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总结下汽车冷却水泵的结构型式

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总结下汽车冷却水泵的结构型式

发布日期:2018-10-30 作者:www.lk-hongsheng.com 点击:

总结下汽车冷却水泵的结构型式

随着冷却系统对发动机性能的影响日益显著,汽车冷却系统关键零部件的热负荷及其可靠性研究已成为国内外研究的热点。汽车冷却水泵是汽车发动机闭式循环冷却系统中输送冷却水的主要部件,其性能好坏,不仅影响汽车的动力性、经济性,而且影响整机的寿命长短。

国内外学者针对汽车冷却水泵特殊的工作环境,在可靠性和汽蚀破坏等制约汽车冷却水泵发展的关键因素方面展开了深入的研究,取得了大量相关研究成果。

汽车冷却水泵是汽车发动机冷却系统的心脏,其作用是提高循环系统中冷却液的工作压力,维持发动机相关部件间的冷却液循环,防止发动机的运行温度过高. 根据配套要求和工作条件的不同,汽车冷却水泵结构型式有离心泵、旋涡泵以及旋转容积泵等,由于受空间尺寸的限制,通常采用由入水室、叶轮和出水室组成的单级离心泵,该结构具有外形尺寸小、重量轻、供水量大、结构简单等特点,是应用最为广泛的一种结构型式。典型离心式冷却循环水泵主要由泵体、叶轮、轴承、水封和带轮等组成。

汽车冷却水泵的周围有多个零部件,其结构设计必须服从发动机的整体布置要求,以致水泵进出水的流道走向、蜗室的形状与断面、水泵进出口布局、叶轮进口结构及基本尺寸确定等往往难以满足正常的水力设计要求,从而直接影响了包括效率在内的运行性能的提高。汽车冷却水泵的入水室结构分为直筒型或者螺旋形,出水室结构为螺旋形且与发动机铸造为一体。叶轮的结构几何参数对水泵运行性能具有决定性的影响,汽车冷却水泵一般采用无前盖板的半开式叶轮结构。

性能曲线用于表达泵在不同工况下对水流能量的转换特性,是泵内部流动规律的外在表现。与普通离心泵一样,汽车冷却水泵的定速特性曲线为一定转速下流量与扬程、流量与效率以及流量与功率的关系曲线。它可以直观描述汽车冷却水泵在恒定转速下的运行性能。但由于汽车冷却水泵工作时转速是不断变化的,为此还必须给出水泵的变速特性曲线。汽车冷却水泵的变速特性曲线主要测绘出不同转速所对应的流量、扬程和功率曲线,体现了不同转速下的能量转换特性。为了更直观反映汽车冷却水泵的综合性能,有时需把2种性能曲线绘制在同一幅图上表示其各性能参数。

由于汽车冷却水泵具有工作水温高( 75~85℃) 、转速变化范围大( 2000~5000r/min) 、结构尺寸受总体限制等特殊性,其与普通水泵相比,水泵进出水流道的复杂设计使得进出口液流流向及断面形状急剧变化,增大了水力损失,降低了效率。同时,在高温、高转速和大流量工况下汽车冷却水泵更容易发生汽蚀现象,同时半开式叶轮顶部间隙的串流引起主流的挤缩和叶轮流道中流速的增大,使叶轮汽蚀特性更加恶化,严重影响冷却系统的正常工作,大大缩短冷却水泵的使用寿命。特殊的工作环境及匹配状况决定了汽车冷却水泵的设计有异于普通离心泵。

综上所述,典型汽车冷却水泵是单级离心泵在汽车上的一种特殊运用,其型式简单,结构复杂。由于汽车冷却水泵的空间尺寸受到严重限制,以及运行环境的恶劣,导致其效率低下并产生严重的汽蚀破坏。因此,深入研究效率与汽车冷却水泵结构参数之间的影响关系,探讨制约汽车冷却水泵发展的关键因素至关重要。

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