專利名稱：電動真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動真空泵。
背景技術(shù)：
隨著石油資源日趨減少，排放法規(guī)日益嚴(yán)格，節(jié)能減排已成為汽車設(shè)計考慮的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)機(jī)械式真空泵功率消耗很大，且在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)過程中持續(xù)工作，能耗過大，已經(jīng)不滿足目前車輛能耗需求。同時，混合動力及純電動車輛的發(fā)展，需要一種不依賴于發(fā)動機(jī)動力，且能適時提供制動所需真空的裝置。現(xiàn)有的電動真空泵存在以下問題1，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、能耗高、制造成本高；2，為偏心式泵體設(shè)計，運轉(zhuǎn)過程中沖擊負(fù)荷大、噪音大，使用壽命低；3通常為濕式真空泵，增加了體積的同時密封性要求更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、體積·小、負(fù)荷小、能耗低、適于混合動力及純電動車輛使用的電動真空泵。技術(shù)方案包括電機(jī)及泵體，所述泵體包括沿中心線依次套裝在電機(jī)輸出軸上的端蓋、底板、接頭及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子剖面為圓形，其外套有定子，所述定子內(nèi)壁剖面為橢圓形或近橢圓形，沿所述轉(zhuǎn)子的圓周面上均勻開有多個葉片槽，葉片的一端插入葉片槽中，另一端與定子內(nèi)壁接觸，蓋板封閉覆蓋在定子上表面，所述外殼套裝在端蓋上；所述定子、轉(zhuǎn)子、底板及蓋板之間形成的空腔被多個葉片分隔成多個不同體積的泵室，所述端蓋上設(shè)進(jìn)氣口及排氣口，進(jìn)氣口與端蓋內(nèi)的氣體緩沖室連通，所述氣體緩沖室經(jīng)底板上的進(jìn)氣開槽與空腔連通，所述空腔經(jīng)蓋板上的排氣開槽與端蓋和外殼之間形成的封密區(qū)連通、所述封密區(qū)與端蓋上的排氣口連通；所述底板上進(jìn)氣開槽的位置接近泵室處于最大體積處的區(qū)域；所述蓋板上排氣開槽的位置接近泵室處于最小體積處的區(qū)域。所述底板上的進(jìn)氣開槽和蓋板上的排氣開槽均有兩個。所述葉片槽的軸線與轉(zhuǎn)子的圓周面的切線之間的角度為60° 90°。。。。。所述轉(zhuǎn)子半徑與定子內(nèi)壁的最小半徑差為O. 1-0. 3mm。所述電機(jī)為有刷或無刷電機(jī)。所述有刷電機(jī)包括電機(jī)本體和驅(qū)動板。所述轉(zhuǎn)子及葉片采用石墨材料。所述轉(zhuǎn)子及葉片采用石墨材料并浸潰樹脂后制得。本發(fā)明中，發(fā)明人對泵體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，改變了過去的偏心式泵體設(shè)計，端蓋、底板、接頭及轉(zhuǎn)子均沿其中心線套裝在電機(jī)的輸出軸上，這樣使電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動時，能帶動接頭使轉(zhuǎn)子沿其圓心轉(zhuǎn)動，這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉片的另一端會由于離心力的存在始終保持與定子內(nèi)壁的接觸狀態(tài)，這樣，多個葉片就將定子、轉(zhuǎn)子、底板及蓋板之間形成的空腔分隔成多個泵室。由于發(fā)明人對定子內(nèi)壁的剖面形狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計，將其設(shè)計為橢圓形或近似橢圓形，而轉(zhuǎn)子的剖面為圓形，優(yōu)選所述轉(zhuǎn)子半徑與定子內(nèi)壁的最小半徑差為O. 1-0. 3mm,這樣相鄰兩個葉片之間的泵室會在葉片轉(zhuǎn)動時，由于對應(yīng)不同位置的定子壁面而發(fā)生體積變化，當(dāng)任一相鄰兩個葉片轉(zhuǎn)至定子的最短半徑區(qū)域時，此時該兩個葉片間的泵室的體積最小，當(dāng)轉(zhuǎn)至定子的最長半徑區(qū)域時，此時該兩個葉片間的泵室的體積最大。由于定子內(nèi)壁為橢圓形或近似橢圓形，葉片有多個，每個泵室旋轉(zhuǎn)一圈會經(jīng)歷兩次小體積向大體積的變化的過程，即產(chǎn)生兩次吸氣、排氣的過程，因此考慮在底板設(shè)兩個進(jìn)氣開槽，在蓋板上設(shè)兩個排氣開槽，以滿足進(jìn)、排氣的要求，同時最好設(shè)計進(jìn)氣開槽在底板上的位置，使其接近理論上泵室處于最大體積的位置處，而排氣開槽在蓋板上的位置最好接近理論上泵室處于最小體積的位置處。外殼罩于端蓋上可起到保護(hù)泵體內(nèi)各部件的作用，同時外殼與端蓋間形成的封密區(qū)又能起到連通泵室及排氣口的作用。由于葉片及轉(zhuǎn)子處于高度運轉(zhuǎn)狀態(tài)，離心作用會使葉片的一端受定子內(nèi)壁的限位在轉(zhuǎn)子上的葉片槽中伸縮，另一端會與定子內(nèi)壁磨擦，長時間使用對葉片及轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度、抗折性能、耐磨性能要求極高，這里轉(zhuǎn)子及葉片優(yōu)選采用石墨材料，進(jìn)一步的，將石墨材料的轉(zhuǎn)子和葉片浸潰樹脂后制得。石墨材料具有耐高溫及自潤滑性能，在此基礎(chǔ)上浸潰樹脂后，在滿足零部件強(qiáng)度要求的同時，保證了潤滑及耐磨性能延長泵體的使用壽命。 所述電機(jī)可以采用有刷或無刷電機(jī)，優(yōu)選采用無刷電機(jī)，其具有效率高、能耗低、易于調(diào)節(jié)的優(yōu)點，進(jìn)一步的，所述無刷電機(jī)上的驅(qū)動板可以采用帶位置傳感器的驅(qū)動板或者是帶計數(shù)器的驅(qū)動板，優(yōu)選使用帶計數(shù)器的驅(qū)動板，可以進(jìn)一步減小體積。為保證密封性能，泵體各部件間的連接可根據(jù)需要加裝密封件，如在底板和端蓋間加裝密封圈等；并且電動真空泵應(yīng)于車輛，還應(yīng)考慮減振效果，必要時也可根據(jù)需要加裝減震部件，如在電機(jī)輸出軸上加裝減震墊及減震墊襯芯，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要合理設(shè)計。有益效果I.本發(fā)明泵體在電機(jī)輸出軸的帶動下可實現(xiàn)由進(jìn)氣口吸口、排氣口排氣功能，采用平衡式泵體設(shè)計，大大減輕了運轉(zhuǎn)過程中的沖擊負(fù)荷和噪音，延長了使用壽命(壽命相比同類型偏心式真空泵，可提高壽命30%以上)。2.本發(fā)明電動真空泵為干式真空泵，體積更小、密封性要求較濕式真空泵低，降低了制造成本，安裝及維護(hù)更為簡便(壽命相比同類型濕式真空泵，可減小壽命20%以上，質(zhì)量可降低30%左右)。3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、能耗低、使用壽命長，可靠性高。


圖I為本發(fā)明主視圖。圖2為本發(fā)明電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)爆開圖；圖4為轉(zhuǎn)子、葉片及定子的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。(作了修改，請確認(rèn))圖5為進(jìn)氣開槽和排氣開槽的安裝位置示意圖。圖6為端蓋的俯視圖。圖7為電動真空泵工作時的氣體流向圖，其中，箭頭指示出氣體流向。
其中，I-電機(jī)本體、I. I-電機(jī)輸出軸、2-密封圈、3-底板、4-接頭、5-定子、6-轉(zhuǎn)子、6. I-葉片槽、7-葉片、8-蓋板、9-殼體、10-泵室、11-排氣開槽、12-端蓋、13-驅(qū)動板、14-空腔、15-進(jìn)氣口、16-排氣口、17-氣體緩沖室、18-進(jìn)氣開槽、19-封密區(qū)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明參照圖I-圖3，本實施例中電機(jī)采用無刷電機(jī)，包括電機(jī)本體I套裝在電機(jī)輸出軸I. I上的驅(qū)動板13 (帶計數(shù)器，無位置傳感器)，所述電機(jī)輸出軸I. I上沿中心線依次套裝有端蓋12、底板3、接頭4以及轉(zhuǎn)子6，所述端蓋12和底板3之間設(shè)有密封圈2以兩證兩者間的密封，參見圖4，所述轉(zhuǎn)子6外套有定子5，轉(zhuǎn)子6上均勻開有多個供葉片7插入的葉片槽6. I (本實施例中共8個),所述葉片7的一端插入葉片槽6. I中，另一端與定子5的內(nèi)壁接觸，所述葉片槽的軸線與轉(zhuǎn)子的圓周面的切線之間的角度a為60° 90°，因為在此角度下，運轉(zhuǎn)過程中葉片7由于離心力而對定子5內(nèi)壁產(chǎn)生的正壓力適中，能夠在保證葉片7與內(nèi)壁較小摩擦阻力的同時，獲得較好密封性能，所述定子5的內(nèi)壁剖面(徑向面)為橢 圓形或近橢圓形，轉(zhuǎn)子6的剖面(徑向面)為圓形，所述轉(zhuǎn)子半徑與定子內(nèi)壁的最小半徑差為O. 1-0. 3mm,使轉(zhuǎn)子6在定子5內(nèi)壁的最小半徑處形成間隙配合,所述定子5的上表面覆蓋有上蓋板8，底板3、轉(zhuǎn)子6、定子5以及上蓋板8共同形成一個環(huán)形密封的空腔14，該空腔14被8個葉片7對應(yīng)分隔成8個泵室10，外殼9密封罩在端蓋12上，在端蓋12和外殼9之間形成一個密封區(qū)19，該密封區(qū)19與排氣口 16連通。參照圖6，所述端蓋12上設(shè)有進(jìn)氣口 15和排氣口 16，端蓋12內(nèi)開有氣體緩沖室17，所述進(jìn)氣口 15與氣體緩沖室17連通。參照圖5，圖5為定子5、轉(zhuǎn)子6、葉片7、及底板3的局部組裝俯視圖(未畫出蓋板8)，在圖中標(biāo)出了底板3上對稱的兩個進(jìn)氣開槽18位置，還用虛線標(biāo)出了對應(yīng)蓋板8上對稱的兩個排氣開槽11在空腔14中的投影位置，所述底板3上進(jìn)氣開槽18的位置接近泵室10處于最大體積處的Al或A2區(qū)域；所述蓋板8上排氣開槽11的位置接近泵室10處于最小體積處的BI或B2區(qū)域。進(jìn)氣開槽18和排氣開槽11的設(shè)計位置可以考慮遵循以下原理，S卩當(dāng)轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動時，形成任一泵室10的相鄰兩個葉片7中的第二個葉片轉(zhuǎn)至進(jìn)氣開槽18末端位置時，該泵室10正好位于Al或A2區(qū)域，其體積達(dá)到最大值；轉(zhuǎn)子6繼續(xù)轉(zhuǎn)動，上述相鄰兩個葉片7中的第二個葉片轉(zhuǎn)至排氣開槽11末端位置時，該泵室10正好位于BI或B2區(qū)域，其體積達(dá)到最小值。由于定子5的內(nèi)壁剖面為橢圓形或近似橢圓形，因此兩個相鄰葉片7形成的泵室10旋轉(zhuǎn)一周會分別出現(xiàn)兩次最大的體積(Al和A2區(qū)域)和最小體積(BI和B2區(qū)域)，因此應(yīng)該在底板3上設(shè)計兩個進(jìn)氣開槽18，在蓋板8上對應(yīng)設(shè)計兩個排氣開槽11，這樣就可形成進(jìn)氣口 15、氣體緩沖室17、進(jìn)氣開槽18、空腔14、排氣開槽11、密封區(qū)域19、排氣口 16依次連通狀態(tài)，氣體可沿上述通道由進(jìn)氣口 15向排氣口 16單向流通，實現(xiàn)真空泵的功能。所述葉片7及轉(zhuǎn)子6采用石墨材料，并于成形后浸潰樹脂后制得。本發(fā)明電動真空泵采用平衡式泵體設(shè)計，更適用于各種混合動力車或純電動車。工作原理無刷電機(jī)啟動正常工作后，電機(jī)輸出軸I. I轉(zhuǎn)動，依次帶動接頭4和轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動。由于離心作用，八個葉片7的另一端均能保持與定子5內(nèi)壁的貼合狀態(tài)，當(dāng)任一葉片7旋轉(zhuǎn)至定子5的較長半徑處時，則葉片7沿葉片槽6. I部分伸出以保持葉片7的的另一端與內(nèi)定子5內(nèi)壁的接觸狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)至定子5的較短半徑處時，則受定子5內(nèi)壁的限位作用，葉片7沿葉片槽6. I部分回縮，葉片槽6. I的深度應(yīng)該保證葉片7在最大伸出狀態(tài)下不會脫出，在最小回縮狀態(tài)下也不會與壁面發(fā)生卡滯，影響轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)動。當(dāng)8個葉片7開始旋轉(zhuǎn)，任一相鄰的兩個葉片7形成的泵室10由空腔14內(nèi)的BI區(qū)域向Al區(qū)域旋轉(zhuǎn)時，受轉(zhuǎn)旋的離心力及定子5內(nèi)壁限位的共同作用，葉片7逐漸伸出，泵室10的體積逐漸增大，該泵室10內(nèi)形成負(fù)壓(此時該泵室10正好對應(yīng)底板3上的進(jìn)氣開槽18)，氣體由進(jìn)氣口 15進(jìn)入氣體緩沖室17，再經(jīng)排氣開槽18被吸入泵室10中，直至泵室10轉(zhuǎn)至Al區(qū)域時體積為最大(此時，形成泵室10的第二個葉片已轉(zhuǎn)至進(jìn)氣開槽18末端位置時)，完成一次吸氣動作；轉(zhuǎn)子6在電機(jī)輸出軸I. I的帶動下繼續(xù)轉(zhuǎn)動，該泵室10由空腔14內(nèi)的Al區(qū)域向B2區(qū)域旋轉(zhuǎn)，葉片7受定子5內(nèi)壁限位逐漸回縮，泵室10的體積逐漸減小，該泵室10內(nèi)形成正壓，泵室10內(nèi)的氣體經(jīng)蓋板8上的排氣開槽11排入密封區(qū)19，再經(jīng)排氣口 16排出，直至泵室10轉(zhuǎn)至B2區(qū)域時體積為最小(此時，形成泵室10的第二個葉片已轉(zhuǎn)至排氣開槽11末端位置時)，完成一次排氣動作；同上，轉(zhuǎn)子6繼續(xù)轉(zhuǎn)動，泵室10由B2區(qū)域向A2區(qū)域轉(zhuǎn)動，體積逐漸增大，再次產(chǎn)生吸氣動作。
本實施例中，轉(zhuǎn)子6每旋轉(zhuǎn)一周，單個泵室10吸氣、排氣各兩次，由于有8個葉片，即可構(gòu)成8個泵室10，無刷電機(jī)帶動轉(zhuǎn)子6運轉(zhuǎn)一周，8個泵室10合計完成16次抽排氣過程。
權(quán)利要求
1.一種電動真空泵，包括電機(jī)及泵體，其特征在于，所述泵體包括沿中心線依次套裝在電機(jī)輸出軸上的端蓋、底板、接頭及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子剖面為圓形，其外套有定子，所述定子內(nèi)壁剖面為橢圓形或近橢圓形，沿所述轉(zhuǎn)子的圓周面上均勻開有多個葉片槽，葉片的一端插入葉片槽中，另一端與定子內(nèi)壁接觸，蓋板封閉覆蓋在定子上表面，所述外殼套裝在端蓋上；所述定子、轉(zhuǎn)子、底板及蓋板之間形成的空腔被多個葉片分隔成多個不同體積的泵室，所述端蓋上設(shè)進(jìn)氣口及排氣口，進(jìn)氣口與端蓋內(nèi)的氣體緩沖室連通，所述氣體緩沖室經(jīng)底板上的進(jìn)氣開槽與空腔連通，所述空腔經(jīng)蓋板上的排氣開槽與端蓋和外殼之間形成的封密區(qū)連通、所述封密區(qū)與端蓋上的排氣口連通。
2.如權(quán)利要求I所述的電動真空泵，其特征在于，所述底板上進(jìn)氣開槽的位置接近泵室處于最大體積處的區(qū)域；所述蓋板上排氣開槽的位置接近泵室處于最小體積處的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的電動真空泵，其特征在于，所述底板上的進(jìn)氣開槽和蓋板上的排氣開槽均有兩個。
4.如權(quán)利要求I所述的電動真空泵，其特征在于，所述葉片槽的軸線與轉(zhuǎn)子的圓周面的切線之間的角度為60° 90°。
5.如權(quán)利要求I所述的電動真空泵，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子半徑與定子內(nèi)壁的最小半徑差為 O. I-O. 3mmο
6.如權(quán)利要求I所述的電動真空泵，其特征在于，所述電機(jī)為有刷或無刷電機(jī)。
7.如權(quán)利要求6所述的電動真空泵，其特征在于，所述有刷電機(jī)包括電機(jī)本體和驅(qū)動板。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的電動真空泵，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子及葉片采用石墨材料。
9.如權(quán)利要求8所述的電動真空泵，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子及葉片采用石墨材料并浸潰樹脂后制得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動真空泵，解決了現(xiàn)有混合動力或純電動車上真空泵存在的體積龐大、能耗高、使用壽命低的問題。技術(shù)方案包括電機(jī)及泵體，所述泵體包括沿中心線依次套裝在電機(jī)輸出軸上的端蓋、底板、接頭及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子剖面為圓形，其外套有定子，所述定子內(nèi)壁剖面為橢圓形或近橢圓形；所述定子、轉(zhuǎn)子、底板及蓋板之間形成的空腔被多個葉片分隔成多個不同體積的泵室，所述端蓋上設(shè)進(jìn)氣口及排氣口，進(jìn)氣口與端蓋內(nèi)的氣體緩沖室連通，所述氣體緩沖室經(jīng)底板上的進(jìn)氣開槽與空腔連通，所述空腔經(jīng)蓋板上的排氣開槽與端蓋和外殼之間形成的封密區(qū)連通、所述封密區(qū)與端蓋上的排氣口連通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、能耗低、制造成本低，使用壽命長。
文檔編號F04C25/02GK102878080SQ20121042735
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者張紅生, 蔡文新, 方利志 申請人:東風(fēng)汽車公司