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汽車直流無刷水泵工作結構  

汽車直流無刷水泵工作結構  

  水泵的分類 
  根據(jù)驅動方式的不同,水泵一般分為機械水泵和電動水泵;電動水泵條又分為有刷電動水泵和無刷電動水泵;目前大多數(shù)發(fā)動機采用機械水泵,在一些新開發(fā)的技術含量較高的發(fā)動機上已經使用了電動水泵——有刷電動水泵,例如寶馬6系(E63)搭載的發(fā)動機。
  (1)機械水泵 機械水泵由發(fā)動機曲軸通過傳動膠帶驅動,它的轉速和發(fā)動機的轉速成正比。機械水泵的工作方式有優(yōu)點也有缺點。當發(fā)動機在高速大負荷工況下工作時,發(fā)動機產生的熱量多,水泵的高轉速使冷卻液的循環(huán)流量增大,這樣正好能夠提高發(fā)動機的冷卻能力;當發(fā)動機在低速大負荷工況下工作時,例如牽引其他車輛或開空調,此時發(fā)動機的轉速低導致水泵的轉速也低,這樣就降低了發(fā)動機的冷卻能力。
  (2)電動水泵;電動水泵又無刷電動水泵和有刷電動水泵之分;電動水泵由發(fā)動機控制單元通過電流控制,它不受當時發(fā)動機轉速的影響,可以根據(jù)發(fā)動機的實際冷卻需要靈活工作。由于電動水泵消耗的發(fā)動機功率非常少,因此采用電動水泵后,發(fā)動機的燃油消耗量可以有所降低;特別是新一代的直流無刷電動水泵出現(xiàn)為汽車及新能源汽車的發(fā)展和性能的提高注入新的元素
    水泵的結構
1. 無刷直流汽車水泵的結構
    汽車上使用的水泵比一般水泵在結構和性能要求比較高;汽車水泵的工作環(huán)境比較差,要做到能防振,防潮,耐熱,特別對于新能源電動汽車水泵的穩(wěn)定性,可靠性都有更高的要求外,還要考濾水泵的環(huán)保節(jié)能;
   無直流刷水泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機的磁轉子,轉子中間有直接注塑成型的軸套,軸套是高耐磨性能石墨固定在轉子體中,電機的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中,定子與轉子之間是一個空腔,水泵泵體腔與電機轉子腔連通,電機轉子腔與電機定子及電機控制完全隔離,轉軸是用高光潔度,又有高強度的氧化鋯精加工而成,軸將電機與泵體連成一體,采用無腔真空灌流式一體化工藝流程生產制作, 所以無需配以傳統(tǒng)的機械軸封,不需要軸潤滑油,因而是完全密封而又可防漏。
    電機的扭力是通過矽鋼片(定子)上的線圈通電后產生磁場帶動永磁磁鐵(轉子)工作運轉。對磁體進行n (n為偶數(shù)) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當定子線圈產生的磁極與磁鐵的磁極處于異極相對,即兩個磁極間的位移角Φ=0,此時磁系統(tǒng)的磁能最低;當磁極轉動到同極相對,即兩個磁極間的位移角Φ=2π/n,此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后,由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥,磁力將使磁體恢復到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產生運動,帶動磁轉子旋轉;直流無刷水泵葉輪的驅動力是直流無刷電機。
     直流無刷水泵通過電子換向,無需使用碳刷,磁體轉子和定子矽鋼片都有多級磁場,當磁體轉子相對定子旋轉一個角度后會自動改變磁極方向,使轉子始終保持同級排斥,從而使無刷直流磁力隔離泵有較高的轉速和效率,
     直流無刷汽車水泵的定子與轉子完全隔離,完全避免了傳統(tǒng)的電機式直流無刷水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水,有效的提高了泵的使用壽命及性能,所以直流無刷水泵不需要水泵軸承,也不用用潤滑脂潤滑,也沒有密封墊和油封,減小了機械磨損,降低了功耗,提高了工作壽命。
2.有刷直流汽車水泵
   有刷直流汽車水泵,支撐水泵軸的軸承用潤滑脂潤滑,因此要防止冷卻液泄漏到潤滑脂造成潤滑脂乳化,同時還要防止冷卻液的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封墊。水封動密封環(huán)與軸通過過盈配合裝在葉輪與軸承之間,水封靜密封座緊緊的靠在水泵的殼體上,從而達到密封冷卻液的目的。 
     有刷直流離心水泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機的轉子,轉子中間有直接注塑成型的軸套,通過高性能陶瓷軸固定在殼體中,電機的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中,定子與轉子之間有一層薄壁隔離,無需配以傳統(tǒng)的機械軸封,因而是完全密封。電機的扭力是通過矽鋼片(定子)上的線圈通電后產生磁場帶動永磁磁鐵(轉子)工作運轉。其電磁工作原理與無刷水泵電機是一樣的。總而言之:無刷水泵電電子換相;有刷水泵電機是機械換相;有刷水泵葉輪的驅動力是有刷電機。
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