1、 1 第一章 绪论 1.1 泵的概述 111 水泵的功用 随着各式各样的汽车类型层出不穷，什么轻快敏捷的轿车、环 城的公交车以及载货跑长途的重型卡车等等。所有的车都有一个相 同的特点，都必须有一个完整的冷却系统。因为发动机转动提供功 率的同时，一定产生相当大的热量，使机体升温，当温度过高时就 会影响机器的性能。必须将温度降下来。一般采用的方法都是通过 发动机带动水泵进行水循环进行冷却的。那么水泵的功用就是对冷 却液加压，保证其在冷却循环中循环流动。 112 水泵的基本结构及工作原理 汽车发动机广泛采用离心式水泵如下图。其基本结构由水泵壳 体、水泵轴及轴承、水泵叶轮和水封装置等零件构成。 发动机
2、通过皮带轮带动水泵轴转动，水泵轴带动叶轮转动，水泵 中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并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，然后从出水管流出。再叶轮的 中心处由于冷却液被甩出而压力降低，散热器中的冷却液在水泵进 口与叶轮中心的压差作用下经水管流入叶轮中，实现冷却液的往复 循环如图（1-1） 。 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，同时还要防止冷却液的泄漏。如上图水泵防止 泄漏的密封措施。密封圈与轴通过过盈配合装在叶轮与轴承之间使 密封座紧紧的靠在水泵的壳体上已达到密封冷却液的目的。 水泵壳体上还有泄水孔， 位于水封之前。 一旦有冷却
3、液漏过水封， 可从泄水孔泄出，已防止冷却液进入轴承破坏轴承润滑。如果发动 机停止后仍有仍有冷却液漏出，则表明水封已经损坏。 水泵的驱动，一般由曲轴通过 V 带驱动。传动带环绕在曲轴带 2 轮和水泵带轮之间，曲轴一转水泵也就跟着转。 叶轮由铸铁或塑料制造，叶轮上通常有 68 个径向直叶片或后弯 叶片。水泵的壳体由铸铁或铸铝制成，进、出水管与水泵壳体铸成 一体。 因为汽车发动机上的水泵是采用离心式的，所以设计时完全可 以按照离心泵的设计方法来设计。 1.2 离心泵的基本理论知识 离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液 体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度 能和
4、压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速 度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处 因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大 气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续 不断地吸入和排出液体。 流量在 520000 米 3/时，扬程在 82800 米的范围内，使用离 心泵是比较合适的。因为在此性能范围内，离心泵具有转速高、体 积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作 和维修等优点。国内外生产实践表明，离心泵的产值是泵类产品中 最高的。 离心泵有其长处，但是也有它的短处。离心水泵的实际使用效 率低，还有实际使用时
5、流量随压力而变、对转速要求严格、单级扬 程较低、起动前泵内要灌满液体，而且液体黏度对泵性能也有很大 的影响，只能用于精度近似于水的液体，对于某一定流量的离心泵， 有一个相应的黏度极限，如果液体超过了这个黏度极限，泵的效率 会迅速降低，甚至无法工作。 1 1 2 21 1 离心泵的主要零部件离心泵的主要零部件 离心泵结构型式虽然很多，但是由于作用原理相同，所以主要 3 零部件的形状是相近的。其主要部件有以下几种： 1 1叶轮 叶轮是将来自原动机的能量传递给液体的零件，液体流经叶轮后 能量增加。叶轮一般由前盖板、后盖板叶片和轮毂组成。这种叶 轮叫闭式叶轮；如果叶轮没有前盖板，就叫半开式叶轮，如图。
6、 2 2吸入室 吸入室的作用是使液体以最小的损失均匀地进入叶轮。吸入室 主要有三种结构形式：锥形管吸入室、圆环形吸入室和半螺旋形吸 入室。 3 3压出室 压出室的作用是以最小的损失，将从叶轮中流出的液体收集起 来，均匀地引至泵的吐出口或次级叶轮，在这个过程中，还将液体 的一部分动能转变成为压力能。压出室主要有以下几种结构类型： 螺旋形涡室、环形压出室、径向导叶、流道式导叶和扭曲叶片式导 叶等。 离心泵的叶轮、吸入室、压出室以及泵的吸入和吐出称为泵的过 流部件。过流部件形状和材质的好坏是影响泵性能、效率和寿命的 主要因素之一。 图 （1-2） 4 4密封环 由于叶轮旋转时将能量传递给液体，所以在离心泵中形成了高 压区和低压区。为了减少高压区液体向低压区流动，在泵体和叶轮 上分别安装了两个密封环。装在泵体上的叫泵体密封环，装在叶轮 上的叫叶轮密封环。常用的密封环如图（1-3） 。 5轴封机构 在泵轴伸出泵体外，旋转的泵轴和固定的泵体之间有轴封机构。 离心泵的轴封机构有两个作用：减少有压力的液体流出泵体外和防 止空气进入泵体内。离心泵中常用的
