发动机水泵构造原理与检修

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1、發動機水泵構造原理與檢修水泵是發動機冷卻系統的重要部件，它的作用是泵送冷卻液，使冷卻液在發動機的冷卻水道內快速流動，以帶走發動機工作時產生的熱量，保持發動機正常工作溫度。水泵的泵水量很大，例如一台V8發動機的水泵，怠速時的泵水量大約是750L/h。水泵的分類圖1機械水泵根據驅動方式的不同，水泵一般分為機械水泵（圖１）和電動水泵（圖２）。目前大多數發動機採用機械水泵，在一些新開發的技術含量較高的發動機上已經使用了電動水泵，例如寶馬6系（Ｅ63）搭載的發動機。圖2 電動水泵及安裝位置（１）機械水泵　機械水泵由發動機曲軸通過傳動膠帶驅動，它

2、的轉速和發動機的轉速成正比。機械水泵的工作方式有優點也有缺點。當發動機在高速大負荷工況下工作時，發動機產生的熱量多，水泵的高轉速使冷卻液的迴圈流量增大，這樣正好能夠提高發動機的冷卻能力；當發動機在低速大負荷工況下工作時，例如牽引其他車輛或開空調，此時發動機的轉速低導致水泵的轉速也低，這樣就降低了發動機的冷卻能力。（２）電動水泵　電動水泵由發動機控制單元通過電流控制，它不受當時發動機轉速的影響，可以根據發動機的實際冷卻需要靈活工作。由於電動水泵消耗的發動機功率非常少，因此採用電動水泵後，發動機的燃油消耗量可以有所降低。　　下面以最為常見

3、的機械水泵為例，講解汽車水泵相關知識。 　　水泵的結構汽車發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）殼體　水泵殼體由鑄鐵或鑄鋁製成。鑄鐵殼體壁厚且品質大，隨著對發動機輕量化要求的提高，目前只有某些商用汽車的大型發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溫器安裝室，這使得殼體的重量進一步增加。大多數轎車水泵採用了鑄鋁殼體，而且殼體的尺寸越來越小，很多殼體已經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製成，採用向後彎曲的半圓弧、雙圓弧或多圓弧形葉

4、片，其葉型與水流方向一致，泵水效率較高。鑄鐵製成的水泵葉輪品質較大，但是機械強度較高，目前較多地應用于商用汽車的大型發動機上。塑膠葉輪容易實現小型化和輕量化，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動機水泵使用了塑膠葉輪。圖3 軸連軸承（３）軸承　水泵軸承是水泵的重要部件，有相當一部分水泵的失效是由水泵軸承損壞引起的。隨著發動機逐漸向大功率的方向發展，水泵軸承需要具有更高的熱穩定性、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構簡化的雙支承軸承，２個支承軸承沒有內圈，滾

5、動體的滾道直接加工在水泵軸上，２個支承軸承的外圈製成一個整體，兩端用密封件密封後組成軸連軸承。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，軸連軸承的承載能力大於一般類型的軸承。（４）泵軸　水泵軸一般由鍛鋼製成。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帶輪，由發動機曲軸通過齒形膠帶或Ｖ形膠帶驅動。（５）水封　作用是密封冷卻液以免洩漏，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

6、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，但是水封損壞導致水泵漏水仍然是水泵損壞的主要原因。 （６）傳動帶輪　根據傳動帶的齒形不同，傳動帶輪可以分為齒形帶輪和Ｖ形帶輪。隨著發動機上傳動膠帶越來越少，更多的水泵與發電機、空調壓縮機以及轉向助力泵等共用１根齒形帶傳動，因此齒形傳動帶輪也越來越多。水泵的保養為了使車輛的保養更加快捷，很多汽車部件都設計成免維護形式，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，水泵在使用保養過程中仍然有需要注意的地方。圖4 水

7、泵及其他部件共用傳動膠帶（１）傳動膠帶　與水泵採用同一根傳動膠帶來驅動的部件越來越多（圖４），其中某個部件出現問題時都會影響到其他部件。通過傳動膠帶驅動的各部件在工作時會產生不同頻率的振動，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，因此當檢修水泵等部件時，應該順便檢查傳動膠帶上的其他部件，發現問題應及時排除。在安裝傳統的水泵傳動膠帶時會涉及到膠帶張緊力的問題，如果傳動膠帶的鬆緊度調整不當，會造成水泵的過早損壞。目前大多數發動機上已經採用了傳動膠帶張緊力自動調節裝置，這樣就減少了類似問題的發生。（２）冷卻液　冷

8、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等原因失去了潤滑作用，就會縮短水泵的使用壽命。品質差的冷卻液可能具有較強的腐蝕性，它對冷卻系統各密封部位的腐蝕作用不容低估，能夠造成冷卻系統的嚴重洩漏或水