專利名稱：一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種離心式水泵，特別是涉及一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的水泵。
背景技術：
為了保證發(fā)動機的工作可靠、穩(wěn)定、耐久，需要一套冷卻系統(tǒng)使發(fā)動機的關鍵部件 保持在一定溫度范圍內。水泵為發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的關鍵部件，其性能和結構直接影響發(fā) 動機和性能和在整車上的布置。水泵的體積大小，在很大程度上取決于其渦殼的尺寸大小，而渦殼尺寸大小又取 決于其渦室形線的設計。一般水泵，為了便于加工，其渦室形線多為阿基米德曲線。《通風 機實用技術手冊》(商景泰主編，機械工業(yè)出版社，2005. 4)公開了渦室的計算方法和阿基米 德方程式，以及等邊基圓和不等邊基圓的近似畫法。如圖1所示，以阿基米德螺旋線方程推導出蝸殼張開度A，在葉輪中央以邊長a = A/4作正方形，4段圓弧的半徑分別為Ra = R2+3. 5a, Rb = R2+2. 5a,Rc = R2+1. 5a, Rd = R2+0. 5a其中R2為基圓半徑。用此方法所繪制的螺旋線，兩相鄰的圓弧段的切點并不在Φ = π/2，π,3π/2, 2π處，而是在與圓弧段上Φ = 31/2, π ,3 π/2,2 π相隔0· 5a處。由于利用阿基米德曲線的渦室形線B的水泵，由于體積較大，不能滿足在小型發(fā) 動機冷卻系統(tǒng)上布置。因此，需要一種新的形線，在滿足發(fā)動機冷卻系統(tǒng)對水泵的性能要求 情況下，減少水泵渦殼的整體尺寸。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，通過改變水泵渦室 形狀，減少水泵渦殼的尺寸，滿足小型發(fā)動機冷卻系統(tǒng)對水泵的布置要求。本實用新型技術方案是一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，包括水泵渦殼和葉輪， 所述水泵渦殼渦室的形狀采用如下方法繪制的形線將整個圓周以經過基圓中心均分為 I-VIII八個區(qū)，每個區(qū)相對于基圓中心夾角為45°，I區(qū)和VII區(qū)的曲線為阿基米德曲線； 從II區(qū)到VI區(qū)，在前一區(qū)曲線與區(qū)分界線交點處作一條垂直于該區(qū)分界線的直線，并以半 徑大于前一區(qū)曲線半徑1-3毫米從所述交點作一條與所述直線在該交點相切的形線圓弧 段交接于下一個區(qū)的區(qū)分界線。通過方法設計的渦室形線，由于后一分區(qū)的弧段與前一區(qū) 的弧段不再相切，相鄰兩弧段在相接點的切線夾角小于180°，所以采用該渦室形線的水泵 渦殼體積更小。所述相鄰兩形線圓弧段之間設有一個過渡圓弧，其起點和終點分別相接于相鄰兩 形線圓弧段，并且其相對于所述基圓中心的夾角為5° -20° ；作為一種優(yōu)選方案，所述過渡 圓弧的起點、終點相對于所述基圓中心的夾角在II區(qū)和III區(qū)分界線處為6°，其余各區(qū)分界線處為15° ；其半徑在180°處與基圓半徑一致，隨著角度的遞減其半徑依次遞減Imm ； 隨著角度遞增其半徑依次遞增1mm。通過該過渡圓弧使相鄰兩弧段的形成的夾角進行了圓 滑過渡，減少了水泵流體動能的損失，可以有效提高水泵的效率。作為優(yōu)選，所述從II區(qū)到VI區(qū)的形線圓弧段，其后一區(qū)的形線圓弧段半徑比前一 區(qū)形線圓弧半徑大2毫米。通過該參數設置，使水泵在性能和體積之間得到了優(yōu)化和平衡， 滿足了小型發(fā)動機冷卻系統(tǒng)對水泵的性能和體積要求。

圖1為水泵渦室采用等基圓法繪制的近似阿基米德曲線；圖2為本實用新型的渦室形線示意圖；圖3為本實用新型的渦室形線與采用等基圓法繪制的近似阿基米德曲線對比示 意圖；圖4為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。參見圖4，一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，包括渦殼1、葉輪2、軸聯軸承3、水泵 輪轂4。所述渦殼1上設有渦室Ia和軸承孔lb。所述葉輪3安裝在所述軸聯軸承3的頭 部，所述軸聯軸承3可旋轉地安裝在渦殼1的軸承孔Ib上。所述渦室Ia形狀采用如下方 法繪制的形線參見圖2，將整個圓周以經過基圓D中心均分為I-VIII八個區(qū)，每個區(qū)相對 于基圓D中心夾角為45°，I區(qū)和VII區(qū)的曲線為阿基米德曲線B ；從II區(qū)開始，在II區(qū) 阿基米德曲線B與III區(qū)分界線交點PO處作一條垂直于該區(qū)分界線的直線Li，并以II區(qū) 阿基米德曲線B圓弧半徑加2毫米為半徑從所述交點PO作一條與所述直線Ll在該交點PO 相切的形線圓弧段Vl交接于III區(qū)與IV區(qū)的區(qū)分界線，交點為Pl ；同樣地，依次作形線圓 弧段V2、V3、V4和V5，形成基本的渦室形線Bl。在所述阿基米德曲線B和形線圓弧段Vl之間、形線圓弧段Vl和形線圓弧段V2之 間、形線圓弧段V2和形線圓弧段V3之間、形線圓弧段V3和形線圓弧段V4之間、形線圓弧 段V4和形線圓弧段V5之間分別作一條與兩相鄰形線圓弧段相接的過渡圓弧C ；該過渡圓 弧C，其圓心角在II區(qū)和III區(qū)分界線處為6°、其余各區(qū)分界線處為15°，其半徑在180° 處與基圓半徑一致，隨著角度的遞減其半徑依次遞減Imm ；隨著角度遞增其半徑依次遞增 1mm，使相鄰兩弧段形成較好的圓滑過渡。參見圖3，比較采用基于阿基米德曲線的等邊基圓畫法作出的形線B和本實用新 型的渦室形線Bi，可以看出，本實用新型的渦室形線Bl的外形尺寸較小，能形成結構更為 緊湊的水泵渦殼。
權利要求一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，包括水泵渦殼和葉輪，其特征在于所述水泵渦殼設有渦室，其形狀采用如下方法繪制的形線將整個圓周以經過基圓中心均分為I-VIII八個區(qū)，每個區(qū)相對于基圓中心夾角為45°，I區(qū)和VII區(qū)的曲線為阿基米德曲線；從II區(qū)到VI區(qū)，在前一區(qū)曲線與區(qū)分界線交點處作一條垂直于該區(qū)分界線的直線，并以半徑大于前一區(qū)曲線半徑1-3毫米從所述交點作一條與所述直線在該交點相切的形線圓弧段交接于下一個區(qū)的區(qū)分界線。
2.根據權利要求1所述的一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，其特征在于所述相鄰兩 形線圓弧段之間設有一個過渡圓弧，其起點和終點分別相接于相鄰兩形線圓弧段，并且其 相對于所述基圓中心的夾角為5° -20°，其半徑在180°處與基圓半徑一致，隨著角度的 遞減其半徑依次遞減Imm ；隨著角度遞增其半徑依次遞增1mm。
3.根據權利要求1所述的一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，其特征在于所述從II區(qū) 到VI區(qū)的形線圓弧段，其后一區(qū)的形線圓弧段半徑比前一區(qū)形線圓弧半徑大2毫米。
4.根據權利要求2所述的一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，其特征在于所述過渡圓 弧的起點、終點相對于所述基圓中心的夾角在II區(qū)和III區(qū)分界線處為6°，其余各區(qū)分界 線處為15°。
專利摘要本實用新型公開了一種結構緊湊的發(fā)動機冷卻水泵，包括水泵渦殼和葉輪；所述水泵渦殼渦室的形狀采用如下方法繪制的形線I區(qū)和VII區(qū)的曲線為阿基米德曲線；從II區(qū)到VI區(qū)，在前一區(qū)曲線與區(qū)分界線交點處作一條垂直于該區(qū)分界線的直線，并以半徑大于前一區(qū)曲線半徑1-3毫米從所述交點作一條與所述直線相切的曲線相交于下一個區(qū)的區(qū)分界線；在區(qū)分界線交點處有一個過渡圓弧，其起點、終點分別相接于相鄰圓弧段。采用該形線的水泵渦殼在保證水泵性能的基礎上減少了外形尺寸，滿足了水泵在小型發(fā)動機冷卻系統(tǒng)上布置的要求。
文檔編號F04D29/42GK201621102SQ20102030090
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權日2010年1月18日
發(fā)明者宋志輝, 李書福, 李慧軍, 楊健, 梁麗, 由毅, 趙福全, 陳杰 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團有限公司