汽车发动机中水泵(泵)的设计与运行
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汽车发动机中水泵(泵)的设计与运行

发动机中的热交换是通过将能量从气缸区域中的源传递到通过冷却散热器吹出的空气来进行的。 离心叶片泵,通常称为泵,负责为液体型系统中的冷却剂提供运动。 通常是惯性,水,尽管很长一段时间没有在汽车中使用干净的水。

汽车发动机中水泵(泵)的设计与运行

泵的组件

防冻液循环泵在理论上是相当朴实无华的,它的工作是基于离心力将液体抛到叶片边缘,从那里注入冷却夹套。 组成包括:

  • 一根轴,一端有一个由金属或塑料制成的喷射叶轮,另一端有一个用于 V 型皮带或其他传动装置的驱动轮;
  • 带有法兰的外壳,用于安装在发动机上并容纳内部零件;
  • 轴在其上旋转的轴承;
  • 防止防冻液泄漏和渗入轴承的油封;
  • 身体中的一个空腔,它不是一个单独的部分,但提供了必要的流体动力学特性。
汽车发动机中水泵(泵)的设计与运行

泵通常使用皮带或链条从附件驱动系统所在的部分安装在发动机上。

水泵的物理学

为了使液体热剂做圆周运动,需要在泵的进出口之间产生压力差。 如果获得这样的压力,则防冻剂将从压力较高的区域移动,通过整个发动机到达具有相对真空的泵入口。

水团的运动将需要能源成本。 防冻液在所有通道和管道壁上的液体摩擦会阻止循环,系统体积越大,流速越高。 为了传输强大的动力以及最大的可靠性,几乎总是使用曲轴驱动皮带轮的机械驱动。 有带电动机的泵,但它们的使用仅限于最经济的发动机,主要是最低燃料成本,不考虑设备成本。 或者在带有附加泵的发动机中,例如带有预热器或双舱加热器。

汽车发动机中水泵(泵)的设计与运行

没有单一的方法从哪条皮带驱动泵。 大多数发动机使用带齿的正时皮带,但一些设计师认为将正时的可靠性与冷却系统联系起来是不值得的,而泵是由外部交流发电机皮带或其中一个附加皮带驱动的。 类似于空调压缩机或动力转向泵。

当带有叶轮的轴旋转时,供应到其中心部分的防冻液开始跟随叶片的轮廓,同时承受离心力。 结果,它在出口管上产生过压,并且中心被来自块或散热器的新部分补充,这取决于恒温器阀的当前位置。

故障及其对发动机的影响

泵故障可分为强制性或灾难性。 这里不可能没有其他人,冷却的重要性极高。

由于泵的自然磨损或制造缺陷,轴承、填料函或叶轮可能会开始坍塌。 如果在后一种情况下,这可能是工厂缺陷或材料质量犯罪节省的结果,那么轴承和填料函将不可避免地变旧,唯一的问题是时机。 一个垂死的轴承通常会用嗡嗡声或嘎吱声来宣布它的问题,有时还会发出尖锐的口哨声。

大多数情况下,泵问题始于轴承出现游隙。 尽管设计看起来很简单,但它们在这里被大量加载。 这是由于以下因素:

  • 轴承出厂时已加注一次润滑脂,运行期间不能更换。
  • 无论轴承内腔的密封是什么,它的滚动体、滚珠或滚子所在的位置,大气中的氧气都会渗透到那里,在组件的高温下会导致润滑剂快速老化;
  • 轴承承受双重载荷,部分原因是需要通过轴将大量动力传递给在液体介质中高速旋转的叶轮,主要是由于传动皮带的高张力,此外,这通常是如果未提供自动张紧器,则在维修期间过度拧紧;
  • 极少数情况下,使用单独的皮带来旋转泵,通常有几个相当强大的辅助单元,它们具有巨大的转子和可变的旋转阻力,这些辅助单元可以是发电机、凸轮轴、动力转向泵甚至是空调压缩机;
  • 有些设计将用于散热器强制冷却的巨大风扇连接到泵轮上,尽管目前几乎每个人都离开了这样的解决方案;
  • 防冻剂蒸气会通过泄漏的填料函进入轴承。

即使高质量的轴承没有失效,也会因磨损而在其中形成间隙。 在某些节点中,这是非常安全的,但在泵的情况下则不然。 其轴采用复杂设计的油封密封,该油封由系统内部的过压加压。 长期因轴承游隙而无法在高频振动的条件下工作。 热的防冻液一滴一滴地渗入轴承内部,冲刷掉润滑剂或导致其退化,一切都以雪崩式的磨损告终。

汽车发动机中水泵(泵)的设计与运行

这种现象的危险还在于,泵往往是由正时皮带驱动的,发动机整体的安全性取决于正时皮带。 皮带不适合在浇注热防冻剂的条件下工作,它会很快磨损和断裂。 在大多数发动机上,这不仅会导致停止,而且会在仍在旋转的发动机上违反阀门打开阶段,这将导致阀板与活塞底部相遇。 阀杆会弯曲,您将不得不拆卸发动机并更换零件。

在这方面,始终建议在每次计划安装新的定时套件时预防性地更换泵,说明中明确指出了更换频率。 即使泵看起来很好。 可靠性更重要,此外,您不必花钱在发动机前部的计划外拆卸上。

每条规则都有例外。 在更换泵的情况下,这是由于使用的产品资源显然比工厂设备还要长。 但它们也贵得多。 更喜欢什么,频繁更换或惊人的资源 - 每个人都可以自己决定。 尽管任何最出色的泵都可能在不知不觉中被低质量的防冻剂、不及时的更换或皮带传动张紧机制或技术的违规所扼杀。

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