КРЫЛЬЧАТКА НАСОСА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Известны крыльчатки насосов системы охлаждения двигателя, жестко соединенные с втулкой и имеющие основные криволинейные лопасти, расположенные на рабочей поверхности крыльчатки, а также разгрузочные отверстия, сообщающие рабочую и уплотнительную полости насоса [1, 2]. Недостатком данных крыльчаток, является отсутствие дополнительных лопастей, расположенных на тыльной стороне насоса, что увеличивает уровень кавитации и снижает срок службы насоса.
Известна крыльчатка насоса системы охлаждения двигателя [3], имеющая дополнительные криволинейные лопасти на тыльной стороне крыльчатки. Однако, патент не содержит важных соотношений геометрических размеров, обеспечивающих наилучшую циркуляцию потока, что может отрицательно сказаться на длительности срока службы насоса, либо на снижении его кпд.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение коэффициента полезного действия насоса, при увеличении срока службы насоса.
Поставленная задача решается тем, что крыльчатка насоса системы охлаждения двигателя, жестко соединена с втулкой и имеет основные криволинейные лопасти, расположенные на рабочей поверхности крыльчатки, и дополнительные криволинейные лопасти, расположенные на тыльной стороне крыльчатки. В соответствии с полезной моделью число основных лопастей, относится к числу дополнительных лопастей как 7:12, а сами лопасти загнуты в направлении противоположном направлению вращения крыльчатки. Боковая проекция дополнительных криволинейных лопастей имеет форму трапеции. Отношение расстояния между максимальным восхождением верхней кромки основной лопасти и верхним основанием рабочей поверхности крыльчатки к высоте дополнительных лопастей находится в диапазоне от 2,5 до 3,5.
Поставленная задача, также достигается тем, что дополнительные лопасти выполняются такими, что их боковая проекция имеет форму прямоугольной трапеции, боковая перпендикулярная сторона которой обращена наружу крыльчатки, при этом торцы дополнительных лопастей сопряжены с цилиндрической образующей крыльчатки.
Поставленная задача, также достигается тем, что в крыльчатке выполняются разгрузочные каналы, входы и выходы которых подведены к входным кромкам основных и дополнительных лопастей.
Увеличение количества дополнительных лопастей позволяет уменьшить их высоту, обеспечивая при этом эффективную циркуляцию, что позволяет увеличить высоту максимального восхождения верхней кромки основной лопасти при тех же габаритных размерах и, следовательно, повысить эффективность работы насоса.
Использование основных и дополнительных лопастей, загнутых в направлении противоположном направлению вращения крыльчатки, позволяет снизить уровень кавитации жидкости в насосе и поднять его производительность.
Отношение расстояния между максимальным восхождением верхней кромки основной лопасти и верхним основанием рабочей поверхности крыльчатки к высоте дополнительных лопастей находится в диапазоне от 2,5 до 3,5 и является наиболее оптимальным. Если вышеуказанное отношение больше 3,5, то высота дополнительных лопастей будет недостаточна для обеспечения дополнительной циркуляции, снижающей кавитацию. Если вышеуказанное отношение будет меньше 2,5, то высота максимального восхождения верхних кромок основных лопастей при тех же габаритах насоса будет недостаточна для обеспечения эффективной работы насоса.
На фиг.1 изображен аксонометрический вид крыльчатки насоса системы охлаждения двигателя.
На фиг.2 представлен продольный разрез «Z-Z» крыльчатки.
На фиг.3 представлен вид «А» на рабочую поверхность крыльчатки.
На фиг.4 представлен вид «Б» на нерабочую поверхность крыльчатки.
Крыльчатка 1 насоса системы охлаждения двигателя имеется семь основных криволинейные лопастей 2, расположенных на рабочей поверхности крыльчатки 3. С тыльной стороны крыльчатки 4 расположены двенадцать дополнительных криволинейных лопастей 5. Криволинейные лопасти 2 и 5 загнуты в направлении, противоположном направлению вращения W крыльчатки 1, при этом боковая проекция дополнительных криволинейных лопастей 5 имеет форму прямоугольной трапеции, боковая перпендикулярная сторона 7 которой обращена наружу крыльчатки 1. Торцы 8 дополнительных лопастей сопряжены с цилиндрической образующей крыльчатки 1. Расстояние между максимальным восхождением Hp верхней кромки 6 основной лопасти 2 и верхним основанием 9 рабочей поверхности 3 крыльчатки 1 равно 12,8 мм. Высота Нд дополнительных лопастей 5 равна 4 мм. Крыльчатка 1 выполнена из пластмассы и жестко соединена с втулкой 10. В крыльчатке 1 имеется семь разгрузочные каналов 11, входы и выходы которых подведены к входным кромкам 12, 13 основных 2 и дополнительных 5 лопастей.
При вращении вала рабочие основные лопасти крыльчатки создают давление в отводящем патрубке водяного насоса, не показанном на рисунках, чем и обеспечивается циркуляция охлаждающей жидкости в системе охлаждения. В то же время наличие дополнительных спиральных лопастей на нерабочей стороне крыльчатки и отверстий в ней создают дополнительный циркуляционный поток охлаждающей жидкости между рабочей и нерабочей сторонами, чем и обеспечивается снятие давления в уплотнительной полости (не показано), что и способствует повышению долговечности подшипникового узла и насоса в целом.
Предлагаемая крыльчатка для системы охлаждения двигателя готовится к производству в ООО «Топливные системы» в водяных насосах моделей 2109, 2112.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент Россия №2171402 от 17.04.2000 г.
2. Патент Россия №2246641 от 08.04.2003 г.
3. Патент Россия №2168067 от 06.01.2000 г.