用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)涉及一種用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵，包括：限定有水封孔的水泵殼體；可旋轉(zhuǎn)地支承在水泵殼體中的泵軸；套設(shè)在泵軸上定位在水封孔中的水封；靠近水封套設(shè)在泵軸上的葉輪，所述葉輪包括輪盤、在輪盤的遠(yuǎn)離水封的一側(cè)設(shè)置的葉片以及貫穿輪盤兩端側(cè)的至少一個平衡孔，其中所述平衡孔的中心軸線與泵軸的軸線共面并相對于泵軸的軸線成一定角度地傾斜，所述平衡孔的中心軸線上的點離泵軸軸線的徑向距離隨著靠近水封而逐漸減小。根據(jù)本實用新型專利技術(shù)的水泵具有改善的水封冷卻潤滑效果。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵
本技術(shù)涉及機(jī)械泵領(lǐng)域，尤其涉及一種用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵。
技術(shù)介紹
眾所周知，依靠冷卻液來冷卻的發(fā)動機(jī)通常需要水泵提供合適的流量和揚(yáng)程，水泵工作時，通常需要水封對水泵軸承和泵體之間進(jìn)行密封。水泵的水封通常包括波紋管座、波紋管、彈簧座、彈簧、靜環(huán)、動環(huán)、輔助密封圈等部件。水泵旋轉(zhuǎn)時，水封的靜環(huán)始終與水封動環(huán)貼合，從而構(gòu)成對冷卻液的密封。目前，現(xiàn)有的水封存在有如下導(dǎo)致失效的誘因：水封局部的流動性不均勻，導(dǎo)致局部的溫度升高，此外，由于例如在發(fā)動機(jī)加注冷卻液的過程中氣體在水封腔體集聚，導(dǎo)致氣泡積聚在水封表面，影響水封的冷卻和潤滑，此外，當(dāng)水封的摩擦表面或附近進(jìn)入異物顆粒物后，很容易劃傷水封部件，破壞了水封密封面的平面度及粗糙度，并最終導(dǎo)致水封的密封失效。因此，本技術(shù)旨在提供一種能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題的水泵。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本技術(shù)提出一種用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵，其使得能夠改善水封周圍流場分布、避免異物以及氣泡等在水封表面的積聚等進(jìn)而提高水封的冷卻效果和潤滑效果，有效延長水封以及水泵的壽命。根據(jù)本技術(shù)，提供了一種用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵，包括：限定有水封孔的水泵殼體；可旋轉(zhuǎn)地支承在水泵殼體中的泵軸；套設(shè)在泵軸上定位在水封孔中的水封；靠近水封套設(shè)在泵軸上的葉輪，所述葉輪包括輪盤、在輪盤的遠(yuǎn)離水封的一側(cè)設(shè)置的葉片以及貫穿輪盤兩端側(cè)的至少一個平衡孔，其中所述平衡孔的中心軸線與泵軸的軸線共面并相對于泵軸的軸線成一定角度地傾斜，所述平衡孔的中心軸線上的點離泵軸軸線的徑向距離隨著靠近水封而逐漸減小。根據(jù)本技術(shù)的水泵，呈斜孔形式的平衡孔有利于水流在水封表面流動，改善水封附近的流場分布，改進(jìn)對水封的潤滑和冷卻作用。有利地，所述平衡孔的中心軸線相對于泵軸的軸線以約26度的角度傾斜。有利地，在水封與輪盤的背對葉片的側(cè)面之間環(huán)繞泵軸設(shè)置有環(huán)形的第一內(nèi)部腔室，平衡孔的靠近水封的端口通入該第一內(nèi)部腔室。有利地，在水泵殼體的限定有水封孔的座部分中設(shè)置有沿徑向延伸的至少一個沖洗通道，該沖洗通道的第一端口穿過水封孔的壁通入水封孔，該沖洗通道的第二端口通入第二外部腔室，該第二外部腔室與在葉輪周緣與水泵殼體之間限定的周緣腔室流體連通。有利地，第二外部腔室位于輪盤的背對葉片的一側(cè)且相對于第一內(nèi)部腔室徑向靠外。有利地，所述沖洗通道的第一端口通向水封的摩擦面所在的區(qū)域。有利地，在座部分的頂部區(qū)域設(shè)置有排氣通道，該排氣通道的一端口設(shè)置在位于座部分頂部的沖洗通道的壁上，該排氣通道的另一端口構(gòu)造成通向位于水封和葉輪輪盤之間的第一內(nèi)部腔室的頂部區(qū)域。有利地，所述排氣通道大致與泵軸的軸線平行地延伸，或者隨著遠(yuǎn)離第一內(nèi)部腔室而向上傾斜。利用根據(jù)本技術(shù)的用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵，水封的冷卻和潤滑得到明顯改善，并且借助于水封附近改善的流場分布，避免了異物例如顆粒物或氣泡在水封密封面之間的積聚，提高了水封的密封性能，延長了其使用壽命，降低了水封失效率。此外，在葉輪輪盤上設(shè)置斜孔形式的平衡孔以及在水泵殼體的座部分上設(shè)置沖洗通道以及排氣通道所需的制造工序簡單、成本經(jīng)濟(jì)有效。附圖說明下面參照附圖說明本技術(shù)的優(yōu)選實施例，在附圖中：圖1是根據(jù)本技術(shù)實施例的用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵的剖視圖；圖2是根據(jù)本技術(shù)實施例的用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵的葉輪的剖視圖；圖3是根據(jù)本技術(shù)實施例的用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵的殼體的座部分；圖4是根據(jù)本技術(shù)實施例的水泵的殼體的座部分的剖視圖；圖5是圖4中局部細(xì)節(jié)X的放大示意圖；圖6是根據(jù)本技術(shù)實施例的水泵在加注過程中水流的流向示意圖；以及圖7是根據(jù)本技術(shù)實施例的水泵在葉輪工作時沖洗液的流向示意圖。為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本技術(shù)相關(guān)部分，而并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標(biāo)出了其中的一個。附圖標(biāo)記列表1水泵11水泵殼體11a泵入口11b泵出口111座部分1111軸承孔1112水封孔1113沖洗通道1113a第一端口1113b第二端口1114排氣通道1115凸臺1116臺階孔112主體部分1120葉輪腔室12泵軸13軸承14水封15葉輪151輪盤1511平衡孔152葉片153環(huán)形凸緣A第一內(nèi)部腔室B第二外部腔室C葉片腔室D周緣腔室具體實施方式參見圖1，其示出了根據(jù)本技術(shù)的用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵的剖視圖。水泵1具有水泵殼體11以及泵軸12，泵軸12可旋轉(zhuǎn)地支承在水泵殼體11中。泵軸12的一端連接有驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸將來自于動力設(shè)備(未示出)的動力輸入到泵軸12以驅(qū)動泵軸12旋轉(zhuǎn)。水泵殼體11包括座部分111和與座部分111密封連接的主體部分112。在座部分111的相應(yīng)位置限定有軸承孔1111和水封孔1112，軸承13安裝在軸承孔中位于泵軸和座部分之間。在軸承13的遠(yuǎn)離驅(qū)動軸的一側(cè)在泵軸12上套設(shè)有水封14，水封14安裝在水封孔1112中位于泵軸12和座部分111之間。在泵軸12的端部靠近水封的位置套設(shè)有葉輪15，葉輪15定位于由水泵殼體11的主體部分112所限定的葉輪腔室1120中。水封14構(gòu)造成使軸承13所在一側(cè)的區(qū)域相對于葉輪15所在一側(cè)的區(qū)域密封，進(jìn)而防止冷卻液(例如水)進(jìn)入到軸承13所在一側(cè)的區(qū)域。葉輪15包括輪盤151以及設(shè)置在輪盤上的葉片152。為便于說明，下文中將輪盤的設(shè)置有葉片的一側(cè)稱為“輪盤的正面”，與該正面?zhèn)认鄬Φ囊粋?cè)稱為“輪盤的背面”。泵軸12的旋轉(zhuǎn)帶動葉輪15一起轉(zhuǎn)動，進(jìn)而借助于離心力作用對自泵入口11a流入的水(即冷卻液)進(jìn)行增壓，然后將增壓的水自泵出口11b排出，由此將經(jīng)增壓的水泵送到發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。在圖1中可以看出，水封14大致位于座部分111的端部區(qū)域。在座部分111的靠近水封孔1112的區(qū)域設(shè)置有一凸臺1115，該凸臺的端面中設(shè)置有與水封孔同軸的臺階孔1116，葉輪15在靠近水封的一側(cè)(即，背面)自輪盤151沿周向延伸有一環(huán)形凸緣153，該環(huán)形凸緣153伸入到臺階孔1116中。環(huán)形凸緣153的外周面與臺階孔的大孔徑部分的內(nèi)周面之間設(shè)置有環(huán)形間隙，以確保不會干擾葉輪的轉(zhuǎn)動。由此，在輪盤的背面?zhèn)扰c水封之間環(huán)繞泵軸大致限定有第一內(nèi)部腔室A，該第一內(nèi)部腔室在周向上大致由環(huán)形凸緣153和/或臺階孔1116的周向壁包封界定。由于葉輪的輪盤還包括有相對于環(huán)形凸緣沿徑向向外延伸的一部分，因此，葉輪腔室1120在徑向靠外的區(qū)域大致被劃分成三個腔室：位于輪盤的背面?zhèn)鹊牡诙獠勘疚臋n來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵，包括：限定有水封孔的水泵殼體；可旋轉(zhuǎn)地支承在水泵殼體中的泵軸；套設(shè)在泵軸上定位在水封孔中的水封；靠近水封套設(shè)在泵軸上的葉輪，所述葉輪包括輪盤、在輪盤的遠(yuǎn)離水封的一側(cè)設(shè)置的葉片以及貫穿輪盤兩端側(cè)的至少一個平衡孔，其中所述平衡孔的中心軸線與泵軸的軸線共面并相對于泵軸的軸線成一定角度地傾斜，所述平衡孔的中心軸線上的點離泵軸軸線的徑向距離隨著靠近水封而逐漸減小。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵，包括：限定有水封孔的水泵殼體；可旋轉(zhuǎn)地支承在水泵殼體中的泵軸；套設(shè)在泵軸上定位在水封孔中的水封；靠近水封套設(shè)在泵軸上的葉輪，所述葉輪包括輪盤、在輪盤的遠(yuǎn)離水封的一側(cè)設(shè)置的葉片以及貫穿輪盤兩端側(cè)的至少一個平衡孔，其中所述平衡孔的中心軸線與泵軸的軸線共面并相對于泵軸的軸線成一定角度地傾斜，所述平衡孔的中心軸線上的點離泵軸軸線的徑向距離隨著靠近水封而逐漸減小。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵，其特征在于，所述平衡孔的中心軸線相對于泵軸的軸線以約26度的角度傾斜。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵，其特征在于，在水封與輪盤的背對葉片的側(cè)面之間環(huán)繞泵軸設(shè)置有環(huán)形的第一內(nèi)部腔室，平衡孔的靠近水封的端口通入該第一內(nèi)部腔室。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泵，其特征在于，在水泵殼體的限定有水封孔的座部分中設(shè)置有沿徑向延伸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張保成，田國平，劉更新，秦夢雪，劉艷，
申請(專利權(quán))人：卡特彼勒發(fā)動機(jī)有限及兩合公司，
類型：新型
國別省市：德國;DE