汽车冷却水泵是发动机系统内重要部件,其性能好坏决定发动机能否正常运行。随着汽车工业的快速发展,对汽车的需求越来越高。汽车冷却水泵作为汽车稳定运行的重要设备,而空化导致了其效率低、耗能高等问题,因此本文对水泵进行空化相关研究。本文以某型汽车冷却水泵为研究对象,采用数值仿真技术,对汽车冷却水泵内部进行定常及非定常数值仿真,然后对水泵内部进行空化研究,最后进行压力脉动特性分析。本文主要研究内容及成果如下:1.对水泵进行单相定常计算,从外特性曲线中可以看出,效率最高点出现在设计工况点,效率为80.41%;然后分别对水泵内压力、速度等进行分析,从压力、速度云图可以得出:水泵在不同工况下压力分布均较为均匀,最低压力区域位于叶轮进口处,在蜗壳出口处压力最大;当液体流入叶轮后,其速度逐渐增加,并在叶轮出口处达到最大值,流经蜗壳后,速度逐渐降低,在蜗壳出口处减小到最低值。2.对水泵进行空化分析,主要对水泵压力及流线分布、叶轮切面上的空泡分布、叶轮中间截面上的空泡分布等进行研究,在设计工况下,通过减小进口压力的方法,得到了临界空化余量,从压力分布图中可以得到:在临界空化余量下,叶轮内低压区域较大;从流线分布图可以得到:随着空化余量的减小,叶轮内低速区域不断增多,在临界空化余量下各叶片分布有大小一致的漩涡,说明此时叶轮内流动情况相当复杂;从叶轮切面及中间截面的空泡分布可得出:空泡主要分布在叶片吸力面的头部位置,并随着空化余量的减小,该空泡甚至扩散到中间流道,此时已经发展为完全空化。3.对水泵有无空化的压力脉动进行对比分析,蜗壳圆周周向各监测点压力脉动的主频均为叶频,且在两个旋转周期内均呈现较强的周期性,蜗壳圆周空化下压力脉动的幅值较无空化更大;叶轮吸力面及压力面各监测点的压力脉动主频均为叶频,其内部主要集中在低频区域;空化主要发生在叶轮进口处,因此叶片吸力面第一监测点处的压力脉动系数为0。