汽車發(fā)動機水泵

1、汽車發(fā)動機水泵水泵是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的重要部件，它的作用是泵送冷卻液，使冷卻液在發(fā)動機的冷卻水道內(nèi)快速流動，以帶走發(fā)動機工作時產(chǎn)生的熱量，保持發(fā)動機正常工作溫度。水泵的泵水量很大，例如一臺V8發(fā)動機的水泵，怠速時的泵水量大約是750L/h0水泵的分類圖1機械水泵根據(jù)驅(qū)動方式的不同，水泵一般分為機械水泵（圖1）和電動水泵（圖2）目前大多數(shù)發(fā)動機采用機械水泵，在一些新開發(fā)的技術(shù)含量較高的發(fā)動機上已經(jīng)使用了電動水泵，例如寶馬6系（E63）搭載的發(fā)動機。圖2電動水泵及安裝位置（1）機械水泵發(fā)動機的轉(zhuǎn)速成正比大負(fù)荷工況下工作時,它的轉(zhuǎn)速和當(dāng)發(fā)動機在高速機械水泵由發(fā)動機曲軸通過傳動膠帶驅(qū)動。機械水泵的工作方

2、式有優(yōu)點也有缺點,發(fā)動機產(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)動機的冷卻能力；當(dāng)發(fā)動機在低速大負(fù)荷工況下工作時，例如牽引其他車輛或開空調(diào)，此時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低導(dǎo)致水泵的轉(zhuǎn)速也低，這樣就降低了發(fā)動機的冷卻能力。(2)電動水泵電動水泵由發(fā)動機控制單元通過電流控制，它不受當(dāng)時發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響，可以根據(jù)發(fā)動機的實際冷卻需要靈活工作。由于電動水泵消耗的發(fā)動機功率非常少，因此采用電動水泵后，發(fā)動機的燃油消耗量可以有所降低。卜面以最為常見的機械水泵為例，講解汽車水泵相關(guān)知識水泵的結(jié)構(gòu)汽車發(fā)動機使用的水泵是離心式水泵，這種水泵由殼體、葉輪、軸承、泵軸、水封以及傳動帶輪等組成。(1)

3、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，隨著對發(fā)動機輕量化要求的提高，目前只有某些商用汽車的大型發(fā)動機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，但是機械強度較高，目前較多地應(yīng)用于商用汽車的大型發(fā)動機上。塑料葉輪容易實現(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

4、機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)動機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)。軸連軸承實際上是一種結(jié)構(gòu)簡化的雙支承軸承，2個支承軸承沒有內(nèi)圈，滾動體的滾道直接加工在水泵軸上，2個支承軸承的外圈制成一個整體，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??；在相同尺寸的條件下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

5、承在水泵殼體上。水泵軸的另一端安裝傳動帶輪，由發(fā)動機曲軸通過齒形膠帶或V形膠帶驅(qū)動。(5)水封作用是密封冷卻液以免泄漏，同時將冷卻液與水泵軸承隔離，以保護軸承。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，但是也存在容易被冷卻液中的硬質(zhì)顆粒擦傷的缺點。雖然水封的加工得到了不斷的改進，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)傳動帶輪根據(jù)傳動帶的齒形不同，傳動帶輪可以分為齒形帶輪和V形帶輪，隨著發(fā)動機上傳動膠帶越來越少，更多的水泵與發(fā)電機、空調(diào)壓縮機以及轉(zhuǎn)向助力泵等共用1根齒形帶傳動，因此齒形傳動

6、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)計成免維護形式，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膠帶(1)傳動膠帶與水泵采用同一根傳動膠帶來驅(qū)動的部件越來越多(圖4),其中某個部件出現(xiàn)問題時都會影響到其他部件。通過傳動膠帶驅(qū)動的各部件在工作時會產(chǎn)生不同頻率的振動，振動通過傳動膠帶傳遞到水泵軸上，長期的不正常振動可以破壞水泵的密封，因此當(dāng)檢修水泵等部件時，應(yīng)該順便檢查傳動膠帶上的其他部件，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時排除。在安裝傳統(tǒng)的水泵傳動膠帶時會涉及到膠帶張緊力的問題，如果傳動膠帶的松緊度調(diào)整不

7、當(dāng)，會造成水泵的過早損壞。目前大多數(shù)發(fā)動機上已經(jīng)采用了傳動膠帶張緊力自動調(diào)節(jié)裝置，這樣就減少了類似問題的發(fā)生。(2)冷卻液冷卻液對水泵的水封有一定的潤滑作用，如果冷卻液因為水溫過高或含有雜質(zhì)等原因失去了潤滑作用，就會縮短水泵的使用壽命。質(zhì)量差的冷卻液可能具有較強的腐蝕性，它對冷卻系統(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)動機故障中，水泵的故障占有一定的比例，例如水溫過高是發(fā)動機的常見故障，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)動機的水泵在使用了10萬km左右時就進入了故障高發(fā)期，為了保證維修質(zhì)量，很多水泵在損壞后只能采取整

8、體更換的維修方式，只有少部分商用汽車發(fā)動機的水泵可以采取單獨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膠帶作為傳動膠帶，正時膠帶的外面大都有塑料護板，因此在對車輛的日常保養(yǎng)時很難發(fā)現(xiàn)水泵的故障隱患，對水泵進行檢修時也比較麻煩。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，葉輪腐蝕一般不會造成發(fā)動機故障。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)動機溫度過高的故障。損壞的葉輪在旋轉(zhuǎn)時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于發(fā)動機出現(xiàn)了非正常高溫的

9、情況，有些是因為水泵葉輪的質(zhì)量問題。檢查葉輪是否損壞時，大多數(shù)水泵只能拆下后才能看到葉輪的狀況，有些發(fā)動機在拆下節(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，冷卻液會從溢水孔流出，如果溢水孔被堵死，泄漏的冷卻液就會進入水泵軸承內(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會散發(fā)出特殊的氣味，因此可以通過發(fā)動機工作時能否聞到

10、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膠帶驅(qū)動水泵的發(fā)動機就會出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，輕則正時膠帶損壞，重則發(fā)動機氣門會被活塞頂彎(圖6)。水泵軸承大多是免維護軸承，在發(fā)生抱死之前會出現(xiàn)異響或因為軸承偏磨導(dǎo)致水泵漏水，因此在日常檢查或例行保養(yǎng)時對水泵進行檢查非常重要，建議在更換正時齒形膠帶等相關(guān)部件時也應(yīng)對水泵進行檢查。需要注意的是，當(dāng)水泵附近出現(xiàn)異響時，有時會將傳動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(1)應(yīng)清楚水泵損壞的真正原因節(jié)溫器以及防凍液等是否有問題。,在更換水泵之前，應(yīng)確定散熱器風(fēng)扇(2)很可能會出現(xiàn)外形相似但只適用于不同型號發(fā)動機的水泵，因此在安裝水泵之前應(yīng)將新水泵與拆下的舊水泵進行比較，或核對水泵的零件編號和發(fā)動機的型號，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，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)砂紙清潔安裝位置。在旋緊水泵安裝螺栓時，