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)發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵，怠速時(shí)的泵水量大約是 。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）和電動(dòng)水泵（圖）。目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用機(jī)械水泵，在一些新開(kāi)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，例如寶馬系（）搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)。圖2 電動(dòng)水泵及安裝位置（）機(jī)械水泵機(jī)械水泵由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)傳動(dòng)膠帶驅(qū)動(dòng)，它的轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。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)在高速大負(fù)荷工況下工作時(shí)，發(fā)

2、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(kāi)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。（）電動(dòng)水泵電動(dòng)水泵由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)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。由于電動(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。下面以最為常見(jiàn)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。（）殼體水泵殼體由鑄鐵或鑄

3、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(lái)越小，很多殼體已經(jīng)不再具有水道的功能。（）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)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(lái)越多的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)水泵使用了塑料葉輪。

4、圖3 軸連軸承（）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）。軸連軸承實(shí)際上是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的雙支承軸承，個(gè)支承軸承沒(méi)有內(nèi)圈，滾動(dòng)體的滾道直接加工在水泵軸上，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??；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。（）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(guò)軸承支承在水泵殼體上。水泵軸的另一

5、端安裝傳動(dòng)帶輪，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)齒形膠帶或形膠帶驅(qū)動(dòng)。（）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，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。（）傳動(dòng)帶輪根據(jù)傳動(dòng)帶的齒形不同，傳動(dòng)帶輪可以分為齒形帶輪和形帶輪。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)上傳動(dòng)膠帶越來(lái)越少，更多的水泵與發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)以及轉(zhuǎn)向助力泵等共用根齒形帶傳動(dòng)，因此齒形傳動(dòng)帶輪也越來(lái)越多。水泵的保養(yǎng)為了使車輛的保

6、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(rùn)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(guò)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（）傳動(dòng)膠帶與水泵采用同一根傳動(dòng)膠帶來(lái)驅(qū)動(dòng)的部件越來(lái)越多（圖），其中某個(gè)部件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)都會(huì)影響到其他部件。通過(guò)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(guò)早損壞。目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)

7、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(wèn)題的發(fā)生。（）冷卻液冷卻液對(duì)水泵的水封有一定的潤(rùn)滑作用，如果冷卻液因?yàn)樗疁剡^(guò)高或含有雜質(zhì)等原因失去了潤(rùn)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(guò)高等問(wèn)題。 水泵的常見(jiàn)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(guò)高是發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障，而有相當(dāng)一部分水溫過(guò)高是由水泵的故障引起的。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵在使用了萬(wàn) 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

8、可以采取單獨(dú)更換軸承或水封等部件的維修方式。越來(lái)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(jiàn)故障有葉輪損壞、水泵漏水以及軸承抱死。圖5 水泵葉輪開(kāi)裂（）葉輪損壞葉輪損壞的常見(jiàn)形式有葉輪開(kāi)裂（圖）、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)機(jī)故障。葉輪開(kāi)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(guò)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于發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了非正常高溫的情況，有些是因?yàn)樗萌~輪的質(zhì)量問(wèn)題。檢查葉輪是否損

9、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。（）水泵漏水水泵漏水的常見(jiàn)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(jiàn)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(guò)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(lái)判斷

10、水泵是否泄漏。圖6 氣門(mén)被活塞頂彎（）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(mén)會(huì)被活塞頂彎（圖）。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)（）應(yīng)清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(wèn)題。（）很可能會(huì)出現(xiàn)外形相似但只適用于不同型號(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(guò)多密封條（）在安裝水泵時(shí)，應(yīng)該先用冷卻液潤(rùn)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(guò)多的密封膠（圖）。不要為了安裝方便而涂抹潤(rùn)滑脂，這樣會(huì)腐蝕密封圈，導(dǎo)致冷卻液泄漏。（）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(guò)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(shí)，應(yīng)根