一種汽車水泵葉輪的製作方法

2023-05-09 12:11:36

專利名稱：一種汽車水泵葉輪的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車發動機的冷卻系統，具體涉及汽車發動機的水泵，特別涉及一種汽車水泵葉輪。
背景技術：
汽車水泵葉輪是將發動機的機械能傳遞給流體增加其動能及壓力能的機械，是發動機冷卻系統中的重要部件。鑑於汽車安全性及油耗，要求汽車水泵葉輪抗汽蝕性能好且效率高，但目前的汽車水泵汽蝕性能差或效率低。專利文獻CN 201786735 U公開了一種汽車水泵葉輪，其由葉片及輪盤組成，輪盤中心具有供轉動軸穿過的連接孔，葉片為弧形葉片，其葉片環繞連接孔固連於輪盤同側的端面上。上述汽車水泵葉輪，加工方便，但抗汽蝕性能不好，特別是葉片前緣葉根處容易發生汽蝕；其葉片流線未進行詳細設計，葉片結構不符合流體力學特性，且葉根與葉頂的流動特性存在差異，其直葉片設計導致水泵內部容易產生回流或漩渦，導致葉輪效率較低，發動機輸出用於驅動水泵的能量損失嚴重，增加了油耗。

實用新型內容本實用新型是針對目前汽車水泵的性能及油耗等問題，提出了一種高效、可靠的汽車水泵葉輪。本實用新型一種汽車水泵葉輪包括葉片、輪盤和輪蓋,輪盤中心有供轉動軸穿過的連接孔，葉片環繞連接孔固接在輪盤同側的端面上，所述輪蓋蓋在葉片和輪盤上，輪蓋由軸向轉為徑向的轉角處進行了整周倒角；葉片為弧形葉片，所述葉片的葉片前緣由葉根到葉頂逐漸向壓力面傾斜，即葉片從其葉根到其葉頂設置有幾個不同的截面。進一步，葉片的葉片前緣呈圓頭扁平狀片，其葉片前緣段較薄，其厚度取值在
0.7mm至Imm之間，往後葉片厚度逐漸增加。進一步，葉片的厚度從葉片前緣到葉片中徑逐漸增加，葉片的尾緣為鈍頭，尾緣厚度約為1.5mm。進一步,輪蓋的倒角半徑為3mm-5mm，角度為30° - 60°。進一步，輪盤、輪蓋、葉片採用模具注塑加工成型為整體，材料為塑料。輪盤中心的連接孔，鑑於性能及強度要求其直徑為8mm-10mm。採用本實用新型的汽車水泵葉輪，其輪蓋轉角處進行倒圓角，倒角半徑為3mm-5mm，角度為30° -60° ,可以防止葉片前緣輪蓋區域的回流及汽蝕。其葉片的葉片前緣由葉根到葉頂逐漸向壓力面傾斜，如圖4所示，以防止葉片吸力面發生汽蝕；葉片其葉片前緣呈扁平狀，以滿足流體力學特性，增加流動效率。本實用新型和現有技術相比:本汽車水泵葉輪根據發動機冷卻系統的流量和壓力需求進行設計，應用CFD分析後確定，通過獨特的葉片結構，提高了汽車水泵的抗汽蝕性能及水力效率。
圖1是本實用新型的汽車水泵葉輪的立體結構示意圖；圖2為本實用新型的汽車水泵葉輪去除輪蓋後的結構示意圖；圖3是本實用新型的汽車水泵葉輪葉片葉形示意圖；圖4是本實用新型的汽車水泵葉輪在葉高方向各截面示意圖。圖中:1一輪盤，2—輪蓋，3—葉片，4一連接孔,5—葉片前緣，6—葉片尾緣，7 11 一葉片葉根至葉頂的5個截面，12—葉片壓力面，13—葉片吸力面，14一葉根，15—葉頂，箭頭A-流體來流方向，箭頭B-流體去流方向，箭頭C一葉片受:壓側，D-葉片間流道區域，I部-倒角區域。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。如圖1、2、3和4所示，本汽車水泵葉輪包括輪盤1、輪蓋2、葉片3，輪盤I中心具有供轉動軸穿過的連接孔4，葉片3位於輪盤I和輪蓋2之間。為保證通過連接孔4軸的強度及葉輪的過流面積，連接孔的孔徑為8_-10_ ;為防止葉片前緣輪蓋區域的回流及汽蝕危險，對輪蓋由軸向轉為徑向的轉角處進行整周倒角，如圖中的I部其倒角半徑為3mm-5mm，角度為30° -60。。本汽車水泵葉輪葉片前緣5為圓頭扁平狀，以符合流體力學特性，增加抗汽蝕性能及流動效率；葉片3的厚度從葉片前緣5到葉片中徑逐漸增加，葉片尾緣6為鈍頭。本汽車水泵葉輪如圖1所示其轉動方向為逆時針方向，當葉輪旋轉時，葉片的壓力面12受到流體的擠壓，葉片吸力面13的壓力相對葉片壓力面12更低，且流體在葉片前緣5的流動方向由進口的軸向轉變為徑向，受到轉彎離心力的影響，輪盤側速度減慢，輪蓋側速度加快，為適合流體由葉根14到葉頂15的速度及壓力分布，防止葉片吸力面發生汽蝕，將葉片由葉根14到葉頂15分為5個截面，即使葉片前緣5由葉根到葉頂逐漸向葉片壓力面12傾斜，從而增加葉片吸力面13的壓力，降低葉片入口吸力面13發生汽蝕的可能性。泵在發動機的驅動下，汽車水泵葉輪隨著轉動軸旋轉，流體通過葉片前緣5進入葉片之間的通道，跟隨葉輪一起旋轉，由於離心力的作用由葉片尾緣6進入水泵的蝸殼，同時得到壓力及速度的提高。儘管本文較多的使用了葉片、輪盤、輪蓋、葉片壓力面、葉片吸力面等術語，但並不排除使用其他術語的可能性。
權利要求1.一種汽車水泵葉輪，包括葉片、輪盤和輪蓋，所述輪盤中心有供轉動軸穿過的連接孔，所述葉片環繞連接孔固接在輪盤同側的端面上，所述輪蓋與葉片相接，其特徵在於:所述輪蓋由軸向轉為徑向的轉角處進行了整周倒角；所述葉片為弧形葉片，所述葉片的葉片前緣由葉根到葉頂逐漸向壓力面傾斜。
2.根據權利要求1所述的汽車水泵葉輪，其特徵在於:所述葉片的葉片前緣為圓頭，其葉片前緣段較薄，其厚度取值在0.7mm至Imm之間，往後葉片厚度逐漸增加。
3.根據權利要求1或2所述的汽車水泵葉輪，其特徵在於:所述葉片的厚度從葉片前緣到葉片中徑逐漸增加，所述葉片的尾緣為鈍頭，尾緣厚度約為1.5mm。
4.根據權利要求3所述的汽車水泵葉輪，其特徵在於:所述輪蓋的倒角半徑為3mm-5mm,角度為 30。- 60。。
5.根據權利要求4所述的汽車水泵葉輪，其特徵在於:所述輪盤、輪蓋、葉片採用模具注塑加工成型為整體，材料為塑料。
專利摘要本實用新型提供一種汽車水泵葉輪，屬於汽車發動機系統冷卻系統。本汽車水泵葉輪包括葉片、輪盤和輪蓋，輪盤中心有供轉動軸穿過的連接孔，葉片環繞連接孔固接在輪盤同側的端面上，輪蓋由軸向轉為徑向的轉角處進行了整周倒角；所述葉片的葉片前緣由葉根到葉頂逐漸向壓力面傾斜。本汽車水泵葉輪根據發動機冷卻系統的流量和壓力需求進行設計，應用CFD分析後確定，提高了汽車水泵的抗汽蝕性能及水力效率。
文檔編號F04D29/24GK202926709SQ20122055895
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者楊勇, 徐之勤, 陳小東, 楊昆, 蔣文萍 申請人:重慶長安汽車股份有限公司