专利名称：发动机冷却循环系统用离心式水泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在汽车发动机冷却系统中应用的水泵，尤其涉及一种发动机冷却循环系统用离心式水泵。
背景技术：
在汽车发动机工作过程中，会产生大量的热量，为避免发动机过热造成发动机不能正常工作，需要冷却系统对其进行适当的冷却。水泵是发动机冷却系统中的关键零部件，其作用是使发动机内的冷却液在冷却系统中进行强制循环流动，对热负荷较高的零部件进行适当的冷却，使发动机整个工作过程处于一个比较理想的温度范围内，同时可防止进气温度过高，而导致发动机的功率下降。目前的水泵大多为铸铁制、铸铝合金或塑料的水泵壳体、水泵底座，水泵底座和水泵壳体通过注塑和吹塑工艺固定连接。上述材质制造的水泵体积和重量都很大，在安装使用时，由于水泵结构的限制，导致水泵工作效率低，油耗以及C02排放超标，难以满足现代发动机的排放法规要求。壳体内的叶轮多采用铸铁或铸铝铸造，同样存在成本高的缺点，同时由于壳体和叶轮长期浸泡在水中容易锈蚀，影响使用寿命，降低水泵的工作效率。此外，现有技术中水泵的叶片大多为圆柱形叶片，低速时容易出现驼峰和气蚀现象，驼峰现象使得泵内流速高，冲击损失值大；气蚀现象使得泵壳及叶轮表面斑痕及裂缝，发出噪声，进而使泵体震动，密封性差，最终造成水泵工作效率低，发动机散热性能差，发动机整体效率不高，影响其性能。
实用新型内容为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种体积小、重量轻且保证工作效率的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其成本低，使用寿命长。为实现上述目的，本实用新型的发动机冷却循环系统用离心式水泵，包括碳纤维制的壳体、用于支撑壳体的金属材质的底座，所述底座与壳体一体固连，在壳体内设有由空心轴带动旋转以进行泵水的叶轮机构，在壳体的顶端设有与空心轴固连的由外部动力机构带动旋转的皮带轮。作为对上述方式的限定，所述壳体与底座注塑和吹塑固连。作为本实用新型的叶轮机构的一种结构，所述的叶轮机构包括固连在空心轴进水端的叶轮叶片，在空心轴上固定设有对进入壳体内的水进行螺旋输送的螺旋叶片。作为对上述方式的限定，所述的螺旋叶片与空心轴轴线的螺旋夹角为70° —85。。作为对上述方式的限定，在叶轮叶片与螺旋叶片之间的空心轴固定设有用于增大水流流速与流量的隔板，所述隔板的宽度是叶轮进水口直径的2/3。作为对上述方式的进一步限定，隔板朝向螺旋叶片的一侧与空心轴轴线之间的夹角为 60。一75。。[0012]作为对本实用新型的限定，空心轴通过轴连轴承转动的连接设置在壳体内。作为对上述方式的限定，在壳体与轴连轴承之间设有套装在轴连轴承上的水封。采用如上技术方案，其效果如下(I)壳体与底座分层设置，同时壳体采用碳纤维材质的轻量化设计，能够降低油耗，节约能源；底座采用钢板或者铸铝合金制成，具有防震、耐磨损的特点，可以延长水泵整体的使用寿命；(2)螺旋叶片结构的设置，可降低水泵工作时传递到叶轮及壳体的冲击波，减少驼峰和气蚀现象的产生，提高水泵的工作效率；(3)设置隔板，可使水流从叶轮进入壳体时产生压力，增大水流的流速与流量；(4)隔板内侧成倾斜角，可使水流由叶轮进入壳体时起到导向作用，减缓水流对壳体的冲击力，减少气蚀现象的产生；综上可见，本实用新型质量轻、体积小、强度高、变形量小，同时可以有效减少气蚀现象的产生，延长泵体的使用寿命。
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作更进一步详细说明
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型叶轮机构的结构示意图；图3是图2的另一角度下的结构示意图；图4是本实用新型水封的结构示意图；图5是本实用新型轴连轴承的结构示意图；图6是本实用新型工作时的示意图。图中1、壳体；2、底座；3、皮带轮；4、空心轴；5、轴连轴承；6、叶轮叶片；7、隔板；
8、螺旋叶片；9、水封。
具体实施方式
本实施例涉及的发动机冷却循环系统用离心式水泵，由
图1所示,其整体结构包括壳体1、用于支撑壳体I的底座2，其中，为便于轻量化设计，壳体I采用碳纤维材质制成，底座2为钢板或铸铝合金等金属材质制成，二者之间通过注塑和吹塑工艺一体制成。在壳体I内部转动设有空心轴4，空心轴4的一端由壳体I伸出后，固定连接有皮带轮3，皮带轮3通过外部动力机构带动旋转,进而带动空心轴4旋转,壳体I和空心轴4是通过轴连轴承5连接，空心轴4与壳体I的端口之间通过水封9密封。在空心轴4上固定设有叶轮机构，该叶轮机构实现了泵水效果，由图2、图3所示，本实施例的叶轮机构包括固连在空心轴4进水端的叶轮叶片6，在空心轴4上固定设有对进入壳体I内的水进行螺旋输送的螺旋叶片8。其中，为保证正常的进水压力，叶轮叶片6为六个至八个，本实施例中采用八个，各个叶轮叶片以空心轴4的轴线为中心均匀的旋转分布在空心轴4上。螺旋叶片8厚1-1. 5mm,沿空心轴4向发动机缸体前端方向左旋设置，且螺旋叶片8和空心轴4的轴线的螺旋夹角为为70°至85°。在叶轮叶片6与螺旋叶片8之间的空心轴4固定设有用于增大水流流速与流量的隔板7，隔板7朝向螺旋叶片8的一侧的端面与空心轴4轴线之间的夹角为60°至75。，该角度给水流从叶轮叶片6进入壳体I时起到导向作用，减缓液体对壳体I的冲击力，减小气蚀的产生。 此外，空心轴4通过轴连轴承5转动的连接设置在壳体I内，轴连轴承5的结构如图5所示，而为了实现空心轴4与壳体I之间的密封，在壳体I与轴连轴承5之间设有套装在轴连轴承5上的水封9,水封9结构如图4所示,水封9为整体式陶瓷石墨材质,可减少叶轮加工、方便装配，有效的防止轴扯漏水和吸入空气，提升了水泵的可靠性。本实施例在工作时如图6所示，外部发动机通过带动皮带轮3的运行进而带动叶轮叶片6转动,冷却液体就在叶轮叶片6的离心作用下依次通过隔板7、螺旋叶片8、流入到壳体I内，此过程中由于螺旋叶片8沿空心轴4(发动机缸体前端方向，即图6中的A向)向左旋转，同时螺旋叶片8与空心轴4的轴向的螺旋夹角a为70° — 85°，因此水流可以在螺旋叶片8的作用下既降低传递到叶轮及壳体I的冲击波，减少驼峰和气蚀现象的产生，保证水流以最小的损失集中至出口，提高水泵的工作效率，同时又避免产生涡流，使冷却液顺利分离，有效减少能量损失。本实用新型结构简单，重量轻、体积小，能够保证进水的水流量与流速，同时延长设备的使用寿命，降低运行的油耗。
权利要求1.一种发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于包括碳纤维制的壳体(I)、用于支撑壳体(I)的金属材质的底座(2 ),所述底座(2 )与壳体(I) 一体固连,在壳体(I)内设有由空心轴(4 )带动旋转以进行泵水的叶轮机构，在壳体(I)的顶端设有与空心轴(4 )固连的由外部动力机构带动旋转的皮带轮(3)。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于所述壳体Cl)与底座(2)注塑或吹塑固连。
3.根据权利要求1或2所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于所述的叶轮机构包括固连在空心轴(4 )进水端的叶轮叶片(6 )，在空心轴(4 )上固定设有对进入壳体(I)内的水进行螺旋输送的螺旋叶片(8)。
4.根据权利要求3所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于所述的螺旋叶片(8)与空心轴(4)轴线的螺旋夹角为70° — 85°。
5.根据权利要求4所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于在叶轮叶片(6)与螺旋叶片(8)之间的空心轴(4)固定设有用于增大水流流速与流量的隔板(7)，所述隔板(7)的宽度是叶轮进水口直径的2/3。
6.根据权利要求5所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于所述隔板(7)朝向螺旋叶片(8)的一侧与空心轴(4)轴线之间的夹角为60° — 75°。
7.根据权利要求1所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于所述的空心轴(4)通过轴连轴承(5)转动的连接设置在壳体(I)内。
8.根据权利要求7所述的发动机冷却循环系统用离心式水泵，其特征在于在壳体(I)与轴连轴承(5 )之间设有套装在轴连轴承(5 )上的水封(9 )。
专利摘要本实用新型公开了一种发动机冷却循环系统用离心式水泵，包括碳纤维制的壳体、用于支撑壳体的金属材质的底座，所述底座与壳体一体固连，在壳体内设有由空心轴带动旋转以进行泵水的叶轮机构，在壳体的顶端设有与空心轴固连的由外部动力机构带动旋转的皮带轮。本实用新型质量轻、体积小、强度高，能够保证水泵的工作效率。本实用新型适用于各类汽车发动机的冷却循环系统使用。
文档编号F04D29/42GK202867338SQ20122037464
公开日2013年4月10日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者朱泮桥, 屈伟, 边锋, 胡洪涛, 王鹏 申请人:长城汽车股份有限公司