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電子水泵墊片磨損與改進(jìn)論文
摘要:本文介紹了影響電子水泵墊片磨損的因素,以及針對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)的電子水泵墊片磨損進(jìn)行分析,制定相應(yīng)的方案及效果驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī);增壓器;電子水泵;磨損
引言
在混合動(dòng)力和純電動(dòng)車(chē)上,電機(jī)、電池的冷卻以及采暖都需要電子水泵,其在冷卻效果上的精確控制和減小損耗方面有明顯優(yōu)勢(shì)。而在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)上主要用在增壓器、中冷器及EGR冷卻等,冷卻系統(tǒng)中布置電子水泵可以提高熱管理系統(tǒng)的效率,使所冷卻的部件在最佳溫度范圍內(nèi)工作,提高部件的可靠性,確保發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后一些熱負(fù)荷存在風(fēng)險(xiǎn)的部件能獲得輔助冷卻。
1墊片磨損原因分析及方案驗(yàn)證
1.1某車(chē)型電子水泵墊片磨損某車(chē)型增壓器輔助冷卻電子水泵在工作時(shí)有異響,拆解后發(fā)現(xiàn)電子水泵墊片和擋圈磨損,如圖1所示。墊片材質(zhì)為不銹鋼,原厚度0.3mm,磨損了0.12mm,如果再工作下去,墊片可能被磨透,進(jìn)而有電子水泵卡死的風(fēng)險(xiǎn)。
1.2原因分析首先,檢測(cè)電子水泵的控制策略,此水泵是增壓器輔助冷卻水泵,是在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后根據(jù)水溫等參數(shù)確定工作時(shí)間,而在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電子水泵不工作,經(jīng)檢查控制策略沒(méi)有問(wèn)題。其次,校核水泵前后的受力,電子水泵工作時(shí)的實(shí)測(cè)流量比設(shè)計(jì)值小,導(dǎo)致水泵的揚(yáng)程變大。這樣使泵前壓力偏低,造成葉輪的軸向受力變大,即葉輪對(duì)墊片的壓力偏大,可能會(huì)對(duì)墊片的磨損有影響。對(duì)葉輪的受力進(jìn)行CFD分析,水泵流量由6L/min降為2.6L/min時(shí),葉輪的軸向受力從4.9N增加到5.3N,如圖2所示。最后,檢查墊片材質(zhì),由于葉輪襯套屬于耐磨材料,會(huì)有墊片被磨損的風(fēng)險(xiǎn)。
1.3方案及驗(yàn)證針對(duì)原因分析,制作三種方案,如圖3所示。方案一:葉輪上增加4個(gè)孔,可以平衡水泵前后的壓力,減小墊片的軸向受力。方案二:圓形陶瓷墊片,增加墊片的耐磨性。方案三:D形陶瓷墊片,將水泵軸和墊片做成D形,這樣除了增加墊片耐磨性能外,還可以避免墊片和軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng),工作時(shí)只有葉輪和墊片有摩擦。分別制作三種方案樣件,按照整車(chē)實(shí)際邊界,讓電子水泵在試驗(yàn)臺(tái)架持續(xù)工作4000小時(shí)后,拆解檢測(cè)墊片厚度,如表1所示。從試驗(yàn)結(jié)果看出:①原狀態(tài)墊片磨損較嚴(yán)重,磨損0.12mm。②方案一比原狀態(tài)有改善,磨損0.07mm。③方案二的磨損量小,但是水泵軸有磨損,如圖4所示。④方案三效果好,沒(méi)有磨損。
2整改效果確認(rèn)
根據(jù)試驗(yàn)情況,D形陶瓷墊片的效果最好,在經(jīng)過(guò)振動(dòng)、跌落和耐久等一系列單體試驗(yàn)合格后,確定D形陶瓷墊片為最終方案。在后續(xù)的整車(chē)試驗(yàn)中沒(méi)有再出現(xiàn)磨損情況,問(wèn)題解決。
3結(jié)論
冷卻系統(tǒng)中布置電子水泵可以提高熱管理效率,使所冷卻的部件在最佳溫度范圍內(nèi)工作,提高部件的可靠性,因此電子水泵的壽命對(duì)冷卻系統(tǒng)至關(guān)重要。本文對(duì)電子水泵墊片的磨損制定了改進(jìn)方案,對(duì)電子水泵的應(yīng)用有一定參考意義。
參考文獻(xiàn):
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