内燃机水泵标准现状及其发展探讨

摘 要： 内燃机水泵近年随着内燃机生产的大众化而出现，与普通水泵在配套动力、工作转速方面有着很大的不同，其标准体系正逐步健全。目前内燃机水泵试验方法标准包括GB/T 3216、GB/T 26116和JB/T 6664.3，方法标准基本完善。产品标准GB/T 24673涉及内燃机水泵中汽油机水泵，JB/T 6665并不涉及内燃机中的柴油机水泵，因此，内燃机水泵产品标准还需要进一步完善。内燃机水泵能效参数标准，静平衡质量参数标准，噪声振动参数标准和可靠性参数标准与内燃机水泵有一定不符。从目前标准的趋势看，今后内燃机水泵在废气排放、电磁辐射、水质安全等方面，有更严格的要求。

关键词：内燃机水泵 标准体系 发展趋势

中图分类号：TV131.63 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）11-0307-02

一、引言

内燃机水泵是以小型内燃机作为动力的共轴离心式水泵。一般包括通用汽油机与水泵同轴的汽油机水泵和第二代风冷柴油机与水泵同轴的柴油机水泵（以下简称内燃机水泵）。内燃机水泵以汽油或柴油为燃料，其配套内燃机动力输出轴高速旋转，带动输出轴端上的水泵叶轮工作。

内燃机水泵和电动机水泵的区别如下：

配套动力为内燃机；工作转速为3600r/min或3000r/min；能效评价参数为燃油消耗率；噪声限值一般在95～115dB（A）；振动烈度限值范围在71～112（mm/s）；平均首次故障时间小于500小时；安全方面涉及稳定性、缠绕危险和安全防护装置、刺伤危险、热危险、排气危险、着火危险、安全标志、紧固件松动和脱落产生的危险等问题。由于内燃机水泵存在以上的特点，因此其标准体系也有一定的特殊性。不能执行常规水泵的试验方法和技术条件标准。

二、内燃机水泵历史及现状

我国内燃机水泵起源于九十年代，它随着内燃机产品的逐步成熟而逐步成熟完善。真正批量出现今天我们看到的内燃机水泵，时间很短。我们根据老版本的产品标准和生产许可证实施细则，可以很容易的整理出内燃机水泵的成长变革过程。

1.从标准看柴油机水泵历史

93年6月批准，94年1月实施的JB/T6665.1-1993轻小型柴油机-泵直联机组型式与基本参数引用了四个标准，GB/T 3216、JB/T6663.1、 JB/T6664.1和JB/T6665.2。JB/T6665.1在型式中明示：“非自吸式机组配套泵的结构型式和基本参数应符合JB/T6663.1的规定；自吸式机组配套泵的结构型式和基本参数应符合JB/T6664.1的规定。”结合标准的基本参数表可以发现。这时的柴油机水泵配套动力是转速为2200转的单缸水冷柴油机，配套水泵是IQ泵系列和自吸泵系列。虽然标准也说：“泵与柴油机安装在同一机架上，动力传动方式为直连传动或同轴”，但当时的水冷柴油机是手柄起动，动力的输出端在飞轮上，只能以皮带盘或联轴器和水泵连接，不能共轴。这种理念一直延续到了JB/T6665-2007。

我们内燃机水泵所配用的第二代单缸柴油机是风冷手拉起动，2008年才开始办理生产许可证。2009年3月重庆宗申汽车发动机制造有限公司拿到了二代高速单缸柴油发动机的生产许可证。当时是宗申是全国第二家获批企业。JB/T6665-2007是2007年10月发布，2008年3月实施的，也就是说，当时还没有第二代单缸柴油机。配套动力为二代单缸柴油发动机的内燃机水泵开始生产的时间在2010年左右。

2.从标准看汽油机水泵历史

1995年6月发布，1996年1月实施的JB/T 7731.2-1995 小型汽油机直联高速离心泵技术条件，引用了一个产品标准JB/T 5315 小型汽油机技术条件。结合标准的技术参数我们可以看出，JB/T 7731规范的是两冲程汽油机（转速5000r/min，功率≤2.2kW）和水泵共轴的内燃机水泵。该标准配套功率只有两种，也就是说估计配套汽油机只有两个型号。从水泵管径看，进口直径只有40、50两个规格。

2009年11月发布，2010年4月实施的GB/T 24673-2009小型汽油机直联高速离心泵，引用的产品标准和JB/T 7731.2相比，去掉了JB 5315，增加了JB/T 6664（所有部分） 自吸泵。结合标准的技术参数我们可以看出，该标准保留了市场已经淘汰的两冲程汽油机配套内燃机水泵，增加了四冲程汽油机配套内燃机水泵，功率范围增加到5.6kW，汽油机型号增加了6个。水泵进口直径包含了40、50、80共三个规格，四冲程汽油机的非自吸式内燃机水泵仅一个型号。

3.内燃机水泵现状

通过调查发现，内燃机水泵有以下特点：1、内燃机水泵配套动力以汽油机为主，柴油机为辅，但配套动力为柴油机的内燃机水泵在逐步增加。主要是柴油机生产技术比汽油机复杂，生产许可证办理更难一些，因此生产企业相对较少。2、配套汽油机以168F、170F为主，配套柴油机以173F、178F为主，排量在往大的方向发展。这个和国家补贴政策有关，国家补贴政策市按功率来分档，为了多拿补贴，生产企业更愿意配大排量的内燃机。3、内燃机水泵以自吸式为主就，非自吸式为辅。内燃机水泵来源于国外技术，特别是自吸式水泵，就是典型的中国引进日本的技术，像品牌计算机，整体很协调。非自吸式内燃机水泵是国内技术力量由内燃机和IB泵改造而来。就像组装的计算机，看起效率很高，扬程很高，但整体新能不好。最大的缺陷就是内燃机和水平匹配不当，一般都是小马拉大车，在实际运行的过程中发现，配套动力转速3600r/min的内燃机水泵，一般运行转速只有3000r/min多以点甚至更低，水泵整体可靠性相对较差。4、因为内燃机水泵为移动式机组，所以口径都不会很大，以50、80为主，100很少，25和120的只是国内极少的企业在做，几乎没做推广。5、内燃机水泵多元化发展明显。最先的内燃机水泵以清水泵为主，逐渐有用着消防泵的高扬程泵，有用于污水的污水泵，但总的来说，种类还是很单一。

三、内燃机水泵产品标准现状

1.内燃机水泵试验方法标准

目前，国外内燃机水泵还没有相关的标准。估计是执行企业标准。国内涉及内燃机水泵的试验方法标准主要包括：GB/T 3216-2005 回转动力泵 水力性能验收试验1级和2级，GB/T 26116-2010 内燃机共轴泵 试验方法，JB/T 6664.3 自吸泵 第3部分：试验方法。

GB/T 3216是回转动力泵试验方法的基础标准，是其他水泵试验方法的依据，用这个方法标准能衡量水泵的质量状态。GB/T 26116是内燃机水泵的专业试验方法标准，它是内燃机和水泵直连的内燃机水泵的验收试验方法，用这个方法标准能判断内燃机水泵是否符合标准的要求。JB/T 6664.3是内燃机水泵自吸性能的试验方法，自吸式内燃机水泵的自吸性能试验需要用这个标准的方法来测量。

2.内燃机水泵产品标准

国内涉及内燃机水泵的产品标准主要包括：GB/T 24673-2009小型汽油机直联高速离心泵，G/BT 25411-2010 IB型单级离心泵，JB/T 6663-2007轻小型单级离心泵， JB/T 6664-2004 自吸泵，JB/T 6665-2007轻小型柴油机-泵直联机组。几个标准的区别见表1

表1内燃机水泵相关标准比对

从表1和每个标准的基本参数可以发现，GB/T 24673中规范的水泵是四冲程汽油机或两冲程汽油机与自吸式离心泵或非自吸式离心泵共轴的内燃机水泵；GB/T 25411中没有内燃机水泵的参数，不涉及内燃机水泵；JB/T 6663中规范的水泵实际上是泵和水冷柴油机联轴器和皮带连接的机组；JB/T6664中规范的水泵实际上是泵和水冷柴油机联轴器和皮带连接的机组，以及两冲程汽油机和水泵共轴连接的水泵；JB/T6665中规范的水泵是柴油机和IQ泵或ZB自吸泵联轴器或皮带连接的机组。

综上所述，国内涉及内燃机水泵标准有5个，但仅仅有GB/T 24673规范了20个型号的汽油机水泵，也就是大部分内燃机水泵无统一标准可以依。

四、内燃机水泵参数标准现状

1.内燃机水泵能效标准现状

内燃机水泵能效评价参数，GB/T24673中采用的是泵效率。对汽油机配套的内燃机水泵，因为汽油机和水泵是共轴的，所以泵效率是无法直接测量，如果另外增加辅助装置，也会导致测量不符合要求。另外，GB/T 24673中3.3.2规定，“当泵的流量、扬程、转速等基本参数不符合表1的规定时，泵效率应不低于GB/T 13007或相应标准的规定”，GB/T 13007的适用范围是“a） 单级离心水泵；b） 多级离心水泵；c） 石油化工离心泵”。内燃机水泵归口为农用泵，叶轮有一半以上是半开式叶轮，用户是个体农民，不需要连续运转，因此效率的要求也不尽合实际。

对内燃机水泵能效评价最科学的参数应该是燃油消耗率。单位时间和单位功率下的燃油消耗量。参数测量简洁，能保持样机的完整性，最大限度保证测量数据的可重复性。

2.内燃机水泵平衡质量标准现状

内燃机水泵平衡质量的标准要求很高。例如GB/T 24673规定“泵的叶轮等转动部件均应进行静平衡和动平衡实验。静平衡的品质等级应不低于GB/T 9239.1-2006中G6.3级的规定，动平衡的品质等级为静平衡的1/2。”例如一个进口管直径100的内燃机水泵，半开式铸铁叶轮直径138mm，重量1.24kg，按G6.3级计算它的许用不平衡质量为0.3克。实际上铸铁或铸铝叶轮，精度根本达不到这个要求。

行业内对内燃机水泵这种小泵平衡质量的处理方式，一般规定为许用不平衡质量小于3g按3g计。大部分水泵叶轮能满足许用不平衡质量小于3g的要求。

3.内燃机水泵噪声振动标准现状

内燃机水泵标准在噪声振动方面的执行标准为水泵的标准。GB/T 24673噪声引用的标准是JB/T8098-1999，振动引用的标准是JB/T8097-1999，目前这两个标准都已经作废。这两个标准现行有效的版本是GB/T 29529-2013和GB/T 29531-013。GB/T 29529明确适用范围是“本标准适用于除潜液泵、往复泵以外的各种型式、电动机驱动的、工作介质为液体的泵或泵机组”；GB/T 29531明确适用范围是“本标准不适用于潜液泵、往复式容积泵和内燃机驱动的泵机组”。由此可见两个标准都明确不适用于内燃机水泵，也就是说，内燃机水泵噪声和振动参数无标准可依。

目前国内内燃机水泵在平衡达标的情况下，不做振动。噪声的指标参照内燃机的噪声限值。

4.内燃机水泵可靠性标准现状

内燃机水泵标准在可靠性方面要求很高。GB/T 24673中4.12.1规定：“在规定的使用条件下，泵首次故障前平均工作时间应不少于1000h。”GB/T5315.2-2001中5.4.1规定；“可靠性试验按照表1规定的工况在试验台架上连续进行。包括磨合，累计运转时间为120h（单台样机）”在实际强化试验中发现，汽油机的使用寿命为200-500小时，内燃机水泵首次故障前平均工作时间不会超过120小时。由此可见标准规定的可靠性时间1000小时，也仅仅是个理论值，而且是水泵零部件的设计寿命理论值。

五、内燃机水泵标准的发展趋势

目前内燃机水泵的标准是严重不完善的。随着时间的发展和使用要求的进一步提高，标准自身和产品会逐步成熟、融合、统一，会在安全要求、质量指标和试验方法方面进一步成熟完善，还会在特有的领域进一步发展，比如排放方面、电磁辐射方面、水质影响方面等等。

1.内燃机水泵废气排放要求

排放方面表现为内燃机水泵整个行业对排放将会有一定要求。GB 26133-2010 非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法（中国第一、二阶段）中适用范围中规定：“本标准规定了非道路移动机械用小型点燃式发动机（以下简称“发动机”）排气污染物排放限值和测量方法。本标准适用于（但不限于）下列非道路移动机械用净功率不大于19kW发动机的型式核准和生产一致性检查。”其中就明确包括了水泵。GB 20891-2007 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值与测量方法（中国第Ⅰ、Ⅱ阶段）中适用范围中规定：“本标准适用于（但不限于）下列非道路移动机械装用的额定净功率不超过560kW，在恒定转速下工作的柴油机。”其中也明确包括了水泵。由此可见，从标准理论上说，内燃机水泵应该执行GB 20891-2007和GB 26133-2010。

2.内燃机水泵电磁辐射要求

电磁辐射方面表现为内燃机水泵整个行业对电磁辐射将会有一定要求。GB 14023-2011车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车外接收机的限值和测量方法的适用范围中明确：“本标准适用于可能对无线电接受造成干扰的电磁发射源。这类发射源为：…c） 配备有内燃机或动力电池的装置（见四、3.）”。GB 14023中四、3.明确；“装置 device 由内燃机驱动的、主要不用于载人或载货的机械。（注：装置包括但不限于链锯、灌溉泵、扫雪机…）”由此可见，从标准理论上说，内燃机水泵应该执行GB 14023-2011。

3.内燃机水泵水质安全要求

水质影响方面表现为内燃机水泵整个行业对内燃机输送饮用水安全将会有一定要求。GB/T 17219-1998 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准的适用范围中明确：“本标准适用于饮用水以及饮用水处理剂直接接触的物质和产品，这些物质和产品系指用于饮用水供水系统的输配水管、设备和机械部件（如阀门、加氯设备、水处理剂加入器等）以及防护材料（如涂料、内衬等）。”因为内燃机水泵有铝压铸的，有铸铁的，使用的过程中，水泵生锈是常有的事。铝和其中含有的杂志会不会对人体产生不好的影响，这都是应该受到监控的。

六、结论

内燃机水泵是一个出现时间不很长的产品，其标准，特别是产品标准和参数标准有待于进一步完善。产品标准方面主要需要增加型号参数的覆盖范围，覆盖高扬程内燃机水泵和污水内燃机水泵。技术参数标准方面，采用燃油消耗率等更科学的参数来评价内燃机水泵的质量水平；采用行业规则来处理静平衡质量问题；根据内燃机水泵实际情况来制定内燃机水泵噪声、振动和可靠性时间指标。根据现行标准的分析，内燃机水泵以后估计在废气排放方面、电磁辐射方面和水质安全方面会有更严格的要求。

参考文献

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作者简介：李勇刚（1979.9-），男，工程师，大学本科学历，主要从事内燃机水泵标准技术研究。

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