密封间隙对汽车冷却水泵性能影响的研究

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1、2014年第42卷第12期流体机械47文章编号：1005—0329(2014)12—0047—05密封问隙对汽车冷却水泵性能影响的研究张启华，徐媛晖，施卫东，王川(江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江212013)摘要：为探明汽车发动机冷却泵在高负荷运转条件下，普遍存在的性能指标急速下滑，甚至失效的问题，采用CFD数值计算，研究冷却泵密封间隙大小对泵性能参数的影响。分别计算了完全密封、密封问隙分别为0．2mm，0．3mm及无密封条件下的外特性参数，并作了分析对比。计算结果表明，在密封完全失效的条

2、件下，泵指标只能达到设计指标的60％，而在0．2mm间隙下，性能指标也已下降10％。考虑到冷却泵始终处于振动环境中运行，而通常的端面密封很难长时间保持有效。因此，提出一种屏蔽式的冷却泵，并初步进行了研究。关键词：冷却泵；密封间隙；性能；CFD；屏蔽中图分类号：TH311文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．12．010PreliminaryStudyontheEfectoftheSealGaponAutoCoolingPumpZHANGQi—hua，XUYu

3、an—hui，SHIWei—dong，WANGChuan(ResearchCenterofFluidMachineryEngineeringandTechnology，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Forvehicleenginecoolingpumps，toinvestigatethewidelyexistedperformancedecline，evenfailureunderhigh-loadoperatingcondition

4、s，theCFDsimulationisadoptedtoinvestigatetheeffectsofthesealgapsizeonthepumpperformance．Com—pletelyseMed，Gapsize0．2mm，0．3mm，noseal，fourdifferentsealingconditionsareinvestigatedrespectively．Theresultsshowthat，withsealfailure，thepumpperformanceisdroppedto6

5、0％ofthedesignperformance．Whileevenwith0．2mmgap，thepumpperformanceisdecreasedby10％．Consideringthatthecoolingpumpisalwaysoperatingundervibrationenvironment，anditisdificultforthecommonlyusedmechanicalsealtoguaranteesafety．Subsequently，acannedcoolingpumpstr

6、uctureisproposed，andisinvestigatedpreliminarily．Keywords：coolingpump；sealgap；performance；CFD；canned1前言组振动的影响，普通端面密封很容易失效。由于每家公司所设计的冷却泵结构各不一样，其密封冷却泵是各类机车冷却系统必需的增压循环的设计也根据具体的机车总装结构来进行布局，设备。一方面，受空间制约，需采用高转速来满足相应的密封结构也各不相同，目前很少有专门针扬程，另一方面，高转速易导致泵汽蚀性能下降。对通用密

7、封设计的研究。文献[15]通过改进某文献[1]采用前弯叶片来提高扬程，效果明显。微型车的密封材料和结构，改善了耐磨、耐热和泄以往设计人员基于经验来设计冷却泵。文献[2漏问题。～13]通过CFD对冷却泵进行优化设计和实验验冷却水泵的密封泄漏是各类机车实际运行中证，表明CFD是辅助改进汽车泵设计的重要手经常会碰到的问题。在长时间运转后由于振动摩段。文献[14]采用电控方式提高冷却泵的工作擦等因素，会导致橡胶圈逐渐失效，密封间隙逐渐效率。在高温循环水的作用下，同时泵受发动机扩大，一旦密封泄漏，对冷却泵性能将

8、产生显著影收稿日期：2014—06—30修稿日期：2014—11—04基金项目：国家自然科学基金资助项目(51309118)；江苏省自然科学基金项目(BK20130527)；中国博士后基金项目(2013M531282)江苏大学高级人才启动基金资助项目(11JDG085)