閆玉鳳

摘要：本文主要介紹了內(nèi)燃機(jī)車(chē)?yán)鋮s水泵汽蝕的影響，闡述了一種水泵汽蝕余量的測(cè)量方法，并圍繞該試驗(yàn)方法進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)車(chē);水泵;汽蝕;試驗(yàn)

0? 引言

冷卻水泵是內(nèi)燃機(jī)車(chē)的一個(gè)重要組成部件，其性能的好壞直接影響到柴油機(jī)的正常工作。水泵的性能參數(shù)主要包括流量、揚(yáng)程、汽蝕余量。

水泵的汽蝕試驗(yàn)是水泵型式試驗(yàn)中的重要部分，它是一項(xiàng)既重要又有一定難度的試驗(yàn)項(xiàng)目。進(jìn)行水泵型式試驗(yàn)既可以驗(yàn)證水泵是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求又可以給水泵的設(shè)計(jì)考慮一個(gè)安全的余量，得到許用的汽蝕余量并作為確定機(jī)車(chē)水箱安裝高度及泵前阻力的依據(jù)。目前水泵的汽蝕余量還無(wú)法通過(guò)理論計(jì)算求得，汽蝕試驗(yàn)是確定水泵汽蝕余量的唯一可靠方法。在水泵的汽蝕試驗(yàn)中，影響汽蝕余量測(cè)量準(zhǔn)確性的因素有很多，本文主要闡述了一種內(nèi)燃機(jī)車(chē)水泵汽蝕余量的測(cè)量方法，并圍繞該試驗(yàn)方法進(jìn)行了分析和探討。

1? 汽蝕試驗(yàn)方法

本文中涉及的內(nèi)燃機(jī)車(chē)水泵汽蝕試驗(yàn)采用的是開(kāi)式循環(huán)試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)介質(zhì)由地下貯水池被水泵吸入，然后借助于進(jìn)、出口閘閥調(diào)節(jié)至標(biāo)定的的流量和壓力。試驗(yàn)介質(zhì)由排出管路自由流出至測(cè)量?jī)x器然后再流回到地下貯水池。試驗(yàn)臺(tái)位組裝圖如圖1所示。

本次汽蝕試驗(yàn)采用了齒輪箱，將水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至標(biāo)定轉(zhuǎn)速，進(jìn)行汽蝕試驗(yàn)時(shí)的水溫為常溫。在水泵試驗(yàn)臺(tái)位的吸入進(jìn)口處設(shè)置了進(jìn)口閘閥，在標(biāo)定轉(zhuǎn)速、流量的條件下通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口處的閘閥調(diào)節(jié)泵的進(jìn)口壓力，同時(shí)配合調(diào)節(jié)出口閘閥開(kāi)度，在保持流量恒定的運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，逐漸降低泵的入口壓力使泵的第一級(jí)揚(yáng)程下降3%，作為測(cè)定水泵臨界汽蝕余量的依據(jù)。根據(jù)測(cè)得的結(jié)果利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集繪制出水泵的揚(yáng)程-汽蝕余量曲線(xiàn)。

2? 汽蝕試驗(yàn)測(cè)定方法

GB/T 3216-2005中規(guī)定在水泵的汽蝕試驗(yàn)中將泵的第一級(jí)揚(yáng)程下降3%時(shí)的必需的汽蝕余量，作為標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)用于表示性能曲線(xiàn)。所謂的泵的第一級(jí)揚(yáng)程就是指水泵的性能試驗(yàn)測(cè)試中在額定流量下水泵所達(dá)到的實(shí)際揚(yáng)程。例如我們?cè)谒玫男阅茉囼?yàn)中，在水泵的額定流量136m3/h時(shí)，測(cè)得的揚(yáng)程為31.6m。那么汽蝕發(fā)生的位置揚(yáng)程為31.6×（1-3%）即為：30.65m，此揚(yáng)程所對(duì)應(yīng)的數(shù)值4.09m則為測(cè)得的汽蝕余量值，如圖2所示。

3? 試驗(yàn)方法的討論

3.1 試驗(yàn)方法上的問(wèn)題

本次汽蝕試驗(yàn)所采用方法的最大優(yōu)點(diǎn)是操作系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，適合企業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)使用，不需要復(fù)雜的試驗(yàn)裝置和設(shè)備，是開(kāi)式試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行汽蝕試驗(yàn)的主要方法。但是在實(shí)際操作過(guò)程中需要同時(shí)控制兩個(gè)變量：流量維持恒定和揚(yáng)程逐漸下降3%，即每調(diào)節(jié)一次泵的入口壓力，就需要不斷微調(diào)出口閘閥開(kāi)度，以保證流量在標(biāo)定流量（或者標(biāo)定流量附近可接受的波動(dòng)范圍內(nèi)），然后通過(guò)若干次上述調(diào)節(jié)過(guò)程，完成水泵的汽蝕試驗(yàn)。在實(shí)際操作過(guò)程中需要在流量調(diào)節(jié)的精確度和調(diào)節(jié)時(shí)間之間做出取舍，從而導(dǎo)致汽蝕試驗(yàn)方法精確度不高、試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。

用這種方法進(jìn)行汽蝕試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)泵的汽蝕余量較大時(shí)，很難通過(guò)控制進(jìn)口閘閥合理布置試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)，來(lái)確定水泵汽蝕試驗(yàn)曲線(xiàn);當(dāng)泵的汽蝕余量較小時(shí)，進(jìn)口閘閥關(guān)閉到一定程度時(shí)，介質(zhì)通過(guò)閥的速度增大，由此產(chǎn)生的動(dòng)能急劇增大，壓力降也急劇增大，在泵還沒(méi)有達(dá)到臨界汽蝕狀態(tài)時(shí)，閥門(mén)壓力已低于當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力，先于泵發(fā)生局部汽蝕，產(chǎn)生大量氣泡在吸入管路的低壓區(qū)不易消失，隨介質(zhì)流入泵，這樣就不能實(shí)際反映泵的汽蝕性能，致使汽蝕試驗(yàn)的誤差較大。

3.2 水溫的影響

水泵的汽蝕是液體的汽化造成的，而液體汽化的原因是由于液體的溫度過(guò)高或者壓力過(guò)低產(chǎn)生的。因此在進(jìn)行汽蝕試驗(yàn)時(shí)，水溫對(duì)汽蝕余量的影響是很大的，在不同的水溫下測(cè)得的水泵的汽蝕余量值是不相同的。但是由于試驗(yàn)臺(tái)位的局限性，致使試驗(yàn)介質(zhì)無(wú)法加溫。該內(nèi)燃機(jī)車(chē)只轉(zhuǎn)讓了圖紙而未轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)資料，再加上試驗(yàn)裝置差異帶來(lái)的測(cè)量誤差，綜合考慮我們最終采用了在同一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位上采用相同的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)條件，分別來(lái)測(cè)量該內(nèi)燃機(jī)車(chē)原裝水泵和新設(shè)計(jì)水泵的汽蝕余量。通過(guò)對(duì)比可以初步判斷出不同的水泵汽蝕性能的好壞。

4? 結(jié)論

水泵的汽蝕造成水泵性能下降，大量的氣泡會(huì)堵塞流道的截面，減小液體從葉輪獲得的能量，導(dǎo)致水泵揚(yáng)程下降，效率也相應(yīng)降低，從而影響內(nèi)燃機(jī)車(chē)的安全運(yùn)行。因此，水泵的設(shè)計(jì)者和用戶(hù)應(yīng)對(duì)水泵的汽蝕問(wèn)題給予足夠的重視。同時(shí)水泵技術(shù)是一門(mén)半理論半經(jīng)驗(yàn)的學(xué)科，試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)泵的發(fā)展具有極其重要的意義，我們需進(jìn)一步對(duì)水力機(jī)械的汽蝕機(jī)理進(jìn)行分析研究，利用更加先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)及儀器設(shè)備，更準(zhǔn)確地測(cè)得汽蝕余量的值，為科研、生產(chǎn)、使用服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]波蘭 A.T.特羅斯科蘭斯基，S.拉扎爾基維茨.葉片泵計(jì)算與結(jié)構(gòu)[M].1981.