CN104832461A - 发动机的水泵及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的水泵，包括壳体、安装于所述壳体内的驱动轴、安装于所述驱动轴上的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括轴流叶轮和离心叶轮，所述轴流叶轮和所述离心叶轮间隔安装于所述驱动轴上，所述壳体上具有出水口、位于所述轴流叶轮和所述离心叶轮之间的主进水口、靠近所述轴流叶轮的副进水口，所述壳体内形成第一水道和第二水道，所述第一水道依次经过所述副进水口、所述轴流叶轮以及所述离心叶轮，所述第二水道自所述主进水口延伸至所述离心叶轮所在的位置处。上述水泵的离心叶轮处不容易因低压而出现汽蚀现象。本发明还公开了一种发动机。

Description

发动机的水泵及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机的水泵。本发明还涉及一种发动机。

背景技术

水泵是发动机冷却系统的冷却液循环的动力源，传统的发动机冷却系统主要用于保证缸体、缸盖等火力面的冷却以及冬季的车内采暖；而对于一些新的发动机技术路线来说，发动机冷却系统则肩负了更多的责任，例如EGR冷却、尿素喷嘴冷却、进气中冷、尿素箱解冻等任务。随着冷却系统的任务日趋复杂，水泵作为冷却系统的动力源，我们对其性能也提出了越来越高的要求。

随着发动机技术的发展，EGR、SCR、增压中冷等技术的逐步普及，发动机冷却系统的循环水路也日趋复杂，对水泵的流量和扬程的需求也日渐增高。

传统的发动机的水泵，主要采用单级离心泵驱动冷却液的循环，如若要增加水泵的流量和扬程，通常只能通过加大叶轮直径、增加叶轮高度、增大水泵转速等方法来实现，但此种方式会导致叶片背面的水流速度急剧增加，进而会导致叶轮入口处的压力大幅下降，当叶轮入口压力下降至冷却液的气化压力之下，冷却液就会迅速在该低压区形成汽化气泡，当汽化气泡运行至高压区时，则会迅速破裂，原气泡区会形成瞬间真空区，周围的冷却液则会迅速填补该真空区，进而会对周围的泵腔和叶轮造成爆裂性冲击和破坏，最终形成汽蚀现象，导致水泵的结构被破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机的水泵，该水泵工作时不容易出现汽蚀现象。本发明的另一目的是提供一种包含上述水泵的发动机。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机的水泵，包括壳体、安装于所述壳体内的驱动轴、安装于所述驱动轴上的叶轮，所述叶轮包括轴流叶轮和离心叶轮，所述轴流叶轮和所述离心叶轮间隔安装于所述驱动轴上，所述壳体上具有出水口、位于所述轴流叶轮和所述离心叶轮之间的主进水口、靠近所述轴流叶轮的副进水口，所述壳体内形成第一水道和第二水道，所述第一水道依次经过所述副进水口、所述轴流叶轮以及所述离心叶轮，所述第二水道自所述主进水口延伸至所述离心叶轮所在的位置处。

优选的，在上述水泵中，所述副进水口沿着所述驱动轴的轴线与所述轴流叶轮正对。

优选的，在上述水泵中，所述轴流叶轮的侧壁与所述壳体的内壁之间具有防碰间隙，所述防碰间隙的尺寸小于预设值。

优选的，在上述水泵中，所述轴流叶轮安装于所述驱动轴的末端处。

优选的，在上述水泵中，所述壳体包括第一壳体以及与所述第一壳体密封连接的第二壳体，所述出水口、所述副进水口和所述主进水口均设置于所述第一壳体上，所述驱动轴的两端分别位于所述第一壳体内和所述第二壳体内。

优选的，在上述水泵中，所述离心叶轮位于所述第一壳体和所述第二壳体的连接位置处。

优选的，在上述水泵中，所述第二壳体上具有溢流孔，所述溢流孔的一端与所述第二壳体的轴承腔连通。

优选的，在上述水泵中，所述第二壳体上具有进气孔，所述进气孔的一端与所述第二壳体的轴承腔连通，另一端与大气连通。

优选的，在上述水泵中，还包括储液盖，所述第二壳体上具有储液槽，所述储液槽位于所述第二壳体的轴承腔的下方，所述储液盖封堵于所述储液槽内，且所述储液槽与所述轴承腔通过所述溢流孔连通。

一种发动机，包括水泵，所述水泵为上述任一项所述的水泵。

采用上述水泵后，在驱动轴的作用下，轴流叶轮和离心叶轮将同时转动，使得液体可以从主进水口和副进水口同时进入，并最终由出水口流出。显然，本发明提供的水泵使得从副进水口中流入的液体首先由轴流叶轮加压，继而流向离心叶轮，如此可防止离心叶轮前出现压力过低的现象，以保证离心叶轮处不会因低压而出现汽蚀现象。

由于上述水泵具有上述技术效果，包含该水泵的发动机也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水泵的正视图；

图2为图1所示结构的A-A向剖视图；

图3为图1所示结构的B-B向剖视图；

图4为本发明实施例提供的水泵的后视图；

图5为本发明实施例提供的水泵的仰视图。

附图标记说明：

11-驱动轴，12-轴流叶轮，13-离心叶轮，14-出水口，15-主进水口，16-副进水口，17-皮带轮，18-第一壳体，19-第二壳体，20-水封，21-溢流孔，22-进气孔，23-储液盖。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-5所示，本发明实施例提供一种发动机的水泵，其包括壳体、安装于该壳体内的驱动轴11以及安装于驱动轴11上的叶轮，该叶轮包括轴流叶轮12和离心叶轮13，轴流叶轮12和离心叶轮13间隔安装于驱动轴11上，壳体上则具有出水口14、位于轴流叶轮12和离心叶轮13之间的主进水口15、靠近轴流叶轮12的副进水口16，壳体内形成第一水道和第二水道，此处的第一水道依次经过副进水口16、轴流叶轮12以及离心叶轮13，第二水道自主进水口15延伸至离心叶轮13所在的位置处，因此第一水道和第二水道交叉于主进水口15所在的位置。壳体内形成用于液体流动的主泵腔，上述第一水道和第二水道为该主泵腔的一部分。上述驱动轴11可优选轴连轴承。

轴流叶轮12和离心叶轮13同轴串联，轴流叶轮12相当于副叶轮，其材质可选用不锈钢，轴流叶轮12可过盈压装于驱动轴11上，离心叶轮13则相当于主叶轮，其主体材质可选用PPS+40％GF(40％玻璃纤维加强聚苯硫醚)，离心叶轮13的中心可通过注塑的方式预埋钢嵌套，离心叶轮13通过该钢嵌套过盈压装于驱动轴11的中部。驱动轴11支撑于壳体内，而驱动轴11的转动则可通过皮带轮17实现。

具体地，副进水口16可连接汽车的暖风机、SCR等设备的回水管路，主进水口15可连接汽车的主散热器、油冷器等的回水管路。主进水口15的进水不受轴流叶轮12的影响，但副进水口16的进水则会受到轴流叶轮12的抽吸加压，使得液体可以以更高的回水压力进入离心叶轮13的工作区域，以此进行二次加压。

采用上述水泵后，在驱动轴11的作用下，轴流叶轮12和离心叶轮13将同时转动，使得液体可以从主进水口15和副进水口16同时进入，并最终由出水口14流出。显然，本发明实施例提供的水泵使得从副进水口16中流入的液体首先由轴流叶轮12加压，，继而流向离心叶轮13，如此可防止离心叶轮13前出现压力过低的现象，以保证离心叶轮13处不会因低压而出现汽蚀现象。并且，由于部分水流经过了两级加压，亦可在一定程度上增强水泵整体的泵水性能。

另外，本发明实施例提供的水泵并未将所有液体均通过离心叶轮13进行二次加压，主要因为轴流叶轮12相当于副叶轮，其本身体积较小，泵水能力有限，如果所有水量均经过二级加压，那么轴流叶轮12不但不会增加动力，反而会增加系统流阻，更容易引发汽蚀。

上述副进水口16在壳体上的位置可以根据实际需求灵活设置，为了提高轴流叶轮12的泵水能力，本发明实施例中，副进水口16沿着驱动轴11的轴线与轴流叶轮12正对。

为了防止轴流叶轮12转动时与壳体干涉，轴流叶轮12的侧壁与壳体的内壁之间具有防碰间隙，该防碰间隙的尺寸小于预设值。上述防碰间隙可在保证轴流叶轮12转动时不容易与壳体干涉的前提下，尽量设置的较小，以此尽量增加轴流叶轮12的端面面积，以此提高轴流叶轮12的泵水能力。

可选地，轴流叶轮12可安装于驱动轴11的末端处，以此缩小驱动轴11的长度，进而控制水泵的制造成本。

在一种实施例中，上述壳体可包括第一壳体18以及与第一壳体18密封连接的第二壳体19，前述出水口14、副进水口16和主进水口15均设置于第一壳体18上，驱动轴11的两端分别位于第一壳体18内和第二壳体19内。将壳体分为第一壳体18和第二壳体19，能够便于安装壳体内的各零部件。具体地，第一壳体18与第二壳体19之间可依靠密封圈实现密封，该密封圈的材质可选用三元乙丙橡胶。另外，还可采用水封20实现壳体内的主泵腔的密封，该水封20的静环和动环分别过盈压装于第二壳体19和驱动轴11上。

当壳体包括第一壳体18和第二壳体19时，离心叶轮13可安装于第一壳体18内部，也可安装于第二壳体19的内部，为了更大程度地提高整个水泵的泵水能力，可将离心叶轮13安装于第一壳体18和第二壳体19的连接位置处。在第一壳体18和第二壳体19的连接位置处，离心叶轮13与主进水口15的距离较近，以此达到前述目的。同时，将离心叶轮13安装于第一壳体18和第二壳体19的连接位置处，还可便于离心叶轮13的安装操作。

水泵工作时，其主泵腔内存在大量的冷却液，由于水封20的密封性具有一定的局限性，因此主泵腔内部的微量(水封设计渗漏指标允许范围内)冷却液将会发生渗漏，该部分液体将穿过水封20进入第二壳体19的轴承腔。有鉴于此，为了保护轴承腔内的轴承，可在第二壳体19上开设溢流孔21，该溢流孔21整体位于主泵腔的外部，其一端与轴承腔连通。为了更好地引导液体由溢流孔21中流出，还可在第二壳体19上开设进气孔22，该进气孔22的一端与第二壳体19的轴承腔连通，另一端与大气连通。具体地，溢流孔21和进气孔22的形状可以任意设置，为了便于加工，可将两者设置为柱状孔。

在上述技术方案中，渗漏到轴承腔内的冷却液可通过溢流孔21直接排出，但此种方式会导致壳体外壁上存在难看的渗漏水痕，因此本发明实施例提供的水泵还包括储液盖23，第二壳体19上具有储液槽，该储液槽位于第二壳体19的轴承腔的下方，储液盖23封堵于储液槽内，其顶部具有间隙，以便于储液槽内的空间与大气连通，且储液槽与轴承腔通过溢流孔21连通。此结构可保证微量渗漏的冷却液被封堵于储液槽内，并慢慢蒸发，以防壳体外部留下难看的渗漏水痕。

基于上述结构，本发明实施例还提供一种发动机，该发动机包括上述任一技术方案所描述的水泵。由于上述水泵具有上述技术效果，包含该水泵的发动机也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种发动机的水泵，包括壳体、安装于所述壳体内的驱动轴、安装于所述驱动轴上的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括轴流叶轮和离心叶轮，所述轴流叶轮和所述离心叶轮间隔安装于所述驱动轴上，所述壳体上具有出水口、位于所述轴流叶轮和所述离心叶轮之间的主进水口、靠近所述轴流叶轮的副进水口，所述壳体内形成第一水道和第二水道，所述第一水道依次经过所述副进水口、所述轴流叶轮以及所述离心叶轮，所述第二水道自所述主进水口延伸至所述离心叶轮所在的位置处。

2.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，所述副进水口沿着所述驱动轴的轴线与所述轴流叶轮正对。

3.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，所述轴流叶轮的侧壁与所述壳体的内壁之间具有防碰间隙，所述防碰间隙的尺寸小于预设值。

4.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，所述轴流叶轮安装于所述驱动轴的末端处。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的水泵，其特征在于，所述壳体包括第一壳体以及与所述第一壳体密封连接的第二壳体，所述出水口、所述副进水口和所述主进水口均设置于所述第一壳体上，所述驱动轴的两端分别位于所述第一壳体内和所述第二壳体内。

6.根据权利要求5所述的水泵，其特征在于，所述离心叶轮位于所述第一壳体和所述第二壳体的连接位置处。

7.根据权利要求5所述的水泵，其特征在于，所述第二壳体上具有溢流孔，所述溢流孔的一端与所述第二壳体的轴承腔连通。

8.根据权利要求7所述的水泵，其特征在于，所述第二壳体上具有进气孔，所述进气孔的一端与所述第二壳体的轴承腔连通，另一端与大气连通。

9.根据权利要求7所述的水泵，其特征在于，还包括储液盖，所述第二壳体上具有储液槽，所述储液槽位于所述第二壳体的轴承腔的下方，所述储液盖封堵于所述储液槽内，且所述储液槽与所述轴承腔通过所述溢流孔连通。

10.一种发动机，包括水泵，其特征在于，所述水泵为权利要求1-9中任一项所述的水泵。