冷却水泵简介

随着发动机匹配要求的提高，以及应用领域的不断拓展，特殊工况的出现频率越来越高，从而对冷却水泵技术的要求也不断提高。如何在空间限制、高温和变转速工况下不断提高发动机冷却水泵效率、扩大其工况范围及保证其可靠性是亟待研究和解决的关键问题。

1) 发动机冷却水泵的内部流动机理研究。发动机冷却水泵结构特点独特且特有的内部流道型式和叶轮的旋转运动，使泵体内部流场异常复杂。有关发动机冷却水泵内部流场的形成机制、数学描述方法、流场与结构的相互作用关系尚不十分清楚。作为对数值计算方法的验证和补充，PIV 测量探索发动机冷却水泵内部真实流动规律、建立发动机冷却水泵现代设计方法是今后研究的一个重要方向。

2) 发动机冷却水泵的汽蚀机理研究。由于工作水温高，其复杂的热力学性质对汽蚀性能产生了重要影响，产生机理很难掌握；同时，结构尺寸总体受限和运行工况变化大，汽蚀初生、发展、溃灭及破坏过程充满不确定因素，尤其在非设计工况下的汽蚀状况难以预测、求解。因此，掌握发动机冷却水泵热力学效应下的汽蚀机理，探讨汽蚀诱导压力脉动的危害，进一步提高发动机冷却水泵的性能和可靠性，是需开展更加深入而系统研究的重要内容。

3) 标准化、智能可控电动水泵研究。随着设计方法的完善，轴承系统、水封系统和叶轮系统的模块化、标准化开发，将会大大缩短设计周期，降低生产成本，提高零部件的通用性。同时，实现对发动机冷却水泵实时控制，通过变频调速来适应工况变化，由电动水泵代替传统机械水泵必将是发动机冷却水泵的发展趋势 。

发动机冷却水泵作为发动机水冷系统的重要部件，其适用性和可靠性越来越受到设计、制造和使用者的普遍重视． 尤其是随着发动机品质的不断提高，水泵的工作空间进一步限制，运行转速不断突破，部件失效和汽蚀破坏等问题严重制约了发动机冷却水泵的发展。

1.可靠性

发动机冷却水泵作为冷却系统的“心脏”，工作环境恶劣，空间极其受限． 为避免大修期内拆装、维修，水泵的工作寿命应等于或倍数于发动机大修期。因此，对于发动机冷却水泵及其组件，如水封、轴承、泵轴和叶轮等可靠性要求极高，需要实现机泵同寿命。但是，装配结构的高度紧凑，使得发动机冷却水泵中广泛采用轴连轴承代替离心泵中常见的轴和轴承组合，极易造成泵轴强度不够而断裂． 转速的不断变化，使得冷却风扇与水泵叶轮产生的轴向力亦随之变动，泵轴与支承间的游隙存在将会增大噪声和振动，对泵的运行性能及水封工作带来不利影响。尤其是发动机冷却水泵在高温环境下工作，轴封的工作条件恶劣极易出现密封失效。同时，为了保证足够的循环水量、一定的扬程和适当的转速，实现冷却液在任何工况下循环流动并带走发动机热量，多参数、高要求的匹配对发动机冷却水泵的可靠运行提出了更多挑战。因此，可靠性问题成为制约发动机冷却系统质量和全寿命周期成本的关键因素。

2. 汽蚀破坏

与普通离心泵相比，发动机冷却水泵由于受温度、工况、转速变化的影响，更容易发生汽蚀汽蚀发生时伴随有振动和噪声，泵的扬程、效率等性能急速下降，长期在汽蚀工况下运行，叶轮将受到气泡溃灭时的强力冲击而侵蚀，甚至穿孔损坏。发动机冷却水泵叶片表面的蜂窝状坑点、蜗壳隔舌附近的凹坑都是常见的汽蚀破坏。

此外，发动机冷却水泵的汽蚀还将会腐蚀破坏过流部件，加速部件失效等。发动机冷却水泵汽蚀破坏已成为缩短泵使用寿命、产生振动噪声等危害的重要因素，严重影响着汽车冷却系统的正常工作。因此，提高其抗汽蚀性能是保证冷却系统可靠运行首先需要考虑的问题。

发动机冷却水泵恶劣的工作环境，使得泵的可靠性和汽蚀破坏问题尤其突出，严重影响着冷却系统的安全、稳定、可靠地运行。探讨如何提高发动机冷却水泵的可靠性、研究汽蚀机理对发动机冷却系统的发展意义重大 。

随着冷却系统对发动机性能的影响日益显著，汽车冷却系统关键零部件的热负荷及其可靠性研究已成为国内外研究的热点。冷却水泵是汽车发动机闭式循环冷却系统中输送冷却水的主要部件，其性能好坏，不仅影响汽车的动力性、经济性，而且影响整机的寿命长短。

国内外学者针对发动机冷却水泵特殊的工作环境，在可靠性和汽蚀破坏等制约发动机冷却水泵发展的关键因素方面展开了深入的研究，取得了大量相关研究成果 。