摘 要：冷卻系統(tǒng)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的密閉式循環(huán)冷系統(tǒng)中的一個(gè)重要系統(tǒng)，對(duì)于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很重要的影響，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵成為了國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)研究的重點(diǎn)。本文就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵現(xiàn)在的研究進(jìn)展做出了一些分析。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵；研究進(jìn)展

隨著冷卻水泵系統(tǒng)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響越來(lái)越大，使得汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵系統(tǒng)的熱負(fù)荷與可靠性研究成為了國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車研究的重點(diǎn)，而冷卻水泵系統(tǒng)作為整個(gè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的主要部件，對(duì)于汽車的經(jīng)濟(jì)性欲動(dòng)力性都有著很大的影響，并且直接影響到了整個(gè)汽車性能的好壞。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的結(jié)構(gòu)型式與能量特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵是整個(gè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的核心部分，并能夠有效的提升汽車的循環(huán)系統(tǒng)中冷卻液的工作壓力，并有效的維持住整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中相關(guān)部件的冷卻液循環(huán)，從而很好的防止了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行溫度過(guò)高的現(xiàn)象。

一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵會(huì)根據(jù)其配套要求以及工作條件的不同而分為離心泵、旋渦泵與旋轉(zhuǎn)容積泵這三種。而因?yàn)榭臻g尺寸等因素的影響，通常會(huì)采用體性較小而且具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和供水量大的單級(jí)離心泵。

而離心泵主要是由泵體、葉輪、水封、軸、軸承等部分組成，其具體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

在發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵周圍一般有著許多零部件，這些零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也必須充分的遵守整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體要求布置，來(lái)保證整個(gè)水泵的工作性能能夠充分的滿足正常情況下的水力設(shè)計(jì)要求，并直接影響著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用效率等運(yùn)用性能的提高。

發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻泵結(jié)構(gòu)中的入水室結(jié)構(gòu)一般分為直筒型或者是螺旋形，而一般的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵構(gòu)造中會(huì)將入水室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成螺旋形，并且與整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造為一體，這也使得葉輪的結(jié)構(gòu)集合參數(shù)對(duì)整個(gè)水泵的運(yùn)動(dòng)性能有著決定性的影響。

性能曲線主要是用來(lái)進(jìn)行泵在不同工作情況下對(duì)水流的能量的轉(zhuǎn)換特性，是整個(gè)冷卻水泵的內(nèi)部流動(dòng)的外在表現(xiàn)。與一般的離心泵一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)水泵定性特性曲線是由在一定轉(zhuǎn)速下的流量與效率、揚(yáng)程、流量與功率之間的關(guān)心曲線，如圖2a所示，而特性曲線圖能夠很好的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵在恒定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)行性能進(jìn)行較為直觀的描述，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵在工作過(guò)程中其轉(zhuǎn)速時(shí)不斷的變化的，這就導(dǎo)致我們必須繪出冷卻水泵的變速特性曲線，如圖2b所示。該曲線能夠很好的進(jìn)行不同轉(zhuǎn)速下相對(duì)應(yīng)的流程、功率與揚(yáng)程的變化，從而直觀的體現(xiàn)出在不同轉(zhuǎn)速的情況下冷卻水泵的能量轉(zhuǎn)變特性以及綜合性能。

但是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的溫度一般較高，并因?yàn)槠涑叽绲纫蛩氐闹萍s，使得其相較于普通的水泵有著更加復(fù)雜的設(shè)計(jì)，并且其斷面形狀也會(huì)急劇發(fā)生變化，并使得水利損失增大，并且降低了整個(gè)水泵的運(yùn)作效率。而在高溫、高轉(zhuǎn)速等工作情況下發(fā)動(dòng)機(jī)水泵還會(huì)出現(xiàn)汽蝕等現(xiàn)象，這就嚴(yán)重的影響了整個(gè)冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這也就使得整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的設(shè)計(jì)與普通的離心泵有著很大的差別。

二、制約發(fā)展的因素

（一）可靠性

發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵是整個(gè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，其工作的狀況往往伴隨著高溫、空間有限等惡劣環(huán)境，而為了有效的避免大修期間的拆裝與維修工作，這就使得水泵的使用壽命應(yīng)當(dāng)大于整個(gè)汽車的大修期。這就對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻泵中的各個(gè)組件有著極高的可靠性要求，但裝備結(jié)構(gòu)高度緊湊等問(wèn)題使得發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵通常情況下只能夠采用軸連軸承的組合，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)水泵會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度不夠而造成斷裂現(xiàn)象。而惡劣的工作環(huán)境也會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)中的軸封的密封性能失效，從而造成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行故障。

（二）汽蝕破壞

發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水泵較之傳統(tǒng)的水泵，更加容易受到溫度、工作狀況以及轉(zhuǎn)速的影響，這也就導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)的冷去水泵更容桂發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。在發(fā)生汽蝕時(shí)會(huì)伴隨有震動(dòng)與噪音，并且使得冷卻泵的揚(yáng)程與效率等性能大幅度的下降。而發(fā)動(dòng)機(jī)如果長(zhǎng)期處于汽蝕的工作環(huán)境下，往往會(huì)使得葉輪與水泵葉片遭受到極大的破壞。而且汽蝕還會(huì)使得過(guò)流部件遭受到腐蝕損壞，甚至?xí)?dǎo)致加速部件的直接失效。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)汽車制造技術(shù)的不斷發(fā)展以及汽車的迅速普及，使得人們對(duì)于整個(gè)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)有著越來(lái)越高的要求，而作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)核心的冷卻水泵系統(tǒng)，也需要相關(guān)研究人員進(jìn)行不斷的研究與探索。本文就發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的結(jié)構(gòu)型式與能量特性進(jìn)行分析，并提出了制約整個(gè)冷卻水泵發(fā)展的可靠性與汽蝕破壞這兩個(gè)問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的研究趨勢(shì)進(jìn)行了展望，希望能夠給我國(guó)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的研究提供一些幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李維強(qiáng)，李偉，施衛(wèi)東，等.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵的研究進(jìn)展[J].排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2016（1）：9-17.

作者簡(jiǎn)介：吳佩珊（1981-），女，滿族，沈陽(yáng)人，碩士，講師，研究方向：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。