝向所述第一端面的第一壁面和朝向所述第二端面的第二壁面，所述第一端面与所述第一壁面之间的最小间隔小于等于0.5毫米。
5.本实用新型实施例提出的电子水泵通过设计优化泵壳与叶轮之间的间隙的尺寸，使泵壳与叶轮之间的最小间隔小于等于0.5毫米，能够减少流体通过叶轮与泵壳之间的间隙泄漏，有助于提高电子水泵的流体容积效率，从而提高电子水泵性能、提高电子水泵工作的效率和可靠性。
6.在一些实施例中，所述叶轮包括口环，所述口环的一端与所述第一端面相连，所述第一壁面设有环形凹槽，所述口环的一部分伸入所述环形凹槽内且所述口环与所述环形凹槽之间具有间隙，所述间隙的最小尺寸小于等于0.5毫米。
7.在一些实施例中，所述口环具有内壁面、外壁面和口环端面，所述内壁面和所述外壁面在所述叶轮的径向上相对，所述口环端面与所述口环的所述一端相对；所述环形凹槽具有第一槽壁面、第二槽壁面和底壁面，所述第一槽壁面与所述外壁面在所述叶轮的径向上相对且两者之间的最小间隔小于等于0.5毫米，所述第二槽壁面与所述内壁面在所述叶轮的径向上相对且两者之间的最小间隔小于等于0.5毫米，所述底壁面与所述口环端面在所述叶轮的轴向上相对。
8.在一些实施例中，所述底壁面与所述口环端面之间的最小间隔小于等于0.5毫米。
9.在一些实施例中，所述口环沿所述叶轮的轴向延伸，所述环形凹槽的深度方向沿所述叶轮的轴向。
10.在一些实施例中，所述第二端面与所述第二壁面之间的最小间隔小于等于2.2毫
米。
11.在一些实施例中，所述泵壳包括环形部，所述环形部的一端与所述第一壁面相连，所述叶轮包括第一盖板，所述环形部套设所述第一盖板的至少一部分，所述环形部的内周壁与所述第一盖板的外周壁在所述叶轮的径向上的最小间隔小于等于0.5毫米。
12.在一些实施例中，所述环形部套设所述第一盖板的一部分，所述环形部靠近所述电机的端面与所述第一盖板的外周壁靠近所述电机的边缘在所述叶轮的轴向上的间隔小于等于0.3毫米。
13.在一些实施例中，所述电机还包括机壳、定子组件和转子组件，所述机壳内限定出用于安装所述定子组件的定子腔，所述机壳中部限定出用于安装所述转子组件的转子腔，所述转子组件与所述机壳在所述叶轮的轴向上的最小间隙小于等于0.7毫米。
14.在一些实施例中，所述转子组件的外周面与所述转子腔的周壁面之间的最小间隙在所述叶轮的径向上小于等于0.5毫米。
15.在一些实施例中，所述口环的伸入所述环形凹槽内的部分包括斜切部，所述斜切部的厚度在远离所述第一端面的方向上逐渐减小。
16.在一些实施例中，所述斜切部在所述叶轮的轴向上的尺寸小于等于1.8毫米。
17.在一些实施例中，所述斜切部的内侧壁面为斜面，所述斜面与所述口环的延伸方向之间的夹角小于等于30
°
，或者，所述斜切部的外侧壁面为斜面，所述斜面与所述口环的延伸方向之间的夹角小于等于30
°
。
18.本实用新型的另一方面实施例提供一种车辆，车辆包括所述的电子水泵。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例的电子水泵结构示意图。
20.图2是图1的局部a放大示意图。
21.附图标记：
22.电子水泵100；
23.叶轮10；叶轮安装室11；第一端面12；第二端面13；口环14；斜切部140；内侧壁141；外侧壁142；口环端面143；第一盖板15；外周壁151；泵壳20；第一壁面21；环形凹槽22；第一槽壁面221；第二槽壁面222；底壁面223；环形部23；内周壁231；端面232；止推部24；定子组件30；转子组件40；转轴41；机壳51；第二壁面52；垫片60；
24.间隙101-109；斜切部尺寸110；夹角111。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.下面根据图1-图2描述本技术提供的电子水泵的基本结构。如图1所示，电子水泵100包括泵壳20、电机和叶轮10。泵壳20与电机的一端相连，泵壳20内或者泵壳20与电机的端面之间限定出叶轮安装室11，叶轮10可转动地设置在叶轮安装室11内。也就是说，叶轮安装室11可以由泵壳20本身限定出，也可以由泵壳20与机壳51的端面之间限定出。
27.电机用于驱动叶轮10。叶轮10具有第一端面12和第二端面13，第一端面12在叶轮10的轴向上远离机壳51，第二端面13在叶轮10的轴向上靠近机壳51。叶轮安装室11具有在叶轮10的轴向上朝向第一端面12的第一壁面21和朝向第二端面13的第二壁面52。换言之，叶轮安装室11的第一壁面21在叶轮10的轴向上与第一端面12相对，叶轮安装室11的第二壁面52在叶轮10的轴向上与第二端面13相对。其中，第一端面12与第一壁面21之间的最小间隔小于等于0.5毫米。
28.本实用新型实施例提出的电子水泵通过设计优化泵壳与叶轮之间的间隙的尺寸，使泵壳与叶轮之间的最小间隔小于等于0.5毫米，能够减少流体通过叶轮与泵壳之间的间隙泄漏，有助于提高电子水泵的流体容积效率，从而提高电子水泵性能、提高电子水泵工作的效率和可靠性。
29.下面根据图1和图2描述本实用新型提供的一个具体实施例中的电子水泵100。
30.如图1所示，电子水泵100包括泵壳20、电机和叶轮10。泵壳20具有进水口和出水口。为了表述方便，将叶轮10的轴向定义为前后方向，并且转轴41、转子组件40、定子组件30的中心轴线均与叶轮10的中心轴线重合，即均沿前后方向延伸。泵壳20与电机的前端相连，前后方向如图1中的箭头所示。
31.电机包括机壳51、定子组件30、转子组件40和转轴41。泵壳20与机壳51的前端连接，形成电子水泵整体结构。如图1所示，泵壳20与机壳51的前端面之间限定出的叶轮安装室11，叶轮10安装于叶轮安装室11中。
32.机壳51内限定出定子腔，用于安装电机定子组件30。定子组件30卡设在机壳51的定子腔中，与机壳紧密配合。转子组件40设在机壳51中部所限定出的转子腔中。如图1所示，转子组件40位于叶轮10的后方并通过注塑技术与叶轮10一体成型，组成叶轮转子组件。转子组件40在电机通电后，根据电机的电磁工作原理进行转动，转子组件40的转动驱动叶轮10转动，从而使水从进水口进入、出水口流出。转轴41的一部分配合在转子组件40中，另一部分配合在叶轮10的底部，转轴41主要起支撑作用，电子水泵工作时，转轴41相对机壳51和泵壳20固定不动，转子组件30和叶轮10相对转轴41旋转。
33.需要说明的是，本领域的技术人员可以理解，叶轮10在旋转的时候会受到流体传递的轴向力而趋于向泵壳端移动。为了避免叶轮10窜动而与泵壳20接触摩擦，如图1所示，泵壳20具有一体成型的止推部24，止推部24向下延伸穿过叶轮10与叶轮转子组件的注塑壳体相抵，并且止推部24与叶轮转子组件之间夹设有耐磨性较好的垫片60。当电子水泵100运作时，叶轮10受到流体施加的向上的轴向力，通过垫片60传递给止推部24,止推部24相应的通过垫片60传递给叶轮10以向下的轴向力，上述两个方向相反的轴向力实现平衡，以防止叶轮10向上窜动，从而保持了电子水泵100的结构稳定性，叶轮10的这种状态被称为稳定止推状态。并且需要说明的是，本公开所有的尺寸均为止推部24通过垫片60与叶轮转子组件止抵时的尺寸，即当叶轮10处于稳定止推状态时的尺寸。
34.如图2所示，叶轮10的前端面为远离机壳51、靠近泵壳20的第一端面12，后端面为靠近机壳51、远离泵壳20的第二端面13。叶轮安装室11具有朝向第一端面12的第一壁面21，即泵壳20的后端面，还具有朝向第二端面13的第二壁面52，即机壳20的前端面。
35.在本实施例中，第一端面12与第一壁面21之间的最小间隙101小于等于0.5毫米。或者说，第一端面12与第一壁面21之间间隙101的最小尺寸小于等于0.5毫米。如此设置能
够减少流体通过叶轮10与泵壳20之间的间隙泄漏，有助于提高电子水泵100的流体容积效率，从而提高电子水泵100性能、工作的效率和可靠性。
36.优选地，第一端面12与第一壁面21之间的最小间隙101大于等于0.2毫米小于等于0.5毫米，既能够提高电子水泵100的流体容积效率，提高电子水泵100性能，还能够更好地避免叶轮10与泵壳20之间发生干涉碰撞，减小加工难度。
37.例如，第一端面12与第一壁面21之间的最小间隙101为0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米或0.5毫米，从而优化电子水泵100的流体容积效率。
38.进一步地，叶轮10包括口环14，口环14为环形结构，其后端与第一端面12相连，并向远离第一端面12的方向延伸形成凸起结构。泵壳20的第一壁面21与口环14相对应的位置有环形凹槽22。口环14的前端伸入环形凹槽22内，且口环14与环形凹槽22之间具有间隙，该间隙的最小尺寸小于等于0.5毫米，或者说，口环14与环形凹槽22之间的最小间隙小于等于0.5毫米。
39.在本实施例中，如图2所示，口环14从第一端面12沿叶轮10的轴向延伸向前延伸，环形凹槽22的深度方向沿叶轮10的轴向，口环14和环形凹槽22的设置用于提高流体在间隙中的流动阻力，进一步阻挡叶轮10出口的液体流入叶轮10进口。
40.具体地，如图2所示，口环14包括内壁面141、外壁面142和口环端面143，内壁面141为口环14的靠近转轴41的壁面，外壁面142为口环14的远离转轴41的壁面。内壁面141与外壁面142在叶轮10的径向上相对，即水平方向上相对。口环端面143为口环14的前端面，即自由端端面，且口环端面143在叶轮10的轴向上与第一端面12相对。环形凹槽22具有第一槽壁面221、第二槽壁面222和底壁面223，第一槽壁面221为环形凹槽22的远离转轴41的壁面，第二槽壁面222为环形凹槽22的靠近转轴41的壁面，底壁面223为与环形凹槽22的朝后开口相对的壁面。
41.如图2所示，环形凹槽22的第一槽壁面221与口环14的外壁面142在叶轮10的径向上相对，环形凹槽22的第二槽壁面222与口环14的内壁面141在叶轮10的径向上相对，环形凹槽22底壁面223与口环14的口环端面143在叶轮10的轴向上相对。环形凹槽22的第一槽壁面221与口环14的外壁面142之间的最小间隔102小于等于0.5毫米。环形凹槽22的第二槽壁面222与口环14的内壁面141之间的最小间隔103小于等于0.5毫米。
42.进一步地，环形凹槽22的底壁面223与口环14的口环端面143之间的最小间隔104小于等于0.5毫米。通过优化设计口环14与环形凹槽14之间的间隙尺寸，减少叶轮10出口顺着间隙流到叶轮10进口的流体泄露，从而提高电子水泵的流体容积效率。
43.如图2所示，叶轮10的第二端面13与叶轮安装室11的第二壁面52(机壳51的前端面)在叶轮10的轴向方向上相对，两者之间的最小间隔105小于等于2.2毫米。进一步优选地，第二端面13与第二壁面52之间的最小间隔105大于等于1.0毫米小于等于2.2毫米，形成这部分间隙的原因一方面是因为泵壳流道设计时的进口宽度大于叶轮出口宽度，另一方面能够在叶轮10的下方保留足够的空间，有利于后期增加背叶片，降低轴向力。
44.可选地，第二端面13与第二壁面52之间的最小间隔105为1.0毫米、1.2毫米、1.5毫米、1.7毫米、2.0毫米、2.2毫米。优选地，第二端面13与第二壁面52之间的最小间隔105为2.2毫米。
45.如图2所示，泵壳20在远离转轴41的位置设有环形部23，环形部23的前端与泵壳20
的后端面(第一壁面51)相连，并从泵壳20的后端面向后延伸。叶轮10包括第一盖板15，第一盖板15位于叶轮10上部且第一盖板15前端面为叶轮10的第一端面12。环形部23套设在第一盖板15的至少一部分，即环形部23位于第一盖板15的外周，且环形部23与第一盖板15之间具有一定的间隔。环形部23的内周壁231与第一盖板15的外周壁151在叶轮10的径向上相对，二者之间的最小间隔106小于等于0.5毫米。如此设置能够减少流体通过叶轮10与泵壳20之间的间隙泄漏，有助于提高电子水泵100的流体容积效率，提高电子水泵100性能、工作的效率和可靠性。
46.优选地，环形部23的内周壁与第一盖板15的外周壁之间的最小间隙106大于等于0.2毫米小于等于0.5毫米，既能够提高电子水泵100的流体容积效率，提高电子水泵100性能，还能够更好地避免叶轮10的第一盖板15与泵壳20的环形部23之间发生干涉碰撞，减小加工难度。例如，环形部23的内周壁与第一盖板15的外周壁之间的最小间隙106为0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米或0.5毫米。
47.进一步地，如图2所示，环形部23套设第一盖板15的一部分，则第一盖板15的外周壁151的靠近电机的边缘(后缘)相对环形部23靠近电机的端面232(环形部23的自由端端面)更靠近电机，即更靠后。且环形部23的端面232与第一盖板15的外周壁151的后缘在叶轮10的轴向上的间隔107小于等于0.3毫米。
48.如图1所示，转子组件40位于机壳50中部的转子腔中，转子组件40的后端与机壳50在转轴41的轴向有一定间隙108，优选地，转子组件40的后端面与机壳50在转轴41的轴向上的最小间隙108小于等于0.7毫米，或者说，转子组件40的后端面与转子腔的后壁面在转轴41的轴向上的最小间隙小于等于0.7毫米，从而限制转子组件40沿其轴向窜动过多，进而提高电子水泵运行时电磁性能的稳定性。
49.进一步地，转子组件40的外周面与转子腔的周壁面在转轴41的径向上有一定间隙109。优选地，转子组件40的外周面与转子腔的周壁面之间的最小间隙109在转轴41的径向上的尺寸小于等于0.5毫米，从而能够更好地避免转子组件40与机壳之间发生干涉碰撞。进一步优选地，转子组件40的外周面与转子腔的周壁面之间的最小间隙109在转轴41的径向上的尺寸大于等于0.2毫米小于等于0.5毫米。例如，转子组件40的外周面与转子腔的周壁面之间的最小间隙109在转轴41的径向上的尺寸为0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米和0.5毫米。
50.如图2所示，叶轮10的口环14在伸入环形凹槽22的部分，即口环14前部，具有一个斜切部140，斜切部140的厚度在远离第一端面12的方向上逐渐减小，也就是说，斜切部140在口环14前部厚度较小，沿着转轴41的轴向方向，口环14斜切部140的厚度逐渐增大。优选地，斜切部14的在叶轮10轴向上的长度尺寸110小于等于1.8毫米。例如，斜切部14轴向长度尺寸110为1.2毫米、1.4毫米、1.6毫米或1.8毫米。
51.如图2所示，在本实施例中，斜切部140的内侧壁面为斜面，该斜面与口环14的延伸方向具有一定夹角111。优选地，斜面与口环14的延伸方向之间的夹角111角度小于等于30
°
。在另一些实施例中，斜切部140的外侧壁面可以为斜面，优选地，斜面与口环14的延伸方向之间的夹角角度小于等于30
°
。斜切部140使泵壳20从前往后安装时起到导向作用，更易于泵壳20的安装。另一方面，泵壳20和口环14配合形成的间隙截面是先增大和缩小的结构，即间隙尺寸具有较大变化。这种结构有助于增加液体流动时的阻力，降低流体泄露，有助于提高电子水泵100容积效率。例如，斜面与口环14的延伸方向之间的夹角111的角度可
以为15
°
、20
°
、25
°
或30
°
。
52.可以理解的是，本技术中所述“最小间隙”、“间隙”尺寸均大于零。
53.本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例中的电子水泵100。电子水泵100对冷却液进行加压，使冷却液可以按车辆需求匀速流出，从而保证冷却液在冷却系中循环流动。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
55.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。