专利名称：一种结构紧凑的发动机冷却水泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离心式水泵，特别是涉及一种发动机冷却系统的水泵。
背景技术：
为了保证发动机的工作可靠、稳定、耐久，需要一套冷却系统使发动机的关键部件 保持在一定温度范围内。水泵为发动机冷却系统中的关键部件，其性能和结构直接影响发 动机和性能和在整车上的布置。水泵的体积大小，在很大程度上取决于其涡壳的尺寸大小，而涡壳尺寸大小又取 决于其涡室形线的设计。一般水泵，为了便于加工，其涡室形线多为阿基米德曲线。《通风 机实用技术手册》(商景泰主编，机械工业出版社，2005. 4)公开了涡室的计算方法和阿基米 德方程式，以及等边基圆和不等边基圆的近似画法。如图1所示，以阿基米德螺旋线方程推导出蜗壳张开度A，在叶轮中央以边长a = A/4作正方形，4段圆弧的半径分别为Ra = R2+3. 5a, Rb = R2+2. 5a,Rc = R2+1. 5a, Rd = R2+0. 5a其中R2为基圆半径。用此方法所绘制的螺旋线，两相邻的圆弧段的切点并不在Φ = π/2，π,3π/2, 2π处，而是在与圆弧段上Φ = 31/2, π ,3 π/2,2 π相隔0· 5a处。由于利用阿基米德曲线的涡室形线B的水泵，由于体积较大，不能满足在小型发 动机冷却系统上布置。因此，需要一种新的形线，在满足发动机冷却系统对水泵的性能要求 情况下，减少水泵涡壳的整体尺寸。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑的发动机冷却水泵，通过改变水泵涡室 形状，减少水泵涡壳的尺寸，满足小型发动机冷却系统对水泵的布置要求。本实用新型技术方案是一种结构紧凑的发动机冷却水泵，包括水泵涡壳和叶轮， 所述水泵涡壳涡室的形状采用如下方法绘制的形线将整个圆周以经过基圆中心均分为 I-VIII八个区，每个区相对于基圆中心夹角为45°，I区和VII区的曲线为阿基米德曲线； 从II区到VI区，在前一区曲线与区分界线交点处作一条垂直于该区分界线的直线，并以半 径大于前一区曲线半径1-3毫米从所述交点作一条与所述直线在该交点相切的形线圆弧 段交接于下一个区的区分界线。通过方法设计的涡室形线，由于后一分区的弧段与前一区 的弧段不再相切，相邻两弧段在相接点的切线夹角小于180°，所以采用该涡室形线的水泵 涡壳体积更小。所述相邻两形线圆弧段之间设有一个过渡圆弧，其起点和终点分别相接于相邻两 形线圆弧段，并且其相对于所述基圆中心的夹角为5° -20° ；作为一种优选方案，所述过渡 圆弧的起点、终点相对于所述基圆中心的夹角在II区和III区分界线处为6°，其余各区分界线处为15° ；其半径在180°处与基圆半径一致，随着角度的递减其半径依次递减Imm ； 随着角度递增其半径依次递增1mm。通过该过渡圆弧使相邻两弧段的形成的夹角进行了圆 滑过渡，减少了水泵流体动能的损失，可以有效提高水泵的效率。作为优选，所述从II区到VI区的形线圆弧段，其后一区的形线圆弧段半径比前一 区形线圆弧半径大2毫米。通过该参数设置，使水泵在性能和体积之间得到了优化和平衡， 满足了小型发动机冷却系统对水泵的性能和体积要求。
图1为水泵涡室采用等基圆法绘制的近似阿基米德曲线；图2为本实用新型的涡室形线示意图；图3为本实用新型的涡室形线与采用等基圆法绘制的近似阿基米德曲线对比示 意图；图4为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。参见图4，一种结构紧凑的发动机冷却水泵，包括涡壳1、叶轮2、轴联轴承3、水泵 轮毂4。所述涡壳1上设有涡室Ia和轴承孔lb。所述叶轮3安装在所述轴联轴承3的头 部，所述轴联轴承3可旋转地安装在涡壳1的轴承孔Ib上。所述涡室Ia形状采用如下方 法绘制的形线参见图2，将整个圆周以经过基圆D中心均分为I-VIII八个区，每个区相对 于基圆D中心夹角为45°，I区和VII区的曲线为阿基米德曲线B ；从II区开始，在II区 阿基米德曲线B与III区分界线交点PO处作一条垂直于该区分界线的直线Li，并以II区 阿基米德曲线B圆弧半径加2毫米为半径从所述交点PO作一条与所述直线Ll在该交点PO 相切的形线圆弧段Vl交接于III区与IV区的区分界线，交点为Pl ；同样地，依次作形线圆 弧段V2、V3、V4和V5，形成基本的涡室形线Bl。在所述阿基米德曲线B和形线圆弧段Vl之间、形线圆弧段Vl和形线圆弧段V2之 间、形线圆弧段V2和形线圆弧段V3之间、形线圆弧段V3和形线圆弧段V4之间、形线圆弧 段V4和形线圆弧段V5之间分别作一条与两相邻形线圆弧段相接的过渡圆弧C ；该过渡圆 弧C，其圆心角在II区和III区分界线处为6°、其余各区分界线处为15°，其半径在180° 处与基圆半径一致，随着角度的递减其半径依次递减Imm ；随着角度递增其半径依次递增 1mm，使相邻两弧段形成较好的圆滑过渡。参见图3，比较采用基于阿基米德曲线的等边基圆画法作出的形线B和本实用新 型的涡室形线Bi，可以看出，本实用新型的涡室形线Bl的外形尺寸较小，能形成结构更为 紧凑的水泵涡壳。
权利要求一种结构紧凑的发动机冷却水泵，包括水泵涡壳和叶轮，其特征在于所述水泵涡壳设有涡室，其形状采用如下方法绘制的形线将整个圆周以经过基圆中心均分为I-VIII八个区，每个区相对于基圆中心夹角为45°，I区和VII区的曲线为阿基米德曲线；从II区到VI区，在前一区曲线与区分界线交点处作一条垂直于该区分界线的直线，并以半径大于前一区曲线半径1-3毫米从所述交点作一条与所述直线在该交点相切的形线圆弧段交接于下一个区的区分界线。
2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的发动机冷却水泵，其特征在于所述相邻两 形线圆弧段之间设有一个过渡圆弧，其起点和终点分别相接于相邻两形线圆弧段，并且其 相对于所述基圆中心的夹角为5° -20°，其半径在180°处与基圆半径一致，随着角度的 递减其半径依次递减Imm ；随着角度递增其半径依次递增1mm。
3.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的发动机冷却水泵，其特征在于所述从II区 到VI区的形线圆弧段，其后一区的形线圆弧段半径比前一区形线圆弧半径大2毫米。
4.根据权利要求2所述的一种结构紧凑的发动机冷却水泵，其特征在于所述过渡圆 弧的起点、终点相对于所述基圆中心的夹角在II区和III区分界线处为6°，其余各区分界 线处为15°。
专利摘要本实用新型公开了一种结构紧凑的发动机冷却水泵，包括水泵涡壳和叶轮；所述水泵涡壳涡室的形状采用如下方法绘制的形线I区和VII区的曲线为阿基米德曲线；从II区到VI区，在前一区曲线与区分界线交点处作一条垂直于该区分界线的直线，并以半径大于前一区曲线半径1-3毫米从所述交点作一条与所述直线相切的曲线相交于下一个区的区分界线；在区分界线交点处有一个过渡圆弧，其起点、终点分别相接于相邻圆弧段。采用该形线的水泵涡壳在保证水泵性能的基础上减少了外形尺寸，满足了水泵在小型发动机冷却系统上布置的要求。
文档编号F04D29/42GK201621102SQ20102030090
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者宋志辉, 李书福, 李慧军, 杨健, 梁丽, 由毅, 赵福全, 陈杰 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司;浙江吉利控股集团有限公司