冷却水泵设计

474T冷却系统概念设计目录1概述2474T冷却系统分析与计算2.1，474T与474Q发动机主参数2.2，474T冷却系统设计2.2.1，474Q冷却系统2.2.2，474T冷却系统2.3，474T发动机冷却水泵参数计算1、概述474T发动机的冷却系统的设计是参考现有的474Q发动机的冷却系统而进行的设计的。474T发动机是在现有的474Q发动机基础上增加了增压器，故474T的冷却系统需要重新设计开发。设计的重点是发动机的冷却水泵。2、474T冷却系统分析2.1474T与474Q发动机主参数参数单位474Q474T直列四缸直列四缸缸径×行程mm×mmφ74.8×85.2φ74.8×85.2排量cc14971497压缩比109.5最大功率/最大功率时转速kW/rpm77/6000110/5500最大扭矩/最大扭矩时转速Nm/rpm139/4000210/20002.2474T冷却系统设计2.2.1474Q冷却系统474Q发动机采用强制性水冷方式进行冷却。水路循环如下：冷却系统的小循环：水泵将冷却液输送到缸体水套，然后冷却液通过缸体水套流到缸盖水套，再经过暖风机和节气门体通过旁通硬管回到水泵。冷却系统的大循环：当冷却液的温度升高到节温器开启的温度时，节温器打开，冷却液经水泵流向缸体水套，然后到缸盖水套流向散热器，再通过节温器回到水泵，当冷却液流出缸盖水套时，其中一部分冷却液经过暖风机和节气门体通过旁通硬管回到水泵。下面分别是小循环和大循环的示意图。水泵缸体水套缸盖水套暖风机水温传感器节气门体散热器节节温温器器、、水水管管座座系系统统缸盖水套暖风机水温传感器节气门体水泵缸盖水套2.2.2474T冷却系统474T发动机冷却系统循环水路冷却系统小循环：水泵将冷却液泵到缸体水套，从缸体水套分成四部分，a.冷却液经缸体水套到缸盖水套，然后从暖风机流回水泵入口；b.冷却液经缸体水套到缸盖水套，然后从节气门体流回水泵入口；c.冷却液冷却液从缸体水套到增压器，然后经暖风机回到水泵入口；d.冷却液冷却液从缸体水套到机油冷却器然后流回水泵入口。冷却系统大循环：当冷却液的温度升高到节温器开启的温度时，节温器打开，冷却液经水泵流向缸体水套，从缸体水套分成五部分，a.冷却液经缸体水套到缸盖水套，然后从散热器流向节温器，再经节温器流回水泵入口；b.冷却液经缸体水套到缸盖水套，然后从暖风机流回水泵入口；c.冷却液经缸体水套到缸盖水套，然后从节气门体流回水泵入口；d.冷却液冷却液从缸体水套到增压器，然后经暖风机回到水泵入口；e.冷却液冷却液从缸体水套到机油冷却器然后流回水泵入口。下面分别是474T的小循环和大循环的示意图。水泵缸体水套缸盖水套暖风机水温传感器节气门体机油冷却器增压器2.3474T发动机冷却水泵参数计算Q—冷却水吸收的热量（kW）Q=q*P=0.55*110=60.5kWq—热量损失系数(q=0.55)1)水泵吐出量VV=Q/（ρ*c*ΔT）=2.47L/s=150L/minρ—水的密度（ρ=1kg/L）c—水的比热（c=3.5kJ/kg℃）ΔT—冷却水在内燃机中循环时的容许温升（6ΔT10）取ΔT=72)水泵扬程H根据资料统计汽车发动机冷却水泵扬程范围在13m(H2O)—25m(H2O)参照474Q发动机冷却水泵扬程（90L/min,227±22kPa）,474T的扬程H为150L/min,H=25m(H2O)3)水泵转速npnp=5500*74/53.75≈7600rpm散热器节温器、水管座系统水泵缸体水套缸盖水套暖风机水温传感器节气门体机油冷却器增压器4)水泵外缘直径D2mmnHDp6576002510010025)水泵叶片安装角度：进口安装角的取值范围：12℃β115℃,参照474Q型号的取值，取474T的水泵叶片进口安装角β1=12℃。出口安装角的取值范围：25℃β240℃，参照474Q型号的取值，取474T的水泵叶片出口安装角β2=35℃。6)叶片数ZZ的取值一般在4—8，参照474Q型号的取值Z’=6,取474T的水泵叶片数Z=6。7）叶片厚度参照474Q型号水泵叶片的厚度S’=1.6mm,取474T水泵的叶片厚度S=1.6mm。8）水泵进口处水流速度SV水泵比转速34251047.2760043343HVnNpqsmgHVS/93.12581.92087.02SV一般取1-2m/s，故SV=1.93/s的要求范围内087.034015.0qNKg重力加速度，9.81m/s2K为常数范围为0.015—0.020，这里取0.0159）叶轮进水孔半径泵水量Vp=VV=85.01047.23=2.906310(m3/s)spVVrr)(2021r1—进水孔半径（m）ro—叶轮轮毂半径（m）这里取ro=0.0076m（与474Q叶轮轮毂半径相等）叶轮进水孔半径r1=20rVVSp=230076.093.114.310906.2=23mm10）进口处与出口处的叶片宽度b1进水口径向进水速度Cm1=（0.60-0.85）×Vs=0.85×1.93=1.64m/s小水泵取上限，本泵取值0.85由公式Cm1=1112brVp进口处叶片宽度1b=16mm式中1—叶轮进口处的叶片排挤系数，取值范围0.75-0.88，小泵取小值，本泵取0.75出口处的叶片宽度b2=222)sin(mpCZSDV15.5mm，参照474Q取b2=14mm11）水泵轴功率PpkwgHVPp5.14.0100081.92547.21000—水泵效率，一般取0.2—0.6，取0.4474T水泵设计参数474Q水泵参数参数单位数值参数单位数值水泵转速nprpm7600水泵转速nprpm7600流量（吐出量）VL/min150流量（吐出量）VL/min91扬程Hm25扬程Hm23叶轮外缘直径D2mm65叶轮外缘直径D2mm56叶轮进水口直径D1mm46叶轮进水口直径D1mm36进水口叶片宽度b1mm16进水口叶片宽度b1mm12.6出水口叶片宽度b2mm14出水口叶片宽度b2mm11.3叶片进口安装角℃12叶片进口安装角℃10叶片出口安装角℃35叶片出口安装角℃35叶片数6叶片数6叶轮厚度mm1.6叶轮厚度mm1.6水泵轴功率kw1.5水泵轴功率kw