一種內燃機用冷卻水泵的制作方法

本實用新型涉及一種內燃機用冷卻水泵，屬于汽車配件技術領域。

背景技術：

內燃機工作時需要冷卻以防溫度升高，通常采用冷卻水泵壓入冷卻水進行水冷，由于內燃機結構復雜，其內部冷卻水道彎曲狹窄，對水流阻力大，因此冷卻水泵在一定工況和使用條件下的流量大小便成了影響內燃機冷卻效果的關鍵。

現有內燃機用冷卻水泵大部分為機械水泵，水泵的運轉依靠發動機主軸傳動，發動機轉速高時，水泵轉速就高，流量就增大，發動機轉速低時，流量減小；由于發動機冷啟動時，發動機本身不需要冷卻系統工作，但是發動機水泵會隨著發動機運轉而開始工作，會造成發動機暖機時間較長，發動機油耗較高，排放較差等，其水泵的流量不能根據發動機冷卻系統的需求進行調整。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提出一種流量大，冷卻快并且能夠根據發動機冷卻系統的需求進行調整的內燃機用冷卻水泵。

本實用新型為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種內燃機用冷卻水泵，包括水泵殼體、轉軸、蓋板和葉輪，水泵殼體制有空腔，轉軸通過軸承安裝在空腔中部，葉輪可沿自身軸線旋轉的安裝在轉軸上，蓋板與水泵殼體制有空腔的一側固接；水泵殼體設置有進水口和出水口，空腔內靠近出水口處制有隔舌，隔舌和出水口之間制有渦室流道，渦室流道為圓弧型；

葉輪包括輪轂、輪盤和葉片，輪轂與輪盤的中心固接，葉片為弧形片狀，葉片至少為兩片并繞輪轂均勻間隔設置在輪盤上，輪盤上設置有至少兩個開口，開口設置在葉片之間。

進一步的，作為本發明的優選方案：

上述技術方案的改進是：還包括用于驅動轉軸的電機，電機的輸出軸與轉軸通過聯軸器連接。

上述技術方案的改進是：電機與轉軸之間隔設有水泵水封。

上述技術方案的改進是：水泵殼體的進水口處設置有溫度控制閥。

上述技術方案的改進是：溫度控制閥與進水口之間設置有密封環。

上述技術方案的改進是：水泵殼體與蓋板之間設置有密封墊片。

上述技術方案的改進是：水泵殼體靠近電機處設置有至少一塊散熱片。

本實用新型采用上述技術方案的有益效果是：

（1）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于空腔內靠近出水口處制有隔舌，防止出水口處的水打旋汽化形成氣蝕，具有穩流的作用，提高水泵有效功率并且延長了水泵的壽命；

（2）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于隔舌和出水口之間制有渦室流道，渦室流道為圓弧型，減少了出水口處水流的沖擊，使得出水更加順暢，有效提高水泵流量；

（3）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于葉輪包括輪轂、輪盤和葉片，輪盤上設置有至少兩個開口，開口設置在葉片之間，通過在輪盤上開口減少了葉輪的體積和質量，從而增大了空腔中可利用的容積，在不改變水泵總成外形安裝尺寸及接口的前提下提高了水泵的流量并且減少了能耗；

（4）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于電機與轉軸之間隔設有水泵水封，防止水進入電機部位造成漏電和損壞，延長水泵壽命；

（5）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于水泵殼體的進水口處設置有溫度控制閥，能夠根據內燃機的溫度調節進水量，減少能耗；

（6）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于溫度控制閥與進水口之間設置有密封環，提高了進水口處的密封性能，防止漏水；

（7）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于水泵殼體與蓋板之間設置有密封墊片，提高了泵體處的密封性能；

（8）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于還包括用于驅動轉軸的電機，電機的輸出軸與轉軸通過聯軸器連接，不是通過內燃機自身驅動，在內燃機冷啟動時，內燃機本身不需要冷卻系統工作，傳統冷卻水泵會隨著內燃機運轉而開始工作，會造成內燃機暖機時間較長，油耗較高，排放較差等問題，而本實用新型的內燃機用冷卻水泵通過自身電機驅動，與溫度控制閥相互配合，流量能夠根據內燃機的冷卻需求進行調整，提高了內燃機的工作效率，降低了能耗；

（9）本實用新型的內燃機用冷卻水泵由于水泵殼體靠近電機處設置有至少一塊散熱片，能夠有效的為水泵進行散熱，防止電機處溫度過高導致損壞。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

圖1是本實用新型實施例內燃機用冷卻水泵的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例內燃機用冷卻水泵的水泵殼體的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例內燃機用冷卻水泵的葉輪的結構示意圖；

其中：1-散熱片；2-電機；3-水泵殼體；3a-空腔；3b-隔舌；3c-渦室流道；4-水泵水封；5-轉軸；6-葉輪；6a-葉片；6b-輪轂；6c-輪盤；6d-開口；7-出水口；8-密封墊片；9-蓋板；10-密封環；11-溫度控制閥；12-進水口。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供了一種內燃機用冷卻水泵，如圖1、2和3所示，包括水泵殼體3、轉軸5、蓋板9和葉輪6，水泵殼體3制有空腔3a，轉軸5通過軸承安裝在空腔3a中部，葉輪6可沿自身軸線旋轉的安裝在轉軸5上，蓋板9與水泵殼體3制有空腔3a的一側固接；水泵殼體3設置有進水口12和出水口7，水泵殼體3的進水口12處設置有溫度控制閥11，空腔3a內靠近出水口7處制有隔舌3b，隔舌3b和出水口7之間制有渦室流道3c，渦室流道3c為圓弧型；

葉輪6包括輪轂6b、輪盤6c和葉片6a，輪轂6b與輪盤6c的中心固接，葉片6a為弧形片狀，葉片6a為五片并繞輪轂6b均勻間隔設置在輪盤6c上，輪盤6c上設置有五個開口6d，開口6d設置在葉片6a之間。本實施例的內燃機用冷卻水泵還包括用于驅動轉軸5的電機2，電機2的輸出軸與轉軸5通過聯軸器連接。電機2與轉軸5之間隔設有水泵水封4。溫度控制閥11與進水口12之間設置有密封環10。水泵殼體3與蓋板9之間設置有密封墊片8。水泵殼體3靠近電機2處均布設置有散熱片1。

實施例2

本實施例提供的內燃機用冷卻水泵中各成分的質量百分比為：C：0.03%，Al:1.77%,Zn:1.29%,Mn：0.48%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.04%，Ni：1.14%，Cu：0.26%，V：0.04%，Mo：0.08%，Ti：1.39%，B：0.02%，Pd：0.04%,Pt：0.49%,W：0.29%,Nd：0.15%,Ce：0.12%,Eu：0.09%,Lu:0.06%，Au：0.37%，Ag:0.96%，Ga：0.02%，Y：0.25%，Sn：1.38%，Zr：0.04%，Re：0.02%，Bi：0.06%，氧化鎂：0.35％,氧化銅：0.09％,氧化鐵：0.16％,二氧化錳：0.07％,氫氧化銅：0.06％,氫氧化鐵：0.05％,余量為Fe；

內燃機用冷卻水泵的生產工藝包括以下步驟：

㈠熔煉原料：

a、按預定的內燃機用冷卻水泵中各成分的質量百分比將原料加入熔爐內，將熔爐內的溫度提高到1520攝氏度至1540攝氏度，原料被熔煉形成合金溶液；

b、將上一步得到的合金溶液進行冷卻，冷卻時用水冷與空冷結合，先采用水冷以15-18℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至450-460℃形成合金，然后空冷至340-350℃，再采用水冷以18-20℃/s的冷卻速率將合金水冷至室溫；

c、加熱，將上一步冷卻后的合金在熔爐內進行二次熔煉，將熔爐內的溫度提高到1580攝氏度至1610攝氏度，合金被二次熔煉形成合金溶液；

d、將熔爐內的合金溶液倒入電爐，在澆包的包坑中依次加入球化劑和孕育劑，用薄鋼板覆蓋在球化劑、孕育劑上，并搗實，薄鋼板的厚度為0.5mm至1mm；

e、將電爐內的合金溶液倒入澆包內凹的另一側，球化反應70s至85s，球化反應充分后，撒一層集渣劑，快速扒渣；

f、快速扒渣后，立即在合金溶液表面撒入膨脹珍珠巖粉，打渣兩遍，打渣完成后，形成待鑄造的合金溶液，在五分鐘內澆注完畢；

㈡蠟模制備：采用機械注蠟，制作與內燃機用冷卻水泵的葉輪尺寸一致并包含有保溫冒口的蠟模，并對蠟模進行修整，之后使用蠟坯清洗劑對蠟模進行清洗；

㈢在步驟㈡制得的蠟模上制作殼模砂型；

㈣脫蠟：采用蒸汽脫蠟，蒸汽的壓力為0.8MPa,時間為25-45分鐘，制得殼模；

㈤殼模焙燒；

㈥將步驟㈤焙燒好的殼模放入按造型工藝準備的砂箱中，并用膠帶封住該殼模上用于澆注的澆口和保溫冒口，然后放入經過配制的混合砂，放滿混合砂后再用造型震實機進行震實，形成砂型；

㈦澆注

澆注前用恒溫400-420攝氏度的熱風機對殼模進行烘烤1小時，澆注時，澆注溫度為1550-1650攝氏度，澆注后，鑄件在砂型中保溫2-3小時；澆注成型后，進行脫模，破碎殼模，切除鑄件的保溫冒口，得到鑄件；

㈧對澆注成型后的鑄件進行車加工，并用鑄鐵車加工出水泵殼體、轉軸和蓋板；

㈨將車加工后的鑄件進行熱處理，具體工藝為：

A、加熱：將鑄件加熱至640-665℃，并保溫45-55min；

B、冷卻：采用風冷以15-18℃/s的冷卻速率將鑄件加速冷卻至410-420℃后，再空冷至室溫；

C、一次回火：將鑄件加熱至560-575℃回火41-43min后，待溫30-45s，使汽車變速箱齒輪溫度均勻化，之后以28-35℃/s的冷卻速率加速冷卻至355-365℃后，再空冷至室溫；

D、二次回火：將汽車變速箱齒輪加熱至614-618℃回火53-59min后空冷至室溫；

E、將經二次回火處理后的鑄件放入井式天然氣加熱爐內，對鑄件進行淬火加熱處理，淬火保溫溫度為740℃±10℃，保溫時間為1.2-1.5h；鑄件淬火加熱完成后快速放入水槽水冷15-25分鐘，冷卻槽水溫控制在25-50℃；

㈩將熱處理后的鑄件覆蓋金屬耐磨涂層，具體工藝為：

a、配料：所述金屬耐磨涂層的組分按質量百分比為：碳：0.17-0.22%，硼：0.23-0.26%，鉻：3.5-3.7%，鈦：3.1-3.6%，釩：1.5-1.7%，鈷：0.23-0.45%，鈮：0.33-0.45%，鈣：0.32-0.37%，鋇：0.15-0.27%，鎢：0.74-0.97%，鋅：2.5-2.8%，釤：1.3-1.6%，釹：2.2-2.7%，钷：0.32-0.44%，銪：0.29-0.34%，釓：1.6-1.8%，鋁：4.25-4.78%，助劑：6.3-6.6%，余量為鐵；

所述助劑的組分按重量份數計為：鋯英石：9-13份，高嶺石：13-16份，石墨粉：5-8份，銅粉：15-17份，鎳粉：11-14份，鋁粉：12-15份；

b、將碳、硼、鉻、鈦、釩、鈷、鈮、鈣、鋇和鐵元素放入熔煉爐中，然后將爐溫升至520-530℃后，保溫1.5-2小時，然后將溫度升至1350-1360℃，放入鎢、鋅、釤、釹、钷、銪、釓、鋁元素，攪拌均勻，保溫2-6小時，然后水冷至350-360℃，再空冷至室溫；

c、將熔煉爐溫度增加至1520-1530℃，并放入助劑，保溫4-7h，全程吹氮氣攪拌，然后將溫度降至為670-680℃；然后水冷以18-25℃/s的速度冷卻至320-330℃，然后空冷至室溫；

d、將步驟c得到的金屬放入球磨機中，將溫度增加至320-350℃，保溫1-3小時，然后啟動球磨機磨粉，再將溫度增加至620-630℃，保溫1-2小時，在降低至350-360℃，粉碎，過100目篩，得粉末顆粒A；

e、將步驟d中的粉末顆粒A噴涂至熱處理后的鑄件的表面，且厚度為0.65-1.05mm，然后以15-20℃/min的速度加熱至650-670℃，保溫1-2小時，再將溫度以5-8℃/min的速度風冷至220-250℃，保溫1-2小時，空冷至室溫，制得葉輪,再將葉輪與水泵殼體、轉軸和蓋板進行裝配制得最終的內燃機用冷卻水泵。

本實用新型不局限于上述實施例。凡采用等同替換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。