汽车水泵
汽车发动机缸体里的水泵
汽车水泵,作为发动机冷却系统中的重要组成部分,其主要功能是通过循环冷却液,帮助发动机维持在一个适宜的工作温度范围内,防止过热导致的性能下降、机械故障甚至损坏。水泵通过旋转叶轮产生动力,驱动冷却液在发动机水道、散热器及其他冷却部件之间循环流动,实现热量的有效传递与散发。
结构介绍
汽车发动机广泛采用离心式水泵。其基本结构由水泵壳体、连接盘或皮带轮、水泵轴及轴承或轴连轴承、水泵叶轮和水封装置等零件构成,是汽车的主要组成部分。
工作原理
发动机通过皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动,水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转,在离心力的作用下被甩
向水泵壳体的边缘,同时产生一定的压力,然后从出水道或水管流出。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低,水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中,实现冷却液的往复循环。
支撑水泵轴的轴承用润滑脂润滑,因此要防止冷却液泄漏到润滑脂造成润滑脂乳化,同时还要防止润滑脂的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封垫。水封动密封环与轴通过过盈配合装在叶轮与轴承之间,水封静密封座紧紧的压装在水泵的壳体上,从而达到密封冷却液的目的。
水泵壳体通过密封垫与发动机相连,并支撑着轴承等运动部件。水泵壳体上还有泄水孔,位于水封与轴承之间。一旦有冷却液漏过水封,可从泄水孔泄出,以防止冷却液进入轴承腔而破坏轴承润滑并导致部件锈蚀。如果发动机停止后仍有冷却液漏出,则表明水封已经损坏。
分类
机械式水泵:机械式水泵是一种利用发动机曲轴带动的传统水泵。它采用叶轮转动产生水流,通过机械传动连接到曲轴的皮带或链条来实现传动,机械式水泵通常结构简单,易于维修,但由于需要通过曲轴带动,因此会消耗一定的发动机动力和产生一定的噪音。
电动水泵:电动水泵是一种使用电动机驱动的水泵。与机械式水泵相比,它的优点在于可以减少发动机动力的消耗,降低噪音,电动水泵还可以在低速和怠速状态下保持稳定的水流,从而提高发动机冷却效率。
全铝合金水泵:全铝合金水泵是一种高性能水泵,采用轻量化的铝合金材料,可以减轻整个发动机的重量,同时也具有更好的散热性能和更长的使用寿命。
塑料水泵:塑料水泵通常采用聚合物材料制成,具有防腐蚀性能和较低的重量,塑料水泵在大多数现代汽车中得到广泛应用。
涡轮式水泵:涡轮式水泵是一种基于涡轮增压技术的高性能水泵,它可以利用流体动力学原理增加水流量和压力,从而提高发动机冷却效率,涡轮式水泵在高性能汽车中得到广泛应用。
保养常识
早期的G4FG发动机并没有今天我们认为必不可少的重要附件——水泵,那时所用的液体冷却介质是纯水,顶多掺有一点甲醇,以防止结冰。冷却水的循环完全依靠热对流的自然现象。冷却水自气缸体吸收热量之后,便自然地向上流动并进入散热器的上部;冷却水变冷之后,又自然地下沉到散热器的底部并进入气缸体的下部。利用这种热虹吸原理可以勉强完成冷却任务。但是不久之后,在冷却系统中增添了水泵,以便让冷却水更快速地流动。
现代汽车发动机的冷却系统一般都采用离心式水泵。水泵最合理的安装位置是在冷却系统的底部,但是大部分的水泵是安置在冷却系统的中部,也有少数的水泵被安置在发动机顶部。安置在发动机顶部的水泵容易产生空穴现象。不管在什么位置,水泵的泵水量都很大,比如一台V8发动机的水泵泵水量,怠速时大约是750L/h,到高速时大约为12000L/h。
从使用寿命来看,水泵设计上的最大变化是于几年前出现了陶瓷密封件,与以前所用的橡胶密封件或皮革密封件相比,陶瓷密封件更加耐磨,但是它也存在着易被冷却水中的硬质颗粒擦伤的缺点。虽然为防止水泵密封出现故障而在设计上进行了不断的改进,但是迄今还不能保证水泵的密封不出问题。一旦密封出现渗漏,那么水泵轴承的润滑就将被冲掉。
参考资料
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