汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水泵

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水泵水泵是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要部件 ，它的作用是泵送冷卻液，使冷卻液在發(fā)動(dòng) 機(jī)的冷卻水道內(nèi)快速流動(dòng)，以帶走發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量 ，保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常 工作溫度。水泵的泵水量很大，例如一臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵 ，怠速時(shí)的泵水 量大約是7 5 0 L/h 。水泵的分類圖1機(jī)械水泵根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，水泵一般分為機(jī)械水泵（圖1 ）和電動(dòng)水泵（圖2 ） 目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用機(jī)械水泵 ，在一些新開發(fā)的技術(shù)含量較高的發(fā)動(dòng)機(jī)上已 經(jīng)使用了電動(dòng)水泵，例如寶馬6系（E 6 3 ）搭載的發(fā)動(dòng)機(jī) 。圖2電動(dòng)水泵及安裝位置（1）機(jī)械水泵 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比 大負(fù)荷工況下工作時(shí)機(jī)械水泵由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過傳動(dòng)膠帶驅(qū)動(dòng)

2、，它的轉(zhuǎn)速和 。機(jī)械水泵的工作方式有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速 ,發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量多，水泵的高轉(zhuǎn)速使冷卻液的循環(huán)流 量增大，這樣正好能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻能力；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速大負(fù)荷工況下 工作時(shí)，例如牽引其他車輛或開空調(diào) ，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低導(dǎo)致水泵的轉(zhuǎn)速也 低，這樣就降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻能力 。(2)電動(dòng)水泵 電動(dòng)水泵由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過電流控制 ，它不受當(dāng)時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際冷卻需要靈活工作 。由丁電動(dòng)水泵 消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率非常少，因此采用電動(dòng)水泵后，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量可以有 所降低。卜面以最為常見的機(jī)械水泵為例，講解汽車水泵相關(guān)知識(shí)水泵的結(jié)構(gòu)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用的水泵是離心

3、式水泵，這種水泵由殼體、葉輪、軸承、泵軸、水封以及傳動(dòng)帶輪等組成。(1 )殼體 水泵殼體由鑄鐵或鑄鋁制成 。鑄鐵殼體壁厚且質(zhì)量大 ，隨著 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化要求的提高，目前只有某些商用汽車的大型發(fā)動(dòng)機(jī)上還在使用 鑄鐵殼體的水泵。很多鑄鐵殼體上還帶有部分水道和節(jié)溫器安裝室，這使得殼體的重量進(jìn)一步增加。大多數(shù)轎車水泵采用了鑄鋁殼體 ，而且殼體的尺寸越來 越小，很多殼體已經(jīng)不再具有水道的功能 。(2) 葉輪 水泵葉輪由鑄鐵等金屬或工程塑料制成，采用向后彎曲的半圓弧 、雙圓弧或多圓弧形葉片，其葉型與水流方向一致 ，泵水效率較高。鑄鐵制成的水泵葉輪質(zhì)量較大，但是機(jī)械強(qiáng)度較高，目前較多地應(yīng)用于商用汽車的大型發(fā)

4、動(dòng)機(jī)上。塑料葉輪容易實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化，而且耐腐蝕性能好 ，外形加工容易控制 ，因此越來越多的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)水泵 使用了塑料葉輪 。圖3軸連軸承(3) 軸承 水泵軸承是水泵的重要部件，有相當(dāng)一部分水泵的失效是由水泵軸承損壞引起的。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸向大功率的方向發(fā)展，水泵軸承需要具有更高的熱穩(wěn)定性、更大的承載能力以及更好的密封性，因此有些汽車水泵使用了軸連軸承(圖3)。軸連軸承實(shí)際上是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的雙支承軸承，2個(gè)支承軸承沒有內(nèi)圈，滾動(dòng)體的滾道直接加工在水泵軸上，2個(gè)支承軸承的外圈制成一個(gè)整體，兩端用密封件密封后組成軸連軸承。在承載能力相同的條件下，軸連軸承的尺寸比一般類型的軸承小；在相同尺寸的條件下

5、 軸連軸承的承載能力大于一般類型的軸承。(4) 泵軸 水泵軸一般由鍛鋼制成 。水泵葉輪安裝在泵軸的一端，泵軸通過軸承支承在水泵殼體上。水泵軸的另一端安裝傳動(dòng)帶輪，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過齒形膠帶或V形膠帶驅(qū)動(dòng)。(5) 水封 作用是密封冷卻液以免泄漏，同時(shí)將冷卻液與水泵軸承隔離，以保護(hù)軸承。目前水泵上已經(jīng)廣泛使用了雙層陶瓷水封，2片同軸安裝的陶瓷水封被螺旋彈簧壓緊貼在一起。與橡膠水封相比，陶瓷水封更耐磨損 ，使用壽命更長(zhǎng) ，但是也存在容易被冷 卻液中的硬質(zhì)顆粒擦傷的缺點(diǎn) 。雖然水封的加工得到了不斷的改進(jìn) ，但是水封損壞導(dǎo)致水 泵漏水仍然是水泵損壞的主要原因 。(6) 傳動(dòng)帶輪 根據(jù)傳動(dòng)帶的齒形不同 ，傳

6、動(dòng)帶輪可以分為齒形帶輪和V形帶輪，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)上傳動(dòng)膠帶越來越少，更多的水泵與發(fā)電機(jī) 、空調(diào)壓縮機(jī)以及轉(zhuǎn)向助力泵等共用1根齒形帶傳動(dòng)，因此齒形傳動(dòng)帶輪也越來越多。水泵的保養(yǎng)為了使車輛的保養(yǎng)更加快捷，很多汽車部件都設(shè)計(jì)成免維護(hù)形式，水泵也不例外 ，潤滑脂加注孔正逐漸從水泵上消失。即使這樣，水泵在使用保養(yǎng)過程中仍然有需要注意的地方。圖4水泵及其他部件共用傳動(dòng)膠帶(1)傳動(dòng)膠帶 與水泵采用同一根傳動(dòng)膠帶來驅(qū)動(dòng)的部件越來越多(圖4),其中某個(gè)部件出現(xiàn)問題時(shí)都會(huì)影響到其他部件。通過傳動(dòng)膠帶驅(qū)動(dòng)的各部件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng) ，振動(dòng)通過傳動(dòng)膠帶傳遞到水泵軸上 ，長(zhǎng)期的不 正常振動(dòng)可以破壞水泵的密封，因

7、此當(dāng)檢修水泵等部件時(shí)，應(yīng)該順便檢查傳動(dòng) 膠帶上的其他部件，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)排除。在安裝傳統(tǒng)的水泵傳動(dòng)膠帶時(shí)會(huì)涉 及到膠帶張緊力的問題，如果傳動(dòng)膠帶的松緊度調(diào)整不當(dāng)，會(huì)造成水泵的過早 損壞。目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)采用了傳動(dòng)膠帶張緊力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，這樣就減少了類似問題的發(fā)生。(2 )冷卻液 冷卻液對(duì)水泵的水封有一定的潤滑作用 ，如果冷卻液因?yàn)?水溫過高或含有雜質(zhì)等原因失去了潤滑作用 ，就會(huì)縮短水泵的使用壽命。質(zhì)量 差的冷卻液可能具有較強(qiáng)的腐蝕性，它對(duì)冷卻系統(tǒng)各密封部位的腐蝕作用不容 低估，能夠造成冷卻系統(tǒng)的嚴(yán)重泄漏或水溫過高等問題。水泵的常見故障在發(fā)動(dòng)機(jī)故障中，水泵的故障占有一定的比例，例如水溫過高

8、是發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障，而有相當(dāng)一部分水溫過高是由水泵的故障引起的。一般來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵在使用了1 0萬 k m左右時(shí)就進(jìn)入了故障高發(fā)期，為了保證維修質(zhì)量，很多水泵在損壞后只能采取整體更換的維修方式，只有少部分商用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵可以采取單獨(dú)更換軸承或水封等部件的維修方式。越來越多的水泵使用凸輪軸正時(shí)膠帶作為傳動(dòng)膠帶，正時(shí)膠帶的外面大都有塑料護(hù)板，因此在對(duì)車輛的日常保養(yǎng)時(shí)很難發(fā)現(xiàn)水泵的故障隱患，對(duì)水泵進(jìn)行檢修時(shí)也比較麻煩。水泵的常見故障有葉輪損壞、水泵漏水以及軸承抱死c圖5水泵葉輪開裂(1 )葉輪損壞 葉輪損壞的常見形式有葉輪開裂(圖5) 、葉輪從泵軸 上松脫或葉輪腐蝕，葉輪腐蝕一般不會(huì)造成發(fā)動(dòng)

9、機(jī)故障 。葉輪開裂或葉輪從泵 軸上松脫后，冷卻液循環(huán)速度變慢，容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高的故障 。損壞 的葉輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)還可能撞擊水泵殼體，造成殼體碎裂。葉輪損壞的原因通常是由丁發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了非正常高溫的情況 ，有些是因?yàn)?水泵葉輪的質(zhì)量問題。檢查葉輪是否損壞時(shí)，大多數(shù)水泵只能拆下后才能看到 葉輪的狀況，有些發(fā)動(dòng)機(jī)在拆下節(jié)溫器后可以用手觸摸到水泵葉輪 。(2 )水泵漏水 水泵漏水的常見部位有水封漏水和水泵與缸體的結(jié)合面漏水<水封損壞后，冷卻液一般會(huì)從泵軸處泄漏 。有些水泵在泵軸處設(shè)有溢水 孔，其作用是確定水封是否漏水和排出水泵漏出的水。當(dāng)水封損壞后，冷卻液會(huì)從溢水孔流出，如果溢水孔被堵死，泄漏的

10、冷卻液就會(huì)進(jìn)入水泵軸承內(nèi) 導(dǎo)致軸承的損壞。水泵與缸體的結(jié)合面漏水的常見原因是水泵的橡膠密封圈損壞,或水泵殼體與缸體結(jié)合面之間的密封墊損壞。防凍液具有一定的顏色并在受熱時(shí)會(huì)散發(fā) 出特殊的氣味，因此可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)能否聞到防凍液的氣味或觀察水泵 附近是否有防凍液的痕跡來判斷水泵是否泄漏。圖6氣門被活塞頂彎(3 )軸承抱死 軸承抱死的情況比較少，但是一旦出現(xiàn)軸承抱死的情況 有些利用正時(shí)膠帶驅(qū)動(dòng)水泵的發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，輕則正時(shí)膠帶損壞，重則發(fā)動(dòng)機(jī)氣門會(huì)被活塞頂彎(圖6)。水泵軸承大多是免維護(hù)軸承 ，在發(fā)生抱死之前會(huì)出現(xiàn)異響或因?yàn)檩S承偏磨導(dǎo)致水泵漏水，因此在日常檢查或例行保養(yǎng)時(shí)對(duì)水泵進(jìn)行檢查

11、非常重要，建議在更換正時(shí)齒形膠帶等相關(guān)部件時(shí) 也應(yīng)對(duì)水泵進(jìn)行檢查。需要注意的是，當(dāng)水泵附近出現(xiàn)異響時(shí)，有時(shí)會(huì)將傳 動(dòng)膠帶打滑的聲音誤認(rèn)為是水泵的聲音 。水泵安裝注意事項(xiàng)(1 )應(yīng)活楚水泵損壞的真正原因，在更換水泵之前，應(yīng)確定散熱器風(fēng)扇 節(jié)溫器以及防凍液等是否有問題 。(2 )很可能會(huì)出現(xiàn)外形相似但只適用丁不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵，因此在安裝水泵之前應(yīng)將新水泵與拆下的舊水泵進(jìn)行比較，或核對(duì)水泵的零件編號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào),以便確認(rèn)所選水泵是否適合所修車型圖7不應(yīng)涂抹過多密封條(3 )在安裝水泵時(shí)，應(yīng)該先用冷卻液潤濕水泵密封膠圈 。如果需要使用 密封膠，應(yīng)注意不要涂抹過多的密封膠(圖7)。不要為了安裝方便而涂抹潤 滑脂，這樣會(huì)腐蝕密封圈，導(dǎo)致冷卻液泄漏。(4)不要使用敲擊泵軸的方法強(qiáng)行安裝水泵 ，應(yīng)檢查水泵安裝困難的真正原 因。如果是缸體水道內(nèi)水垢過多導(dǎo)致水泵安裝困難 ，應(yīng)根據(jù)水垢情況選擇鋼絲 刷或細(xì)砂紙活潔安裝位置。在旋緊水泵安裝螺栓時(shí)，應(yīng)