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汽车发动机水泵设计
——叶海见一、水泵分类
1、根据泵的工作原理和结构分:
叶片式泵、容积式泵(和其他类型的泵)如:喷射泵、空气升液泵、电磁泵等叶片式泵如:离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵等
容积式泵如:往复泵、转子泵两种往复泵:电动泵、蒸气泵
电动泵:柱塞(活塞)泵、隔膜泵、计量泵
转子泵:齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵等2、根据介质上分:
清水泵、污水(污物)泵、油泵、耐腐蚀泵等;3、从使用安装方式上分:
管道式泵、液下式泵、潜水式泵等。二、结构
三、性能参数1、流量Q
流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量)。体积流量用Q表示,单位是:m3/s,m3/h,l/s等。
质量流量用Qm表示,单位是:t/h,kg/s等。质量流量和体积流量的关系为:
Qm=ρQ
式中ρ——液体的密度(kg/m3,t/m3),常温清水ρ=1000kg/m3。
2、扬程H
扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是N?m/N=m,即泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米。
3、转速n
转速是泵轴单位时间的转数,用符号n表示,单位是r/min。4、汽蚀余量NPSH
汽蚀余量又叫净正吸头,是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量国内曾用Δh表示。
5、功率和效率
泵的功率通常是指输入功率,即原动机传支泵轴上的功率,故又称为轴功率,用P表示;
泵的有效功率又称输出功率,用Pe表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。
因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量,所以,扬程和质量流量及重力加速度的乘积,就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率:
Pe=ρgQH(W)=γQH(W)
式中ρ——泵输送液体的密度(kg/m3);γ——泵输送液体的重度(N/m3);Q——泵的流量(m3/s);
H——泵的扬程(m);g——重力加速度(m/s2)。
轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率,其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和
轴功率之比,用η表示。四、汽车发动机水泵
理论1:
(一)、输水量
根据发动机所需的散热量,利用热能计算
………………………?,,cm(t,t)ww
w21
………………………?m,q,,3600wVww
由?、?式可得
…………?,,cq,(t,t),3600wwVw21w
比较困难,一般按下式估算:要精确的计算,w
…………………?,,q
Pww
考虑水泵叶轮与外壳间隙的泄露量,水泵的实际输水量应为:1… ?
q,,qVVPw,V
由以上得水泵的实际输水量应为:qPwq,…………?VP,c,(t,t),
3600Vww21
式中:,——冷却系统每小时散热量,KJ/h;w
c
——
冷却液的比热,KJ/(kg?K),水为4.187KJ/(kg?K);w
m
——
冷却液每小时流量,kg/h;w
t
——
发动机进水温度,?,为防止气缸腐蚀,一般不低于75?;1
t(t,t)——发动机出水温度,?;一般取85,90?,为保证冷却均匀,一般为5,7?221
c——冷却液的比热,KJ/(kg?K),水为4.187KJ/(kg?K);w3q——循环水量,m/SVw
33——冷却液的密度,kg/m,水为1000kg/m;,w
——发动机额定功率,kJ/kW?hqwP——发动机功率,kW
1——水泵容积效率,一般取1.2,1.5,V,V其中,可按下列范围取值:qw
分开式燃烧室:
非增压发动机3100,3700
增压发动机2500,3100直接喷射式柴油机
非增压发动机2200,2850
增压发动机1650,2200汽油机4500,5700
理论2:
1、冷却系统散走的热量按下式估算:
AgNheenQ,(kJ/S)w3600式中:
A——传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比,汽油机0.23,0.30,柴油机0.18,0.25;
g——内燃机燃料消耗率,kg/kW.h;e
N——内燃机功率,kW;e
——燃料低热值,kJ/kg。hn其中:
Q——如有机油散热器,且为水油散热器,另曾5,10,;wA——汽油机0.23,
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