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電子水泵墊片磨損與改進論文
摘要：本文介紹了影響電子水泵墊片磨損的因素，以及針對某發動機的電子水泵墊片磨損進行分析，制定相應的方案及效果驗證。
關鍵詞：發動機；增壓器；電子水泵；磨損
引言
在混合動力和純電動車上，電機、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勢。而在傳統發動機上主要用在增壓器、中冷器及EGR冷卻等，冷卻系統中布置電子水泵可以提高熱管理系統的效率，使所冷卻的部件在最佳溫度范圍內工作，提高部件的可靠性，確保發動機停機后一些熱負荷存在風險的部件能獲得輔助冷卻。
1墊片磨損原因分析及方案驗證
1.1某車型電子水泵墊片磨損某車型增壓器輔助冷卻電子水泵在工作時有異響，拆解后發現電子水泵墊片和擋圈磨損，如圖1所示。墊片材質為不銹鋼，原厚度0.3mm，磨損了0.12mm，如果再工作下去，墊片可能被磨透，進而有電子水泵卡死的風險。
1.2原因分析首先，檢測電子水泵的控制策略，此水泵是增壓器輔助冷卻水泵，是在發動機停機后根據水溫等參數確定工作時間，而在發動機運行時電子水泵不工作，經檢查控制策略沒有問題。其次，校核水泵前后的受力，電子水泵工作時的實測流量比設計值小，導致水泵的揚程變大。這樣使泵前壓力偏低，造成葉輪的軸向受力變大，即葉輪對墊片的壓力偏大，可能會對墊片的磨損有影響。對葉輪的受力進行CFD分析，水泵流量由6L/min降為2.6L/min時，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，由于葉輪襯套屬于耐磨材料，會有墊片被磨損的風險。
1.3方案及驗證針對原因分析，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運動，工作時只有葉輪和墊片有摩擦。分別制作三種方案樣件，按照整車實際邊界，讓電子水泵在試驗臺架持續工作4000小時后，拆解檢測墊片厚度，如表1所示。從試驗結果看出：①原狀態墊片磨損較嚴重，磨損0.12mm。②方案一比原狀態有改善，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，沒有磨損。
2整改效果確認
根據試驗情況，D形陶瓷墊片的效果最好，在經過振動、跌落和耐久等一系列單體試驗合格后，確定D形陶瓷墊片為最終方案。在后續的整車試驗中沒有再出現磨損情況，問題解決。
3結論
冷卻系統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工作，提高部件的可靠性，因此電子水泵的壽命對冷卻系統至關重要。本文對電子水泵墊片的磨損制定了改進方案，對電子水泵的應用有一定參考意義。
參考文獻：
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[2]莊文建.離心式水泵常見問題及故障維修[J].科技風，2017，9.
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