汽車發動機冷卻水泵的研究進展

摘 要：冷卻系統是汽車發動機的密閉式循環冷系統中的一個重要系統，對于汽車的發動機性能有很重要的影響，這就使得發動機冷卻水泵成為了國內外汽車發動機研究的重點。本文就汽車發動機冷卻水泵現在的研究進展做出了一些分析。

關鍵詞：汽車發動機；發動機冷卻水泵；研究進展

隨著冷卻水泵系統對汽車發動機的性能影響越來越大，使得汽車的發動機冷卻水泵系統的熱負荷與可靠性研究成為了國內外對汽車研究的重點，而冷卻水泵系統作為整個汽車發動機冷卻系統中的主要部件，對于汽車的經濟性欲動力性都有著很大的影響，并且直接影響到了整個汽車性能的好壞。

一、發動機冷卻水泵的結構型式與能量特性

發動機的冷卻水泵是整個汽車發動機冷卻系統中的核心部分，并能夠有效的提升汽車的循環系統中冷卻液的工作壓力，并有效的維持住整個發動機中相關部件的冷卻液循環，從而很好的防止了整個發動機出現運行溫度過高的現象。

一般情況下，發動機冷卻水泵會根據其配套要求以及工作條件的不同而分為離心泵、旋渦泵與旋轉容積泵這三種。而因為空間尺寸等因素的影響，通常會采用體性較小而且具有重量輕、結構簡單和供水量大的單級離心泵。

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

在發動機的水泵周圍一般有著許多零部件，這些零部件的結構設計也必須充分的遵守整個發動機的整體要求布置，來保證整個水泵的工作性能能夠充分的滿足正常情況下的水力設計要求，并直接影響著汽車發動機的使用效率等運用性能的提高。

發動機的冷卻泵結構中的入水室結構一般分為直筒型或者是螺旋形，而一般的發動機冷卻水泵構造中會將入水室結構設計成螺旋形，并且與整個發動機鑄造為一體，這也使得葉輪的結構集合參數對整個水泵的運動性能有著決定性的影響。

性能曲線主要是用來進行泵在不同工作情況下對水流的能量的轉換特性，是整個冷卻水泵的內部流動的外在表現。與一般的離心泵一樣，發動機水泵定性特性曲線是由在一定轉速下的流量與效率、揚程、流量與功率之間的關心曲線，如圖2a所示，而特性曲線圖能夠很好的對發動機的冷卻水泵在恒定轉速下的運行性能進行較為直觀的描述，但是發動機的冷卻水泵在工作過程中其轉速時不斷的變化的，這就導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行不同轉速下相對應的流程、功率與揚程的變化，從而直觀的體現出在不同轉速的情況下冷卻水泵的能量轉變特性以及綜合性能。

但是發動機冷卻水泵的溫度一般較高，并因為其尺寸等因素的制約，使得其相較于普通的水泵有著更加復雜的設計，并且其斷面形狀也會急劇發生變化，并使得水利損失增大，并且降低了整個水泵的運作效率。而在高溫、高轉速等工作情況下發動機水泵還會出現汽蝕等現象，這就嚴重的影響了整個冷卻系統的正常運行，這也就使得整個發動機冷卻水泵的設計與普通的離心泵有著很大的差別。

二、制約發展的因素

（一）可靠性

發動機的冷卻水泵是整個汽車發動機的核心部分，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當大于整個汽車的大修期。這就對整個發動機冷卻泵中的各個組件有著極高的可靠性要求，但裝備結構高度緊湊等問題使得發動機的冷卻水泵通常情況下只能夠采用軸連軸承的組合，這就使得發動機水泵會因為強度不夠而造成斷裂現象。而惡劣的工作環境也會使得發動機中的軸封的密封性能失效，從而造成整個發動機的運行故障。

（二）汽蝕破壞

發動機的冷卻水泵較之傳統的水泵，更加容易受到溫度、工作狀況以及轉速的影響，這也就導致了發動機的冷去水泵更容桂發生汽蝕現象。在發生汽蝕時會伴隨有震動與噪音，并且使得冷卻泵的揚程與效率等性能大幅度的下降。而發動機如果長期處于汽蝕的工作環境下，往往會使得葉輪與水泵葉片遭受到極大的破壞。而且汽蝕還會使得過流部件遭受到腐蝕損壞，甚至會導致加速部件的直接失效。

三、結語

隨著我國汽車制造技術的不斷發展以及汽車的迅速普及，使得人們對于整個汽車的發動機有著越來越高的要求，而作為汽車發動機核心的冷卻水泵系統，也需要相關研究人員進行不斷的研究與探索。本文就發動機冷卻水泵的結構型式與能量特性進行分析，并提出了制約整個冷卻水泵發展的可靠性與汽蝕破壞這兩個問題，在此基礎上對整個發動機冷卻水泵的研究趨勢進行了展望，希望能夠給我國的汽車發動機冷卻水泵的研究提供一些幫助。

參考文獻：

[1] 李維強，李偉，施衛東，等.汽車發動機冷卻水泵的研究進展[J].排灌機械工程學報，2016（1）：9-17.

作者簡介：吳佩珊（1981-），女，滿族，沈陽人，碩士，講師，研究方向：汽車發動機。