汽车发动机冷却水泵的研究进展

摘 要：冷却系统是汽车发动机的密闭式循环冷系统中的一个重要系统，对于汽车的发动机性能有很重要的影响，这就使得发动机冷却水泵成为了国内外汽车发动机研究的重点。本文就汽车发动机冷却水泵现在的研究进展做出了一些分析。

关键词：汽车发动机；发动机冷却水泵；研究进展

随着冷却水泵系统对汽车发动机的性能影响越来越大，使得汽车的发动机冷却水泵系统的热负荷与可靠性研究成为了国内外对汽车研究的重点，而冷却水泵系统作为整个汽车发动机冷却系统中的主要部件，对于汽车的经济性欲动力性都有着很大的影响，并且直接影响到了整个汽车性能的好坏。

一、发动机冷却水泵的结构型式与能量特性

发动机的冷却水泵是整个汽车发动机冷却系统中的核心部分，并能够有效的提升汽车的循环系统中冷却液的工作压力，并有效的维持住整个发动机中相关部件的冷却液循环，从而很好的防止了整个发动机出现运行温度过高的现象。

一般情况下，发动机冷却水泵会根据其配套要求以及工作条件的不同而分为离心泵、旋涡泵与旋转容积泵这三种。而因为空间尺寸等因素的影响，通常会采用体性较小而且具有重量轻、结构简单和供水量大的单级离心泵。

而离心泵主要是由泵体、叶轮、水封、轴、轴承等部分组成，其具体结构图如图1所示。

在发动机的水泵周围一般有着许多零部件，这些零部件的结构设计也必须充分的遵守整个发动机的整体要求布置，来保证整个水泵的工作性能能够充分的满足正常情况下的水力设计要求，并直接影响着汽车发动机的使用效率等运用性能的提高。

发动机的冷却泵结构中的入水室结构一般分为直筒型或者是螺旋形，而一般的发动机冷却水泵构造中会将入水室结构设计成螺旋形，并且与整个发动机铸造为一体，这也使得叶轮的结构集合参数对整个水泵的运动性能有着决定性的影响。

性能曲线主要是用来进行泵在不同工作情况下对水流的能量的转换特性，是整个冷却水泵的内部流动的外在表现。与一般的离心泵一样，发动机水泵定性特性曲线是由在一定转速下的流量与效率、扬程、流量与功率之间的关心曲线，如图2a所示，而特性曲线图能够很好的对发动机的冷却水泵在恒定转速下的运行性能进行较为直观的描述，但是发动机的冷却水泵在工作过程中其转速时不断的变化的，这就导致我们必须绘出冷却水泵的变速特性曲线，如图2b所示。该曲线能够很好的进行不同转速下相对应的流程、功率与扬程的变化，从而直观的体现出在不同转速的情况下冷却水泵的能量转变特性以及综合性能。

但是发动机冷却水泵的温度一般较高，并因为其尺寸等因素的制约，使得其相较于普通的水泵有着更加复杂的设计，并且其断面形状也会急剧发生变化，并使得水利损失增大，并且降低了整个水泵的运作效率。而在高温、高转速等工作情况下发动机水泵还会出现汽蚀等现象，这就严重的影响了整个冷却系统的正常运行，这也就使得整个发动机冷却水泵的设计与普通的离心泵有着很大的差别。

二、制约发展的因素

（一）可靠性

发动机的冷却水泵是整个汽车发动机的核心部分，其工作的状况往往伴随着高温、空间有限等恶劣环境，而为了有效的避免大修期间的拆装与维修工作，这就使得水泵的使用寿命应当大于整个汽车的大修期。这就对整个发动机冷却泵中的各个组件有着极高的可靠性要求，但装备结构高度紧凑等问题使得发动机的冷却水泵通常情况下只能够采用轴连轴承的组合，这就使得发动机水泵会因为强度不够而造成断裂现象。而恶劣的工作环境也会使得发动机中的轴封的密封性能失效，从而造成整个发动机的运行故障。

（二）汽蚀破坏

发动机的冷却水泵较之传统的水泵，更加容易受到温度、工作状况以及转速的影响，这也就导致了发动机的冷去水泵更容桂发生汽蚀现象。在发生汽蚀时会伴随有震动与噪音，并且使得冷却泵的扬程与效率等性能大幅度的下降。而发动机如果长期处于汽蚀的工作环境下，往往会使得叶轮与水泵叶片遭受到极大的破坏。而且汽蚀还会使得过流部件遭受到腐蚀损坏，甚至会导致加速部件的直接失效。

三、结语

随着我国汽车制造技术的不断发展以及汽车的迅速普及，使得人们对于整个汽车的发动机有着越来越高的要求，而作为汽车发动机核心的冷却水泵系统，也需要相关研究人员进行不断的研究与探索。本文就发动机冷却水泵的结构型式与能量特性进行分析，并提出了制约整个冷却水泵发展的可靠性与汽蚀破坏这两个问题，在此基础上对整个发动机冷却水泵的研究趋势进行了展望，希望能够给我国的汽车发动机冷却水泵的研究提供一些帮助。

参考文献：

[1] 李维强，李伟，施卫东，等.汽车发动机冷却水泵的研究进展[J].排灌机械工程学报，2016（1）：9-17.

作者简介：吴佩珊（1981-），女，满族，沈阳人，硕士，讲师，研究方向：汽车发动机。