众所周知,汽车冷却系统由散热器、冷却液管、节温器及水泵等部件组成。汽车冷却系统的作用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,以保证发动机在最适宜的温度状态下工作。作为冷却系统中一个非常关键的核心部件——水泵,其作用是利用叶轮转动把泵进来的液体甩出去,形成负压再把水泵外面的液体吸入叶轮腔,实现冷却液的往复循环,保证其在冷却系统中循环流动。按驱动方式的不同,汽车水泵分为机械水泵和电驱动水泵。而机械水泵的驱动又可分为正时传动带驱动和附件传动带驱动。目前市场上大多数车使用的都是机械水泵,本文以机械水泵为例,简单介绍一下汽车水泵的构造、常见故障形式及更换注意事项。
汽车水泵
汽车发动机大多采用离心式水泵,其体积小、出水量大、工作可靠。汽车水泵主要由带轮、壳体、轴承、水封及叶轮等零件构成。
(1)带轮将传动带传递来的动力传递给水泵轴承轴,从而带动叶轮旋转。
(2)壳体通过密封件与发动机气缸体相连,并支撑着轴承等运动部件。
(3)轴承是壳体与水封、叶轮、带轮等零部件装配连接时的支撑零件。水泵轴承大部分采用的是轴连轴承,根据其承受载荷要求,内部结构分为双列球式和一球一柱式。
轴连轴承
(4)水封在水泵工作时起密封作用,将冷却液与水泵轴承腔隔离。水封通常是由动环(陶瓷环)、静环(石墨环)、压紧零件(机械弹簧)及密封零件(波纹橡胶座)等部分组成。水泵运转时,动环和静环处于紧密贴合状态,从而形成一对摩擦副。为了避免水封摩擦副之间干摩擦过热而损伤零部件,会有少量冷却液进入水封的摩擦面,形成一层薄薄的润滑膜以减小摩擦,并通过蒸发和泄漏一定量的冷却液来带走摩擦产生的热量,因此水封在初始磨合阶段可能会出现轻微泄漏,这属于正常现象。
(5)叶轮由向心辐射状直线形或圆弧形叶片组成,利用轴承轴传入的旋转转矩,将冷却液泵送入发动机冷却系统中循环工作。
汽车水泵常见的故障形式主要有3种:泄漏、异响和泵水能力不足。
(1)大部分汽车水泵最为多发的故障就是泄漏,泄漏分为内部泄漏和外部泄漏。内部泄漏的主要原因是冷却系统内的杂质过多,使得水封异常磨损,密封功能失效,进而导致冷却液从水泵上的泄水孔漏出。而外部泄漏的主要原因是密封胶涂抹不当或密封件老化损坏,进而导致冷却液从水泵与气缸体的结合处泄漏出来。
(2)汽车水泵出现明显的噪音,这主要是由于轴承开始损坏,或者叶轮开始松动,逐渐脱离轴承轴。而造成轴承损坏的主要原因是水封已经损坏,冷却液由水封渗透进轴承,并将轴承上的润滑脂冲洗掉。
泄水孔有冷却液漏出
损坏的轴承轴
(3)汽车水泵的叶轮出现损坏,会使水泵泵水能力不足,冷却系统循环减弱甚至不循环,进而导致发动机出现高温现象。而造成水泵叶轮损坏的主要原因是,安装汽车水泵时没有按照规定的方法进行操作或者水泵安装不到位,造成轴承起不到相应的作用,进而导致叶轮损坏。其次是使用了劣质的冷却液,造成叶轮的腐蚀。
腐蚀的叶轮
(1)安装新水泵前,首先检查旧水泵与新水泵的外观是否一致,其次检查安装高度、安装孔位等。彻底清洁气缸体的水泵安装面,可使用铲刀清除表面残胶或者用砂纸打磨表面的锈迹。
(2)对于使用里程较长或水道内杂质较多的车辆,需要彻底冲洗发动机冷却系统。
(3)安装新水泵时,请务必使用新的密封件。配以密封纸质材料安装的水泵,适度涂抹密封胶;配以密封橡胶件和带橡胶条金属垫安装的水泵,禁止涂抹密封胶。
(4)水泵的固定螺栓按对角交错次序逐步拧紧,请勿超过规定的拧紧力矩。
(5)传动带上的张紧力要适当,并且需要检查传动系统能够平稳运转。若传动系统运转不平稳或水泵传动带张紧力过大,则会造成新安装水泵的损坏。
(6)加注冷却液时,确保加注汽车制造商要求的高品质冷却液,加注完成后对冷却系统执行排空气操作。
(7)起动发动机,观察发动机冷却系统是否有冷却液泄漏点。
作为整车制造商产品开发的重要合作伙伴——INA,不断推出更多创新型发动机冷却系统解决方案。其不断创新的核心理念是“按需冷却”,即根据实际需求使用冷却功能。“按需冷却”不仅可以降低油耗,减少排放,还可以确保发动机以最快的速度达到工作温度,同时提高驾驶舒适度。为了达到这些目标,INA逐步丰富水泵的产品系列,并开发了变流量水泵和电子水泵。
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正时传动带套装