CN201621102U - 一种结构紧凑的发动机冷却水泵 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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＝π/2，π，3π/2，2π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1mm；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。
附图说明
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
下面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1a和轴承孔1b。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1b上。所述涡室1a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P0处作一条垂直于该区分界线的直线L1，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P0作一条与所述直线L1在该交点P0相切的形线圆弧段V1交接于III区与IV区的区分界线，交点为P1；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B1。
在所述阿基米德曲线B和形线圆弧段V1之间、形线圆弧段V1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1mm；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B1，可以看出，本实用新型的涡室形线B1的外形尺寸较小，能形成结构更为紧凑的水泵涡壳。
Claims (4)
1.一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1mm；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°。
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| CN2010203009058U CN201621102U (zh) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 一种结构紧凑的发动机冷却水泵 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102072005A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-05-25 | 重庆路沃发动机有限公司 | 摩托车发动机冷却用水泵及具有该水泵的摩托车发动机 |
| CN111535872A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-08-14 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种无叶过渡混流透平结构 |
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2010
- 2010-01-18 CN CN2010203009058U patent/CN201621102U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN111535872A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-08-14 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种无叶过渡混流透平结构 |
| CN111535872B (zh) * | 2020-04-07 | 2022-01-11 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种无叶过渡混流透平结构 |
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