车用电子水泵国内外发展综述

冯天昱，方存光

（沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁 沈阳 110159）

车用电子水泵国内外发展综述

冯天昱，方存光

（沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁 沈阳 110159）

文章指出较传统车用机械水泵，电子水泵解除了泵与发动机间的结构耦合和参数解耦，具有节能环保的特点，国内目前关于电子水泵的研究主要集中在泵体的材料加工工艺、参数优化以及电子水泵整体性能的验证探索上面，对于泵体的整体性能、电子水泵与发动机、整车的标定匹配等关键技术方面的研究仍然是一个空白。

车用电子水泵；整体性能；泵体研究

前言

相对于传统的机械水泵，车用电子水泵解除了泵与发动机间的结构耦合和参数解耦，可以精确匹配内燃机工况和车辆运行状态，达到优化了发动机安装空间，延长发动机使用寿命，节能环保的目的，是目前内燃机冷却循环系统助推动力部件的主要发展方向之一[1]。其相关技术的研究开发对促进我国内燃机行业的发展具有重要的经济社会意义。

1 整机性能

孙培廷[2]对柴油机散热计算研究发现，通过改变冷却液循环量，不但可以使发动机不断输出高功率，还能增强发动机的动力性，减少热量损失，改善废气排放，但冷却液过低或过高都会使发动机热负荷分布不均导致部件寿命降低，导致系统加大了对自身性能的需求，这为电子水泵的发展提供了有力的技术支撑。

在2005年，宝马公司成为世界上第一家在量产车型新一代N52系列汽油机上配备电子水泵的厂商。较原机械水泵，能耗降低2kw。继宝马之后，奥迪公司和大众公司也相继在量产车型中使用了电子水泵。当然，由于电子水泵存在着与发动机、车辆运行状态间的匹配标定问题，电子水泵目前还是主要应用于新能源汽车、房车和特种车辆以及一些高端乘用车[3]。

2001年，郭新民[4]等人的研究证实：装有电子水泵的汽车暖机时间明显少于采用传统冷却系统的汽车，并且暖机温度也得到很大提高。韩晓峰[5]等人设计了瑞风S5电子水泵的控制系统。王华伟[6]等人设计了A60发动机电子水泵控制器。李东平[7]申请一种电控硅油离合器水泵专利，与传统水泵相比减少功率1%。在发动机低转速时增强了冷却水流量，在发动机高转速时能防止气穴现象和减少冷却系统压力。

2 泵体的研究

就机械性能来说，国外主要聚焦于水泵的叶轮外力特性、水力设计、汽蚀机理以及水泵振动特性等方面，而国内则着眼于水泵的水力设计、稳定性和可靠性优化。在水泵的原理分析、生产组装、调校产品和减振降噪等方面与国外的先进技术存在很大差距。

2011年，牛向民[8]等人开展了陶瓷型芯制备铜叶轮的工艺研究：利用快速成型技术制备出树脂原型，通过陶瓷浆料配制、硅胶软模翻制，实现铜叶轮陶瓷型芯的快速制备，制备的复合陶瓷型叶轮尺寸精度高，尤其适用于小批量、形状复杂的铸件。陈爽[9]等人研究了磷酸料浆泵叶轮Cr30A材质的生产工艺，对浇注位置、冒口、冷铁的设计、熔炼及热处理等工艺参数的控制，解决了缩孔、裂纹等缺陷问题，改善了工艺的补缩系统和浇注系统。

20世纪中期，随着美国高速部分流泵的诞生，高温、高压泵日益向大型化，高可靠方向发展，特殊材料泵，如陶瓷泵、石墨泵、塑料泵以及锆、钛等贵重合金泵也应运而生。70年代，美国Howmet公司申请了GX[10]、MX[11]细晶工艺专利，晶粒度可分别达ASTM2级和ASTM3级。

我国北京航空材料研究院于20世纪90年代末，通过铸型的正反旋转搅动细化叶轮轮盘的晶粒,使晶粒粒度达到ASTM 2～3级，开发出高温合金整体叶轮铸型搅动细晶铸造工艺，就晶粒细化效果来说，优于Howmet公司的GX细晶工艺[12]。

3 展望

可见，国内对电子水泵的研究仍然是一个验证探索过程，对于电子水泵与发动机、整车的标定匹配等关键技术方面的研究仍然是一个空白。国内电子水泵技术距离实用化、产业化还有相当长的路要走。

[1] 李维强,李伟,施卫东等.汽车发动机电子水泵的研究进展[J].排灌机械工程学报,2016,34(1):9-7.

[2] 孙培廷.船舶柴油机变流量冷却系统的研究[J].中国造船,2005,46(1) : 61-65.

[3] 胡树华,杨威.中国汽车零部件企业的现状与发展之路[J].北京汽车,2004,(5)：1-4.

[4] 郭新民,翟丽,等.汽车发动机智能冷却系统的研究[J].内燃机工程,2001, 22(1):15-16.

[5] 韩晓峰,韩俊,等. GDI发动机电子水泵控制系统设计[J].汽车技术,2015(9):32-35.

[6] 王华伟,王华坤,肖春莉.A60发动机电子水泵控制器：CN 105275575 A[P]. 2016.

[7] 李东平.一种电控硅油离合器水泵: CN105422250A[P]. 2016.

[8] 牛向明,张勇,王超. 水泵铜叶轮陶瓷型芯的快速制造工艺[J]. 山东理工大学学报(自然科学版), 2011, 25(6):78-80.

[9] 陈爽,唐杰,杨明进,等. 磷酸料浆泵叶轮铸件的制造工艺[J]. 铸造技术,2017(6):1517-1520.

[10] MACLNTYRECALA, AGARWALP Neil Development of fine grain cast Mar-M247 axial and radial turbine wheels[J].Advanced Aerospace Materials Technology,warrendale,PA:Society of Autom-otive Engineers Inc,1984:35-45.

[11] Investment-cast superalloys challenge wrought materials: Lane, J.M.Adv. Mater. Process. Apr. 1990 137,(4),107–108[J]. International Journal of Fatigue,1991, 13(1):95.

[12] 曹腊梅,李爱兰,等.高温合金整体叶轮铸造技术的研究进[J]航空材料学报,2005,25(3):57-62.

Development of vehicle electronic water pump at home and abroad

Feng Tianyu, Fang Cunguang
( Shenyang Ligong UniversitySchool of automobile and transportation, Liaoning Shenyang 110159 )

The paper points out that the mechanical pump with a traditional car, electronic pump lifting structure coupling and decoupling between the engine and the pump parameters, has the characteristics of energy saving and environmental protection. The current domestic research on electronic pump mainly focused on exploration in the verification performance,such as the materials processing technology, the pump parameter optimization and electronic pump. Key technical research,such as the overall performance of the pump body, the electronic pump and engine, vehicle calibration and matching, is still a blank.

Vehicle electronic water pump; overall performance; pump body research

U461.99

A

1671-7988(2017)22-03-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.002

方存光（1972-），男，副教授，就职于沈阳理工大学汽车与交通学院工学博士，研究方向：汽车电子。

CLC NO.:U461.99

A

1671-7988(2017)22-03-02