汽車水泵
汽車發動機缸體里的水泵
徠在汽車發動機的缸體里,有多條供冷卻水循環的水道,與置於汽車前部的散熱器(俗稱水箱)通過水管相連接,構成一個大的水循環系統,在發動機的上出水口,裝有一個水泵,通過風扇皮帶來帶動,把發動機缸體水道內的熱水泵出,把冷水泵入。在水泵的旁邊還有一個節溫器,汽車剛發動時(冷車)時,不打開,使冷卻水不經過水箱,只在發動機內循環(俗稱小循環),待發動機的溫度達到95度以上時,就打開,發動機內的熱水被泵入水箱,汽車前行時的冷風吹過水箱,帶走熱量。
汽車微型水泵
向水泵殼體的邊緣,同時產生一定的壓力,然後從出水道或水管流出。葉輪的中心處由於冷卻液被甩出而壓力降低,水箱中的冷卻液在水泵進口與葉輪中心的壓差作用下經水管被吸入葉輪中,實現冷卻液的往複循環。
支撐水泵軸的軸承用潤滑脂潤滑,因此要防止冷卻液泄漏到潤滑脂造成潤滑脂乳化,同時還要防止潤滑脂的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封墊。水封動密封環與軸通過過盈配合裝在葉輪與軸承之間,水封靜密封座緊緊的壓裝在水泵的殼體上,從而達到密封冷卻液的目的。
水泵殼體通過密封墊與發動機相連,並支撐著軸承等運動部件。水泵殼體上還有泄水孔,位於水封與軸承之間。一旦有冷卻液漏過水封,可從泄水孔泄出,以防止冷卻液進入軸承腔而破壞軸承潤滑並導致部件鏽蝕。如果發動機停止后仍有冷卻液漏出,則表明水封已經損壞。
一般由發動機的曲軸通過V帶驅動。傳動帶環繞在曲軸帶輪和水泵帶輪之間,曲軸一轉水泵軸也就跟著運轉,水泵軸又帶動葉輪轉動,從而實現將機械能轉化為液壓能。
葉輪是水泵工作的核心,葉輪本身的運動很簡單,只是和軸一起旋轉。但由於葉片的作用,葉輪中液體的運動是很複雜的;一方面隨葉輪旋轉作牽連運動,一方面在葉片的驅駛下不斷地從旋轉著的葉輪中甩出,即相對葉輪的運動。因此葉輪的外徑大小,葉輪葉片的高低及角度,以及與水泵殼體的間隙,直接影響著水泵的性能。
早期的汽車發動機並沒有今天我們認為必不可少的重要附件——水泵,那時所用的液體冷卻介質是純水,頂多摻有一點木醇,以防止結冰。冷卻水的循環完全依靠熱對流的自然現象。冷卻水自氣缸體吸收熱量之後,便自然地向上流動並進入散熱器的上部;冷卻水變冷之後,又自然地下沉到散熱器的底部並進入氣缸體的下部。利用這種熱虹吸原理可以勉強完成冷卻任務。但是不久之後,在冷卻系統中增添了水泵,以便讓冷卻水更快速地流動。
現代汽車發動機的冷卻系統一般都採用離心式水泵。水泵最合理的安裝位置是在冷卻系統的底部,但是大部分的水泵是安置在冷卻系統的中部,也有少數的水泵被安置在發動機頂部。安置在發動機頂部的水泵容易產生空穴現象。不管在什麼位置,水泵的泵水量都很大,比如一台V8發動機的水泵泵水量,怠速時大約是750L/h,到高速時大約為12000L/h。
從使用壽命來看,水泵設計上的最大變化是於幾年前出現了陶瓷密封件,與以前所用的橡膠密封件或皮革密封件相比,陶瓷密封件更加耐磨,但是它也存在著易被冷卻水中的硬質顆粒擦傷的缺點。雖然為防止水泵密封出現故障而在設計上進行了不斷的改進,但是迄今還不能保證水泵的密封不出問題。一旦密封出現滲漏,那麼水泵軸承的潤滑就將被衝掉。