本实用新型涉及汽车排气处理技术领域，具体涉及一种基于无刷电机驱动的二次空气泵。
背景技术：
自从世界上汽车排气污染控制标准实施以来，二次空气喷射系统已经被广泛地应用在汽车上。二次空气喷射系统实际上就是一种尾气排放控制实用技术，用以减少排气中的hc和co的排放量。二次空气喷射（airinjection，ai）系统的功能：在一定工况下，将一定量的新鲜空气送入排气管（促使发动机排出废气中的co和hc进一步氧化），从而降低汽车废气中有害物的排放量；起动工况下，二次空气喷射系统还可以加快三元催化转换器（尾气净化器）的升温，使发动机尽快进入空燃比闭环控制过程，从而改善发动机的工作性能。
目前，在二次空气喷射系统中，二次空气泵用来提供喷射空气流，要求二次空气泵有高的转速和响应速度，现有的有刷电机构成的二次空气泵，无法达到高转速，而且响应速度慢，且有刷电机具有较大的电刷摩擦阻力，导致能耗高，都不有利于二次空气喷射系统的构建。
我们知道，无刷电机驱动，噪声低，功率密度大，消除电刷的摩擦阻力，且转子转动惯量小，输出效率高，比采用有刷电机驱动的二次空气泵，更具优势。而且，当前的无刷电机结构，还不能适用于当前的有刷电机驱动的二次空气泵结构使用，现有的有刷电机驱动的二次空气泵结构，密封效果不佳，且体积大，零部件众多，不便于快速组装成型，生产效率低等问题，而且，组装过程中容易存在安装尺寸的偏差，合格率不高。
因此，如何构建基于无刷电机驱动的适用于汽车的二次空气泵结构，实现高的转速和快的响应速度，保证二次空气泵的输出功率和效果，是当前需要解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有采用有刷电机驱动的二次空气泵存在的缺点。本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵，结构紧凑，设计合理，能够实现承载无刷电机，实现噪声低，功率密度大，消除电刷的摩擦阻力的效果，且密封效果好，便于组装，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于无刷电机驱动的二次空气泵，包括泵壳体、前端盖和后端盖，所述前端盖、后端盖分别固定在泵壳体的上、下端部，使泵壳体形成密闭空间，
所述泵壳体从上到下依次分为叶轮室、无刷电机轴承室、控制器安装室，所述无刷电机轴承室、控制器安装室之间设置有隔离垫板，
所述前端盖上设置有进气管道，所述前端盖上设置有隆起的环形气流通道，所述环形气流通道与进气管道相连接，
所述叶轮室位于环形气流通道的正下方，所述叶轮室内安装有叶轮体，所述无刷电机轴承室内安装有无刷电机结构，所述无刷电机结构的驱动轴承向上延伸并与叶轮体相连接，所述无刷电机结构控制叶轮体旋转，
所述控制器安装室内安装控制线路板，所述控制线路板与无刷电机结构电连接。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述叶轮室的直径大于无刷电机轴承室的直径，且两者之间形成第一环形台阶部；所述控制器安装室的的直径大于无刷电机轴承室的直径，且两者之间形成第二环形台阶部。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述叶轮室上连接有出气管道，所述出气管道与叶轮室相联通，所述叶轮体包括叶轮盘体，所述叶轮盘体的中部设置有驱动轴承安装套，所述驱动轴承安装套的中部设置有第一驱动轴承安装孔，所述驱动轴承安装套的周圈通过等间隔分布的连接杆与叶轮盘体的内壁相连接，
所述叶轮盘体的外壁设置有等间隔分布的叶片体，所述叶片体为v字形状，所述叶片体形成的环状结构位于环形气流通道的正下方，所述叶片体开口的一端与叶轮盘体的外壁相连接，所述叶片体开口的另一端为叶轮体的外边沿。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述出气管道与叶片体形成的环状结构在同一平面上。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述叶片体的开口角度在110-160°之间。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述无刷电机结构包括转子单元、定子单元，所述转子单元嵌套在定子单元的内部，
所述转子单元包括转子硅钢叠片，所述转子硅钢叠片为正四棱柱形状，且转子硅钢叠片的四个边楞均为四分之一圆弧过渡，使转子硅钢叠片构成偏心结构，所述转子硅钢叠片上设置有四组等间隔分布的磁瓦安装通孔，且各磁瓦安装通孔位于对应位置处相邻的两个边楞内侧，所述磁瓦安装通孔内用于嵌置磁瓦，所述转子硅钢叠片中部设置有第二驱动轴承安装孔，
所述定子单元包括定子铁芯，所述定子铁芯的中部设置有转子单元安装孔，所述定子铁芯的周圈设置有等间隔分布的分块定子安装孔，所述分块定子安装孔用于放置分块定子。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述磁瓦安装通孔的两个端部设置便于固定磁瓦的弧形缺口条。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述前端盖与泵壳体的上端部之间设置有第一密封圈，所述后端盖与泵壳体的下端部之间设置有第二密封圈。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述第二环形台阶部的外壁设置有等间隔分布的凸台，所述凸台内设置第一固定螺栓孔，所述第一固定螺栓孔的开口延伸到控制器安装室内，所述隔离垫板通过贯穿第一固定螺栓孔的固定螺栓固定在控制器安装室、无刷电机轴承室之间。
前述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，所述控制器安装室内设置有线路板安装盘，所述线路板安装盘的周圈设置有第二固定螺栓孔，所述线路板安装盘通过第二固定螺栓孔与隔离垫板固定连接，所述线路板安装盘上还设置有用于卡放控制线路板的环形凸条，所述控制线路板固定在环形凸条内，所述线路板安装盘下方的控制器安装室为空腔结构。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵，结构紧凑，设计合理，能够实现承载无刷电机，实现噪声低，功率密度大，消除电刷的摩擦阻力的效果，且密封效果好，便于组装，具有以下优点：
（1），前端盖上设置有隆起的环形气流通道，使得更多的气体通过叶轮体进行输出，最大程度的提高无刷输出端的效率；
（2），叶轮体结构新颖，压力高、风量大、噪音低、寿命长，能够保证、风量控制稳定性高，操作容易，叶轮体边缘带有多个叶片，当叶轮旋转时，由于离心作用，两个叶片中的空气被快速地往外缘方向运动，传转输能量，风压被快速叠加，便形成了高压或高力其速度得到增加，由于多个叶片传转输能量，风压被快速叠加，便形成了高压或高吸力，保证出风效率；
（3），通前、后端盖实现泵壳体的密封，泵壳体散热性能好，泵壳体从上到下依次分为叶轮室、无刷电机轴承室、控制器安装室，所述无刷电机轴承室、控制器安装室之间设置有隔离垫板，拆装简单方便，不存在因为组装发生的安装尺寸偏差，降低了产品的故障率；
（4），隔离垫板是一面为无刷电机轴承室，另一面为控制器安装室，第二环形台阶部的外壁设置有等间隔分布的凸台，凸台内设置固定螺栓孔，隔离垫板通过贯穿固定螺栓孔的固定螺栓固定在控制器安装室、无刷电机轴承室之间，起到固定效果的同时，由于无刷电机运行带来的轴承散热问题，也可通过金属导热性能传导到凸台得到解决，螺纹孔固定使得隔离垫板在使用时不会因为电机运行产生振动时导致螺纹松懈，发生松动，利用凸台设计在达到密度要求的同时，也减少了材料用量，节约了成本，隔离垫板便于拆装，在后续维修和保养上都更加方便；
（5），转子单元的磁瓦嵌入转子总成中，内嵌式转子设计在电机高速旋转时不会产生磁瓦脱落的问题，也减少了外贴式磁铁设计需要安装磁铁套来固定磁铁的工序，转子硅钢叠片为正四棱柱形状，且转子硅钢叠片的四个边楞均为四分之一圆弧过渡，使转子硅钢叠片构成偏心结构，该偏心结构所形成的不均匀气隙有以下优点：一，有利于无刷电机的自启动；二，产生的不均匀气隙可以解决多次谐波带来的脉动和控制问题；三，偏心结构需要利用控制电路补偿机制来消除正对其位置下的电感拉动不均匀问题；
（6），定子单元采用分块式设计，分块定子单独绕线，将绕完线之后的分块定子合并压合形成。
附图说明
图1是本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵的结构示意图；
图2是本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵的侧视图；
图3是本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵的俯视图；
图4是本实用新型的前端盖的结构示意图；
图5是本实用新型的前端盖的底视图；
图6是本实用新型的后端盖的结构示意图；
图7是本实用新型的泵壳体的结构示意图；
图8是本实用新型的泵壳体的侧视图；
图9是本实用新型的叶轮体安装后的泵壳体的俯视图；
图10是本实用新型的叶轮体的结构示意图；
图11是本实用新型的泵壳体的内部结构图；
图12是本实用新型的定子单元的结构示意图；
图13是本实用新型的转子单元的结构示意图；
图14是本实用新型的线路板安装盘的结构示意图；
图15是本实用新型的线路板安装盘的底视图。
附图中标记的含义如下：
1：泵壳体；2：前端盖；201：进气管道；202：环形气流通道；3：后端盖；4：叶轮室；401：出气管道；5：无刷电机轴承室；6：控制器安装室；7：叶轮体；701：叶轮盘体；702：驱动轴承安装套；703：第一驱动轴承安装孔；704：连接杆；705：叶片体；8：无刷电机结构；801：转子单元；802：定子单元；803：转子硅钢叠片；804：磁瓦安装通孔；805：第二驱动轴承安装孔；806：转子单元安装孔；807：分块定子安装孔；808：定子铁芯；809：弧形缺口条；9：驱动轴承；10：控制线路板；11：第一环形台阶部；12：第二环形台阶部；13：凸台；14：第二固定螺栓孔；15：线路板安装盘；16：环形凸条；17：凸起条；18：隔离垫板；19：位置传感器安装柱。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1-图15所示，本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵，包括泵壳体1、前端盖2和后端盖3，所述前端盖2、后端盖3分别固定在泵壳体1的上、下端部，使泵壳体1形成密闭空间，结构紧凑，体积小，便于汽车的使用，且组装方便，
所述泵壳体1从上到下依次分为叶轮室4、无刷电机轴承室5、控制器安装室6，所述无刷电机轴承室5、控制器安装室6之间设置有隔离垫板18，模块化的分区，便于泵壳体1内部零件的装配，
所述前端盖2上设置有进气管道201，所述前端盖2上设置有隆起的环形气流通道202，所述环形气流通道202与进气管道201相连接，环形气流通道202能够导向进风的流动，使得更多的气体通过叶轮室4进行输出，最大程度的提高了电机输出端的效率，
所述叶轮室4位于环形气流通道202的正下方，所述叶轮室4内安装有叶轮体7，所述无刷电机轴承室5内安装有无刷电机结构8，所述无刷电机结构8的驱动轴承9向上延伸并与叶轮体7相连接，所述无刷电机结构8控制叶轮体7旋转，
本实用新型的无刷电机结构8，代替传统的有刷电机，具备噪声低，功率密度大，消除电刷的摩擦阻力的效果，更便于二次进气泵的设计原理，提高二次进气泵使用效果。
所述控制器安装室6内安装控制线路板10，所述控制线路板10与无刷电机结构8电连接，该控制线路板10用于控制无刷电机结构8工作。
优选的，所述叶轮室4的直径大于无刷电机轴承室5的直径，且两者之间形成第一环形台阶部11；所述控制器安装室6的的直径大于无刷电机轴承室5的直径，且两者之间形成第二环形台阶部12，结构紧凑，设计合理，适用于汽车车辆的安装。
优选的，所述叶轮室4上连接有出气管道401，所述出气管道401与叶轮室4相联通，所述叶轮体7包括叶轮盘体701，所述叶轮盘体701的中部设置有驱动轴承安装套702，所述驱动轴承安装套702的中部设置有第一驱动轴承安装孔703，所述驱动轴承安装套702的周圈通过等间隔分布的连接杆704与叶轮盘体701的内壁相连接，
所述叶轮盘体701的外壁设置有等间隔分布的叶片体705，所述叶片体705为v字形状，所述叶片体705形成的环状结构位于环形气流通道202的正下方，所述叶片体705开口的一端与叶轮盘体701的外壁相连接，所述叶片体705开口的另一端为叶轮体7的外边沿，所述出气管道401与叶片体705形成的环状结构在同一平面上，便于叶片体705产生的空气流动，第一时间从出气管道401排出。优选的，所述叶片体705的开口角度在110-160°之间，能够使相邻的两个叶片体705中的空气被快速地往外缘方向运动，传转输能量，风压被快速叠加，便形成了高压或高力其速度得到增加。
优选的，所述无刷电机结构8包括转子单元801、定子单元802，所述转子单元801嵌套在定子单元802的内部，
所述转子单元801包括转子硅钢叠片803，所述转子硅钢叠片803为正四棱柱形状，且转子硅钢叠片803的四个边楞均为四分之一圆弧过渡，使转子硅钢叠片803构成偏心结构，所述转子硅钢叠片803上设置有四组等间隔分布的磁瓦安装通孔804，且各磁瓦安装通孔804位于对应位置处相邻的两个边楞内侧，所述磁瓦安装通孔804内用于嵌置磁瓦，所述转子硅钢叠片803中部设置有第二驱动轴承安装孔805，
所述定子单元802包括定子铁芯808，所述定子铁芯808的中部设置有转子单元安装孔806，所述定子铁芯808的周圈设置有等间隔分布的分块定子安装孔807，所述分块定子安装孔807用于放置分块定子。
优选的，所述磁瓦安装通孔804的两个端部设置便于固定磁瓦的弧形缺口条809，便于磁瓦的导向安装，且弧形缺口条809可以填充树脂保证磁瓦的可靠固定。
优选的，所述前端盖2与泵壳体1的上端部之间设置有第一密封圈，所述后端盖3与泵壳体1的下端部之间设置有第二密封圈，能够提高前端盖2与泵壳体1、后端盖3与泵壳体1之间的密封程度。
优选的，所述第二环形台阶部12的外壁设置有等间隔分布的凸台13，所述凸台13内设置第一固定螺栓孔，所述第一固定螺栓孔的开口延伸到控制器安装室6内，所述隔离垫板18通过贯穿第一固定螺栓孔的固定螺栓固定在控制器安装室6、无刷电机轴承室5之间，该凸台13在固定隔离垫板18的同时，能够增加泵壳体1与外界的接触面积，提高散热效果，保证无刷电机结构8的良好可靠的运行。
优选的，所述控制器安装室6内设置有线路板安装盘15，所述线路板安装盘15的周圈设置有第二固定螺栓孔14，所述线路板安装盘15通过第二固定螺栓孔14与隔离垫板18固定连接，所述线路板安装盘15上还设置有用于卡放控制线路板10的环形凸条16，所述控制线路板10固定在环形凸条16内，能够提高控制线路板10固定安装的可靠性，所述线路板安装盘15下方的控制器安装室6为空腔结构，设置有散热空间，便于空气的流通，提高散热效果，所述线路板安装盘15上设置有多个位置传感器安装柱19，用于检测无刷电机结构8的运转情况给控制器安装室6，实现实时监控。
优选的，所述泵壳体1、前端盖2和后端盖3的周圈边缘相同位置处设置有等间隔分布的凸起条17，便于泵壳体1、前端盖2和后端盖3之间的可靠固定。
本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵的额定转速在海平面工作温度75℃的情况下达到12000r/min，在海拔4000m处最高转速达到15000r/min，能够满足汽车的国六排放要求。
综上所述，本实用新型的基于无刷电机驱动的二次空气泵，结构紧凑，设计合理，能够实现承载无刷电机，实现噪声低，功率密度大，消除电刷的摩擦阻力的效果，且密封效果好，便于组装，具有以下优点：
（1），前端盖上设置有隆起的环形气流通道，使得更多的气体通过叶轮体进行输出，最大程度的提高无刷输出端的效率；
（2），叶轮体结构新颖，压力高、风量大、噪音低、寿命长，能够保证、风量控制稳定性高，操作容易，叶轮体边缘带有多个叶片，当叶轮旋转时，由于离心作用，两个叶片中的空气被快速地往外缘方向运动，传转输能量，风压被快速叠加，便形成了高压或高力其速度得到增加，由于多个叶片传转输能量，风压被快速叠加，便形成了高压或高吸力，保证出风效率；
（3），通前、后端盖实现泵壳体的密封，泵壳体散热性能好，泵壳体从上到下依次分为叶轮室、无刷电机轴承室、控制器安装室，所述无刷电机轴承室、控制器安装室之间设置有隔离垫板，拆装简单方便，不存在因为组装发生的安装尺寸偏差，降低了产品的故障率；
（4），隔离垫板是一面为无刷电机轴承室，另一面为控制器安装室，第二环形台阶部的外壁设置有等间隔分布的凸台，凸台内设置固定螺栓孔，隔离垫板通过贯穿固定螺栓孔的固定螺栓固定在控制器安装室、无刷电机轴承室之间，起到固定效果的同时，由于无刷电机运行带来的轴承散热问题，也可通过金属导热性能传导到凸台得到解决，螺纹孔固定使得隔离垫板在使用时不会因为电机运行产生振动时导致螺纹松懈，发生松动，利用凸台设计在达到密度要求的同时，也减少了材料用量，节约了成本，隔离垫板便于拆装，在后续维修和保养上都更加方便；
（5），转子单元的磁瓦嵌入转子总成中，内嵌式转子设计在电机高速旋转时不会产生磁瓦脱落的问题，也减少了外贴式磁铁设计需要安装磁铁套来固定磁铁的工序，转子硅钢叠片为正四棱柱形状，且转子硅钢叠片的四个边楞均为四分之一圆弧过渡，使转子硅钢叠片构成偏心结构，该偏心结构所形成的不均匀气隙有以下优点：一，有利于无刷电机的自启动；二，产生的不均匀气隙可以解决多次谐波带来的脉动和控制问题；三，偏心结构需要利用控制电路补偿机制来消除正对其位置下的电感拉动不均匀问题；
（6），定子单元采用分块式设计，分块定子单独绕线，将绕完线之后的分块定子合并压合形成。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.基于无刷电机驱动的二次空气泵，包括泵壳体（1）、前端盖（2）和后端盖（3），所述前端盖（2）、后端盖（3）分别固定在泵壳体（1）的上、下端部，使泵壳体（1）形成密闭空间，其特征在于：
所述泵壳体（1）从上到下依次分为叶轮室（4）、无刷电机轴承室（5）、控制器安装室（6），所述无刷电机轴承室（5）、控制器安装室（6）之间设置有隔离垫板（18），
所述前端盖（2）上设置有进气管道（201），所述前端盖（2）上设置有隆起的环形气流通道（202），所述环形气流通道（202）与进气管道（201）相连接，
所述叶轮室（4）位于环形气流通道（202）的正下方，所述叶轮室（4）内安装有叶轮体（7），所述无刷电机轴承室（5）内安装有无刷电机结构（8），所述无刷电机结构（8）的驱动轴承（9）向上延伸并与叶轮体（7）相连接，所述无刷电机结构（8）控制叶轮体（7）旋转，
所述控制器安装室（6）内安装控制线路板（10），所述控制线路板（10）与无刷电机结构（8）电连接。
2.根据权利要求1所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述叶轮室（4）的直径大于无刷电机轴承室（5）的直径，且两者之间形成第一环形台阶部（11）；所述控制器安装室（6）的直径大于无刷电机轴承室（5）的直径，且两者之间形成第二环形台阶部（12）。
3.根据权利要求1所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述叶轮室（4）上连接有出气管道（401），所述出气管道（401）与叶轮室（4）相联通，所述叶轮体（7）包括叶轮盘体（701），所述叶轮盘体（701）的中部设置有驱动轴承安装套（702），所述驱动轴承安装套（702）的中部设置有第一驱动轴承安装孔（703），所述驱动轴承安装套（702）的周圈通过等间隔分布的连接杆（704）与叶轮盘体（701）的内壁相连接，
所述叶轮盘体（701）的外壁设置有等间隔分布的叶片体（705），所述叶片体（705）为v字形状，所述叶片体（705）形成的环状结构位于环形气流通道（202）的正下方，所述叶片体（705）开口的一端与叶轮盘体（701）的外壁相连接，所述叶片体（705）开口的另一端为叶轮体（7）的外边沿。
4.根据权利要求3所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述出气管道（401）与叶片体（705）形成的环状结构在同一平面上。
5.根据权利要求3所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述叶片体（705）的开口角度在110-160°之间。
6.根据权利要求1所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述无刷电机结构（8）包括转子单元（801）、定子单元（802），所述转子单元（801）嵌套在定子单元（802）的内部，
所述转子单元（801）包括转子硅钢叠片（803），所述转子硅钢叠片（803）为正四棱柱形状，且转子硅钢叠片（803）的四个边楞均为四分之一圆弧过渡，使转子硅钢叠片（803）构成偏心结构，所述转子硅钢叠片（803）上设置有四组等间隔分布的磁瓦安装通孔（804），且各磁瓦安装通孔（804）位于对应位置处相邻的两个边楞内侧，所述磁瓦安装通孔（804）内用于嵌置磁瓦，所述转子硅钢叠片（803）中部设置有第二驱动轴承安装孔（805），
所述定子单元（802）包括定子铁芯（808），所述定子铁芯（808）的中部设置有转子单元安装孔（806），所述定子铁芯（808）的周圈设置有等间隔分布的分块定子安装孔（807），所述分块定子安装孔（807）用于放置分块定子。
7.根据权利要求6所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述磁瓦安装通孔（804）的两个端部设置便于固定磁瓦的弧形缺口条（809）。
8.根据权利要求1所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述前端盖（2）与泵壳体（1）的上端部之间设置有第一密封圈，所述后端盖（3）与泵壳体（1）的下端部之间设置有第二密封圈。
9.根据权利要求2所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述第二环形台阶部（12）的外壁设置有等间隔分布的凸台（13），所述凸台（13）内设置第一固定螺栓孔，所述第一固定螺栓孔的开口延伸到控制器安装室（6）内，所述隔离垫板（18）通过贯穿第一固定螺栓孔的固定螺栓固定在控制器安装室（6）、无刷电机轴承室（5）之间。
10.根据权利要求1所述的基于无刷电机驱动的二次空气泵，其特征在于：所述控制器安装室（6）内设置有线路板安装盘（15），所述线路板安装盘（15）的周圈设置有第二固定螺栓孔（14），所述线路板安装盘（15）通过第二固定螺栓孔（14）与隔离垫板（18）固定连接，所述线路板安装盘（15）上还设置有用于卡放控制线路板（10）的环形凸条（16），所述控制线路板（10）固定在环形凸条（16）内，所述线路板安装盘（15）下方的控制器安装室（6）为空腔结构。
技术总结