[发明专利]一种用于发动机的磁流体电动水泵及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于发动机冷却系统领域，特别涉及一种用于发动机的磁流体电动水泵及其控制方法。

背景技术

现代广泛使用于汽车、拖拉机、船舶、发电机组、工程机械等机械工程所用的全部内燃发动机中，冷却系统中的水泵，都是采用机械式驱动、传动比固定的结构。不管你负荷如何变化、水温是高还是低、排放是好还是坏、需不需要水泵泵水、泵多少水……等等，水泵的工作都是按一种固定的传动比泵水。这种设计，显然不能适应发动机变化多端的工作过程的要求，很多时候造成过分的冷却，给发动机造成危害，而且很多时间是大量的浪费能量。只有比较少的时间，是正好满足发动机的工作要求的。

众所周知，发动机的水温相当于人的体温。人的体温正常了，人的身体就健康了。人的体温一变化，人身体的问题就来了。因此，保证和维持人的体温就是一件很重要的事情。

同样的，维持和保证发动机的水温也很重要。设计师们采用了很多措施，如采用节温器、水箱、风扇、护风罩等等，都是为了维持和保证发动机工作时的水温。

现在，风扇已经用于电脑、ECU和自动控制系统，确保风扇在工作过程中，使发动机水温始终维持和保证在最理想的状态下工作。

但是，传统的水泵却不能满足这样的要求，它是一套固定的连接方式和固定的传动比。不管你水温高还是水温低，它都是以同样的传动比、同样的转速工作。这样的工作方式当然完全不能适应发动机工作的要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，本发明提供了一种有效提高了控制精度，能根据发动机的温度情况，一直工作在最佳速度的用于发动机的磁流体电动水泵。

技术方案：本发明提供了一种用于发动机的磁流体电动水泵，包括轴总成、主动盘、叶轮和皮带轮，所述主动盘和叶轮分别设置在所述轴总成的两端，所述皮带轮安装在轴总成上，还包括端盖、线圈组件、隔套、连接盘，所述端盖、线圈组件、隔套和连接盘围成了密封空间，所述主动盘位于密封空间内，在所述密封空间内注有磁流体；所述皮带轮与所述连接盘相连，在所述端盖内还设有转速测定装置，端盖的顶部设有电接触原件，发动机电子控制单元通过电接触元件分别与所述线圈组件和所述转速测定装置连接。

进一步，所述转速测定装置包括固定的霍尔开关和随端盖一起转动的多极磁环，所述多极磁环包括若干个N极、S极交替排列的永磁体，随端盖的转动使霍尔开关周期性导通或截止。采用这种结构的定速装置，可以更加精准的采集到叶轮的转速。

进一步，电接触元件包括电流滑环或电刷或导电环。

进一步，所述电接触原件的输入端共有五根线，其中两根与线圈组件连接，为线圈提供PWM信号；另三根线与转速测定装置中的霍尔开关连接，其中二根用于给霍尔开关供电，另一根反馈霍尔转速信号。这样有效实现了对水泵的闭环控制，即为PID控制。

进一步，所述线圈组件沿垂直端盖和连接盘的方向设有限位条，与所述端盖和连接盘上的凹槽相配合。这样的结构更加稳定，牢固。

进一步，所述主动盘分别和端盖、连接盘之间的间隙在0.5mm-0.8mm之间。这样的间隙对磁流体所产生力矩有关键作用，此间隙能够保证部件处于最佳状态。

本发明还提供了一种基于上述用于发动机的磁流体电动水泵的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：发动机电子控制单元采集发动机水温信号和水泵转速信号；

步骤2：发动机电子控制单元对步骤1中采集到的信号进行判断，根据判断结果给磁流体电动水泵的线圈组件中的电磁线圈输入不同的PWM控制信号；当检测到的发动机水温低于83℃时，输入0%占空比的PWM信号；当检测到的发动机水温在83℃-93℃之间时，输入0-100%占空比的PWM信号，在0-100%之间不断调整PWM信号的占空比，使发动机的温度控制在87℃；当检测到的发动机水温高于93℃时，输入100%占空比的PWM信号。

工作原理：本发明主要采用电磁线圈和磁流体之间的配合，通过发动机电子控制单元控制电磁线圈的电流大小，从而改变磁流体的浓度，因为磁流体的浓度的改变，所以主动盘与端盖之间的扭矩发生变化，从而改变叶轮的转速。本发明能够完全按照发动机的要求，自动控制水泵的运转状态。从而确保发动机始终处于最佳的温度工作状态之中。