摘要：随着汽车冷却系统对汽车发动机的性能影响越来越大，使得汽车的发动机冷却系统的热负荷与可靠性研究成为了国内外对汽车研究的重点，而汽车冷却系统作为整个汽车发动机冷却系统中的主要部件，对于汽车的经济性与动力性都有着很大的影响，并且直接影响到了整个汽车性能的好坏。
关键词：汽车发动机；冷却；水泵；要点
引言：由于汽车冷却系统中的水泵对整个发动机性能的总体影响越来越大，很多学者对其的关注度也不断地提升，逐渐成为了很多学者研究的重点内容之一。同时，这也在很大程度上推动了汽车发动机冷却水泵技术的不断进步。因此，对汽车发动机冷却水泵的研究进展进行分析有着较为重要的意义。
1、汽车发动机冷却系统概述
汽车发动机冷却系统就是对引擎所产生的热量进行冷却，将引擎的温度维持在合理区间。由于汽车的发动机在运行时，温度的过高与过低都会带来一定的负面影响，使得汽车无法正常运行。在发动机运行时，会产生非常多的热量，如果不能及时进行冷却，气缸内的温度会快速升高，接近2500℃。这些热量会导致零部件温度的升高，并进行膨胀，使得各零部件之间的正常配合受到影响，使得汽车的正常运行受到干扰，严重的可能会造成爆炸事故，给车主的生命财产带来严重威胁。因此，在发动机运行的过程中，如果不能及时冷却引擎产生的热量，会大大降低发动机的可靠性、耐久性及动力性，但是在汽车的实际运行中，如果气缸的温度比较低，会使得燃烧条件发生改变，导致汽车启动的难度比较大，加重零件的磨损，还会释放出很多有害气体，对环境造成污染。汽车发动机的冷却系统是否正常，在一定程度上决定着汽车能否正常的行驶，因此有必要对汽车发动机的冷却系统进行研究。
2、制约汽车发动机冷却水泵发展的因素
2.1可靠性
发动机作为汽车的动力来源，是汽车上的核心部件，发动机冷却水泵就像是发动机的“中枢神经系统”，控制发动机的“体温”。根据功能需要，发动机水泵的寿命必须长于发动机的寿命。因此，这就要求发动机水泵及其相关部件具有极高的可靠性。由于放置发动机冷却水泵的空间有限，必然要求发动机冷却水泵在满足性能要求的前提下，尽可能的小型化、轻型化。为了减小冷却水泵的空间结构，通常采用的方法是将离心泵的轴和轴承组合更换成轴联轴承。但经验表明，由于这个改进设计降低了轴承的强度，使得轴承容易断裂。
当冷却水泵工作时，水泵叶轮产生的轴向力会随着水泵的转速发生变化。由于冷却水泵泵轴与支撑之间存在缝隙，会产生比较大的工作噪音，不利于冷却水泵的密封，而且还会降低冷却水泵的运行性能。发动机冷却水泵只有正常工作才能带走发动机运行时产生的多余热量，确保发动机不会因为温度过高而发生不可逆的后果，造成意外事故。冷却水泵必须有极高的可靠性才能确保发动机的正常运行，对发动机的寿命有着重要的影响。
2.2汽蚀破坏
跟普通的离心泵不同的是，发动机里面的冷却水泵会受转速、温度及工作环境的影响，因此在其使用的过程中更加容易发生汽蚀破坏。一旦发生汽蚀，就会产生噪声跟震动，从而降低冷却水泵的扬程跟使用效率，如果发动机冷却水泵长期在汽蚀的条件下工作，那么气泡破灭时会对叶轮产生强烈的冲击，严重的时候甚至会出现穿孔损坏现象。发动机冷却水泵的叶片上面的凹坑、麻面一般都是汽蚀破坏造成的。因此，研究发动机冷却水泵的汽蚀原因和控制措施对其发展有着重要的意义。
3、汽车发动机冷却水泵的要点分析
3.1能量性能研究
发动机冷却水泵因其特殊的工作环境，及高转速的要求，其工作效率相比普通离心泵偏低15%，而相比相关行业发展较强的国家，我国的水泵效率还要偏低10%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，这其中的明显差距，迫使我国工程师不得不对冷却水泵进行更深入的研究。近年来，许多学者通过CFD数值模拟对水泵冷却性能进行预测，有效的提高了在设计水泵时的工作效率，同时也针对性的提高了水泵设计的准确性，减少了设计人员的很多工作。为了进一步提高水泵设计的准确性，刘婷婷等研究学者对水泵里的水流作出的大胆假设，在某种意义上改进了冷却水泵的内部结构，对提高水泵的效率具有一定影响。
4.2汽蚀性能研究
发动机冷却系统发生汽蚀一般是受到温度，转速变化的影响。在高温，高转速的作业环境下产生的汽蚀现象越发严重，而且汽蚀也会对流过得部件造成腐蚀。最直观的体现为汽车冷凝管接口处。通过很多学者研究发现：可通过增大叶轮面积，增大叶轮进水位置的直径，减少流体的绝对速度，增大叶轮出口位置的宽度等可有效减少叶轮对汽车水泵产生的汽蚀作用。江苏某大学在此基础上来做了专门的课题研究，通过减小叶轮进口位置的安置角度，改变叶片，增大叶片进口位置接触流体的面积，减小进水位置的流动速度等可大大提高冷却水泵的抗汽蚀作用。
3.3可靠性性研究
冷却水泵的可靠性决定了冷却系统的稳定性，保证汽车整体的安全性，最突出的体现例如：现在不同品牌公司生产的汽车因冷却系统质量的不同，而影响到了汽车整体的品质。好的冷却系统，不仅能保护好流体经过的所有零部件，还能提升设备整体的工作性能，将产品的功效实现最大化。众所周知，德系车的冷却效果要远远比美系车的效果好，分析其原因，是由于德系车在发动机温度高，外部环境温度的处理上把冷却系统实现智能化，能够做到精准控制，从而保证冷却水泵的可靠性。又例如，我们从冷却水泵的密封性能来说，当发动机出现漏水的情况时，我们很容易推断出是冷却水泵泄露导致。因冷凝液体易在密封不够的情况下渗进轴承，使润滑油流掉浪费，增大轴承间的摩擦而造成损坏。而汽车水泵的高温高速运转，很容易使得水泵内液压不均匀影响密封性能，从而影响冷却水泵的可靠性。为改进这一隐患，经研究后采用的措施为：选用粘附性强材质的润滑油，减少水流通过的流失；减少水泵密封装置在高温高转速下的作业机会等。
4、汽车发动机冷却水泵的发展趋势
4.1智能自动电气水泵的开发与应用
近几年来，一些汽车工程师研发的旋片式泵，具有受外部环境影响小的特点，因此特别适用于发动机这种转速变化大的环境，也更能稳定住冷却水泵的性能。另一些工程师研发的电动冷却系统，能在电控环境下，智能控制温度，使得其能量使用可减少40%，因此，智能自动电气水泵的开发与应用，将具有广阔的发展空间。
4.2水泵零部件的标准、系统化发展
因传统水泵的作用环境受限，而结构形状却很复杂，从而使得想要对其零部件采取拆卸维修组装就显得特别困难。因此，要对水泵及其零部件结构设计尽量简化，尽量具有模块通性，尽量标准化，才能尽可能的减少设计时间与维修周期，提高零部件通用使用率，减少生产水泵及零部件的成本。目前，我国工程师虽提高了标准，系统化生产的技术能力，但很多先进的零部件还得从其他国家进口。因此，现已有学者认为可通过融入计算机信息技术至国内的生产制造，进而实现发动机生产的创新，提高生产能力。形成以计算机通信与水泵模块样板的新产业。
结束语
综上所述，随着我国汽车制造技术的不断发展以及汽车的迅速普及，使得人们对于整个汽车的发动机有着越来越高的要求，而作为汽车发动机核心的冷却系统，更需要相关研究人员进行深入研究与探索。
参考文献：
[1]万渤华.不同汽车发动机冷却系统的节能减排效益及安全性分析[J].安全与环境工程，2017.
[2]宛东.浅谈汽车发动机冷却系统故障诊断与维修[J].内燃机与配件，2016.
[3]李维强，李伟，施卫东，季磊磊，赵晓凡.汽车发动机冷却水泵的研究进展[J].排灌机械工程学报，2016.
论文作者:羿兰贵,曾国米,陈举,罗洪清
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：水泵论文; 发动机论文; 汽车论文; 汽车发动机论文; 系统论文; 叶轮论文; 性能论文; 《基层建设》2019年第26期论文;