專利名稱：一種水泵葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車構(gòu)造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車發(fā)動機制冷卻系統(tǒng)，更具體地 說，本發(fā)明涉及一種用于汽車發(fā)動機冷卻用的水泵葉輪。
背景技術(shù)：
離心泵是一種通用水泵，應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，尤其是在發(fā)動機領(lǐng) 域應(yīng)用比較廣泛。
葉輪是離心泵的心臟，其性能的好壞直接影響離心泵的效率?，F(xiàn)有的離心 泵存在的突出問題是效率不高、耗能大。其中，離心泵葉輪由輪座和輪軸組成， 在輪座周圍均布單層螺旋形甩水葉片組成的葉輪，該單層葉片只能起到離心甩 水作用，壓力低、排氣性差，甩水葉片的角度設(shè)置不夠合理；而且在發(fā)動機上 布置時其葉輪和渦殼之間的間隙有很大的關(guān)系。
目前，安裝開式葉輪水泵的發(fā)動機存在冷卻性不好致使排放要求不達(dá)標(biāo)， 另外水泵的葉輪與發(fā)動機渦殼之間的間隙很難調(diào)節(jié)到最佳，從而減小了水泵的 泵水效率。
上述兩方面始終困擾著水泵廠家和發(fā)動機生產(chǎn)廠家，目前為止還沒有很好 的解決辦法。在保證發(fā)動機給水泵的輸出功相同的情況下，水泵的泵水效率高 可以使發(fā)動機冷卻效率提高，冷卻效果好了可以使發(fā)動機的燃燒更加的充分， 從而提高發(fā)動機的經(jīng)濟性能和排放性。所以在這方面還值得努力進行較大的改 進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種水泵葉輪，其B的是提高水泵對發(fā)動機的冷卻效果且使其結(jié)構(gòu)緊湊。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為
本發(fā)明所提供的這種水泵葉輪，包括輪轂及設(shè)在輪轂中心、用于安裝水泵 葉輪的葉輪孔，沿輪轂的圓周方向，還設(shè)有多個均布的、形狀相同的葉片，所 述的葉片的兩個端部分布在兩個不相等的圓周上；所述的葉片在與水泵葉輪的 軸線垂直斷面上的形狀為弧形；在該斷面上，所述的葉片的弧形在位于較小圓 周的端部的切線，與水泵葉輪1在該位置的徑向射線的夾角為葉片入口角，即 所述的葉片的弧形在位于較大圓周的端部的切線，與水泵葉輪在該位置的 徑向射線的夾角為葉片出口角，即3 2，所述的5 1為10° 20° ;所述的P2 為25° 45° 。
為使本發(fā)明更加完善，還進一步提出了以下更為詳盡和具體的技術(shù)方案， 以獲得最佳的實用效果，更好地實現(xiàn)發(fā)明目的，并提高本發(fā)明的新穎性和創(chuàng)造 性
所述的P1為17。 19° ;所述的P2為40。 44° 。 更進一步地，使所述的ei為18。；所述的P2為42。。 本發(fā)明所述的水泵葉輪上設(shè)葉輪前擋板和葉輪后擋板，所述的葉輪前擋板 和葉輪后擋板的形狀為與水泵葉輪同軸的近似圓盤形；所述的葉片上位于水泵 葉輪的軸向的前后兩個側(cè)邊，分別與所述的葉輪前擋板和葉輪后擋板4連接為 一體。
所述的葉片的數(shù)量為7個。
所述的水泵葉輪的整體結(jié)構(gòu)的材料均采用工程塑料。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，使得葉片采用最為合理的葉片入口角和葉片出 口角，提高冷卻水的泵水效率，即提高其對發(fā)動機的冷卻效果；設(shè)葉輪前后擋
片，使水泵的葉輪成為全閉式，減少了水泵與渦殼之間的安裝間隙；采用合理
的葉片數(shù)量，進一步提高水泵的工作效率；葉輪的材質(zhì)為工程塑料，減少水泵
的重量。


下面對本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明
圖1為本發(fā)明所提供的水泵葉輪的橫剖面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)的縱向剖面的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明所提供的水泵葉輪在發(fā)動機缸體上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。 上述各圖中的標(biāo)記分別為
1、水泵葉輪，2、輪轂，3、葉輪前擋板，4、葉輪后擋板，5、葉輪孔，6、 葉片，7、葉片入口角，即P1， 8、葉片出口角，g卩P2， 9、水泵軸，10、水泵 水封，11、皮帶輪，12、水泵出水口， 13、發(fā)動機缸體，14、水泵殼體，15、 水泵進水口， 16、節(jié)溫器回水口。
具體實施例方式
下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及 的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及 工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域 的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
如圖l、圖2和圖3所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為一種水泵葉輪l，包 括輪轂2及設(shè)在輪轂2中心、用于安裝水泵葉輪1的葉輪孔5，水泵葉輪1通過 葉輪孔5安裝在水泵軸9上。水泵軸9通過皮帶輪11驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
水泵是通過水泵殼體14安裝固定在發(fā)動機缸體13上的。水泵軸9與水泵 殼體14之間通過水泵水封10進行密封。
沿輪轂2的圓周方向，還設(shè)有多個均布的、形狀相同的葉片5，兩個葉片間 留有間隙，這些間隙以用來形成水道。
所述的各個葉片5的兩個端部均相同地，分布在兩個不相等的圓周上；即 每個葉片的一端在小圓周上，另一端在大圓周上，如圖1所示。
各個葉片5位于大圓周的端部為水泵出水口 12;各個葉片5位于小圓周的 端部所形成的口部，與水泵進水口 15和節(jié)溫器回水口 16連通。
仍如圖1所示，所述的葉片5在與水泵葉輪1的軸線垂直斷面上的形狀為 弧形；葉片弧線的彎曲方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。為了增大水泵進口流速， 所以葉片設(shè)計成圓弧形，使離心甩水的效果更好。在該斷面上，所述的葉片5 的弧形在位于較小圓周的端部的切線，與水泵葉輪1在該位置的徑向射線的夾 角為葉片入口角7，即IU;所述的葉片5的弧形在位于較大圓周的端部的切線， 與水泵葉輪l在該位置的徑向射線的夾角為葉片出口角8，即e2。
為了解決在本說明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問題并克服 其缺陷，實現(xiàn)提高水泵對發(fā)動機的冷卻效果且使其結(jié)構(gòu)緊湊的發(fā)明目的，本發(fā) 明采取的技術(shù)方案為
如圖1所示，本發(fā)明所提供的這種水泵葉輪1，所述的g 1和e 2的取值范 圍為P 1為10° 20° ; 02為25° 45° 。
上述技術(shù)方案，在無需增加發(fā)動機水泵尺寸的前提下，將水泵葉輪裝配到 水泵軸上，通過改變?nèi)~輪葉片的葉片入口角P1和葉片進口角P2，來提高水泵 的工作效率，在不增加結(jié)構(gòu)尺寸及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的前提下，使水泵的冷卻效果提 高。
下面是對葉片入口角P 1和葉片進口角P 2的進一步分析 進口排擠系數(shù)e h
e l=3.14Dl/3.14Dl-ZS/sinP 1
軸向速度
Vlr= e lVor
絕對速度
Vl=Vlr
圓周速度
Ul=3.14*Dl*n/60
其中，正弦函數(shù)在0° 90°之間為增函數(shù)，所以，當(dāng)Pl越小，使的el 越大，從而使Vlr增大，從而使水泵的泵水能力增加。但是Pl根據(jù)經(jīng)驗在10 °以上、20°以下，即10° 20° 。如果葉片入口角7太小，會使水泵的入口 處的流速過大，容易在水泵進水口 15處形成低壓，所以容易引起水泵的氣蝕。
至于P2， 一般可根據(jù)經(jīng)驗和實驗的結(jié)果，結(jié)合不同的使用條件和結(jié)構(gòu)，在 25° 45°的范圍內(nèi)選擇。
本發(fā)明根據(jù)實驗所獲得的數(shù)據(jù)，總結(jié)出以下的實施示例，供本領(lǐng)域的技術(shù) 人員在實施本發(fā)明時選擇應(yīng)用
實施例一
所述的P1為17。 19° ;所述的P2為40。 44° 。
可以選擇的組合示例為
P 1:=17° ，P2=44° ;
P 1:=17。，3 2=40° ;
P 1:=17。，后2=42° ;
P 1:=19° ，3 2=42° ;
3 r=18。，P2=44° ;
P 1=18° ， 3 2=40° ;
P 1=18° ， P2=42°
P 1=19° ， P2=40° ;
P 1=19° ， P2=44° ;等等。
選擇時，根據(jù)實際需要確定e 1和P 2的數(shù)值。
實施例二
更進一步地，使所述的P1為18° ;所述的3 2為42。。這是一種最佳的
選擇方案，能適應(yīng)不同的條件下的應(yīng)用。
實施例三
本發(fā)明所述的水泵葉輪1上設(shè)葉輪前擋板3和葉輪后擋板4，所述的葉輪前 擋板3和葉輪后擋板4的形狀為與水泵葉輪1同軸的近似圓盤形；所述的葉片5 上位于水泵葉輪1的軸向的前后兩個側(cè)邊，分別與所述的葉輪前擋板3和葉輪 后擋板4連接為一體。
本實施例是將現(xiàn)有技術(shù)中的開式結(jié)構(gòu)，改變?nèi)~輪的形式，使水泵的葉片分 布在兩個擋板之間，使水泵葉輪和渦殼之間的間隙要求不是那么的嚴(yán)格，減少 了水泵與渦殼之間的安裝間隙；這種形式是通過公式計算得來。水泵葉輪與渦 殼之間的距離大小對水泵的泵水能力的影響不是很大，這樣大大減少了水泵在 發(fā)動機上安裝的局限性；
相對與開式水泵來說在發(fā)動機上的布置更加的靈活了，從而提高發(fā)動機的 冷卻效果。
安裝有該葉輪的水泵(與傳統(tǒng)的開式葉輪相比)不僅減小了渦殼的體積， 進而減小了發(fā)動機的體積；同時也提高了水泵的泵水效率，進而增強了發(fā)動機 的冷卻效果，從而解決了發(fā)動機在整車上安裝難的問題，同時提高了發(fā)動機的
燃油經(jīng)濟性和動力性。 實施例四
本發(fā)明所述的葉片5的數(shù)量為7個。這是根據(jù)實驗獲得的最佳葉片的數(shù)量。 實施例五
本發(fā)明所述的水泵葉輪1的整體結(jié)構(gòu)的材料均采用工程塑料。其目的是在 保證葉片的強度的前提下，減少水泵的重量。
上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)有著明顯和本質(zhì)的區(qū)別，因此本發(fā)明具有突出的 實質(zhì)性特點，并在技術(shù)取得顯著進步，有推廣和應(yīng)用的價值。所以本發(fā)明提供 的技術(shù)方案是具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性的
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上 述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性 的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水泵葉輪，包括輪轂(2)及設(shè)在輪轂(2)中心、用于安裝水泵葉輪(1)的葉輪孔(5)，沿輪轂(2)的圓周方向，還設(shè)有多個均布的、形狀相同的葉片(5)，所述的葉片(5)的兩個端部分布在兩個不相等的圓周上；所述的葉片(5)在與水泵葉輪(1)的軸線垂直斷面上的形狀為弧形；在該斷面上，所述的葉片(5)的弧形在位于較小圓周的端部的切線，與水泵葉輪(1)在該位置的徑向射線的夾角為葉片入口角(7)，即β1；所述的葉片(5)的弧形在位于較大圓周的端部的切線，與水泵葉輪(1)在該位置的徑向射線的夾角為葉片出口角(8)，即β2，其特征在于所述的β1為10°～20°；所述的β2為25°～45°。
2、 按照權(quán)利要求1所述的水泵葉輪，其特征在于所述的fU為17。 19 ° ;所述的P2為40。 44° 。
3、 按照權(quán)利要求2所述的水泵葉輪，其特征在于所述的P1為18。；所 述的02為42。。
4、 按照權(quán)利要求1或2或3所述的水泵葉輪，其特征在于所述的水泵葉 輪(1)上設(shè)葉輪前擋板(3)和葉輪后擋板(4)，所述的葉輪前擋板(3)和葉 輪后擋板(4)的形狀為與水泵葉輪(1)同軸的近似圓盤形；所述的葉片(5) 上位于水泵葉輪(O的軸向的前后兩個側(cè)邊，分別與所述的葉輪前擋板(3) 和葉輪后擋板(4)連接為一體。
5、 按照權(quán)利要求1或2或3所述的水泵葉輪，其特征在于所述的葉片(5) 的數(shù)量為7個。
6、 按照權(quán)利要求4所述的水泵葉輪，其特征在于所述的葉片(5)的數(shù) 量為7個。
7、 按照權(quán)利要求1或2或3或6所述的水泵葉輪，其特征在于所述的水 泵葉輪(1)的整體結(jié)構(gòu)的材料均采用工程塑料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水泵葉輪，葉片入口角(7)，即β1；葉片出口角(8)，即β2，所述的β1為10°～20°；所述的β2為25°～45°。采用上述技術(shù)方案，使得葉片采用最為合理的葉片入口角和葉片出口角，提高冷卻水的泵水效率，即提高其對發(fā)動機的冷卻效果；設(shè)葉輪前后擋片，使水泵的葉輪成為全閉式，減少了水泵與渦殼之間的安裝間隙；采用合理的葉片數(shù)量，進一步提高水泵的工作效率；葉輪的材質(zhì)為工程塑料，減少水泵的重量。
文檔編號F04D29/18GK101368573SQ20081021210
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者趙前進 申請人:奇瑞汽車股份有限公司