Dizajn i rad vodene pumpe (pumpe) u automobilskom motoru

Izmjena topline u motoru nastaje prijenosom energije iz izvora u području cilindra na zrak koji se upuhuje kroz hladnjak za hlađenje. Centrifugalna pumpa s lopaticama, koja se obično naziva pumpa, odgovorna je za prenošenje kretanja rashladne tekućine u sustavu tekućeg tipa. Često po inerciji, voda, iako se čista voda već dugo ne koristi u automobilima.

Komponente pumpe

Cirkulacijska pumpa protiv smrzavanja teoretski je napravljena prilično nepretenciozno, njen rad se temelji na bacanju tekućine centrifugalnim silama na rubove lopatica, odakle se ubrizgava u rashladne jakne. Sastav uključuje:

• osovina, na čijem se jednom kraju nalazi impeler za ubrizgavanje od metala ili plastike, a na drugom - pogonska remenica za klinasti remen ili drugi prijenos;
• kućište s prirubnicom za montažu na motor i smještaj unutarnjih dijelova;
• ležaj na kojem se osovina okreće;
• uljna brtva koja sprječava istjecanje antifriza i njegovo prodiranje u ležaj;
• šupljina u tijelu, koja nije zaseban dio, ali pruža potrebna hidrodinamička svojstva.

Pumpa se obično nalazi na motoru od dijela gdje se nalazi pomoćni pogonski sustav pomoću remena ili lanaca.

Fizika vodene pumpe

Da bi se tekući toplinski agens kretao u krugu, potrebno je stvoriti razliku tlaka između ulaza i izlaza crpke. Ako se postigne takav tlak, tada će se antifriz kretati iz zone gdje je tlak veći, kroz cijeli motor do ulaza u pumpu uz relativni vakuum.

Kretanje vodenih masa zahtijevat će troškove energije. Tekuće trenje antifriza na zidovima svih kanala i cijevi spriječit će cirkulaciju, što je veći volumen sustava, to je veći protok. Za prijenos značajne snage, kao i maksimalne pouzdanosti, gotovo uvijek se koristi mehanički pogon s pogonske remenice radilice. Postoje pumpe s elektromotorom, ali njihova je uporaba ograničena na najekonomičnije motore, gdje je glavna stvar minimalni trošak goriva, a troškovi opreme se ne uzimaju u obzir. Ili u motorima s dodatnim pumpama, na primjer, s predgrijačima ili dvostrukim grijačima kabine.

Ne postoji jedinstven pristup s kojeg remena pogoniti pumpu. Većina motora koristi nazubljeni razvodni remen, ali neki su dizajneri smatrali da se ne isplati vezati pouzdanost razvoda uz rashladni sustav, a pumpa se tamo pokreće s vanjskog remena alternatora ili nekog od dodatnih. Slično kompresoru klima uređaja ili pumpi servo upravljača.

Kada se osovina s impelerom okreće, antifriz koji se dovodi u njegov središnji dio počinje slijediti profil lopatica, dok doživljava centrifugalne sile. Kao rezultat toga, stvara se višak tlaka na izlaznoj cijevi, a središte se nadopunjuje novim dijelovima koji dolaze iz bloka ili radijatora, ovisno o trenutnom položaju ventila termostata.

Kvarovi i njihove posljedice za motor

Kvarovi pumpi mogu se kategorizirati kao obvezni ili katastrofalni. Drugih tu ne može biti, važnost hlađenja je izuzetno velika.

S prirodnim trošenjem ili proizvodnim greškama u pumpi, ležaj, kutija za brtvljenje ili impeler mogu se početi urušavati. Ako je u potonjem slučaju to vjerojatno posljedica tvorničke greške ili kriminalne uštede na kvaliteti materijala, tada će ležaj i kutija za brtvljenje neizbježno ostarjeti, jedino je pitanje vremena. Ležaj koji umire obično najavljuje svoje probleme zujanjem ili krckanjem, ponekad i visokim zviždukom.

Najčešće problemi s pumpom počinju pojavom zračnosti u ležajevima. Unatoč prividnoj jednostavnosti dizajna, ovdje su značajno opterećeni. To je zbog sljedećih čimbenika:

• Mast u ležaj stavlja se jednom u tvornici i ne podliježe obnavljanju tijekom rada.
• bez obzira na brtve unutarnje šupljine ležaja, gdje se nalaze njegovi kotrljajući elementi, kuglice ili valjci, tamo prodire atmosferski kisik, koji pri visokoj temperaturi sklopa uzrokuje brzo starenje maziva;
• ležaj doživljava dvostruko opterećenje, dijelom zbog potrebe za prijenosom značajne snage kroz osovinu na rotor koji rotira u tekućem mediju velikom brzinom, a uglavnom zbog velike sile zatezanja pogonskog remena, koja je, osim toga, često previše zategnut tijekom popravaka ako nije osiguran automatski zatezač;
• izuzetno rijetko se koristi zasebni remen za rotaciju pumpe, obično nekoliko prilično snažnih pomoćnih jedinica s masivnim rotorima i promjenjivim otporom rotacije visi na zajedničkom pogonu, to mogu biti generator, bregaste osovine, pumpa servoupravljača, pa čak i klima uređaj kompresor;
• postoje dizajni u kojima je veliki ventilator za prisilno hlađenje radijatora pričvršćen na remenicu pumpe, iako su trenutno gotovo svi napustili takvo rješenje;
• pare antifriza mogu ući u ležaj kroz brtvenu kutiju koja curi.

Čak i ako visokokvalitetni ležaj ne pokvari, tada se u njemu može stvoriti zračnost kao posljedica trošenja. U nekim čvorovima to je prilično sigurno, ali ne u slučaju pumpe. Njegova je osovina zapečaćena uljnom brtvom složenog dizajna, koja je pritisnuta viškom tlaka iz unutrašnjosti sustava. Neće moći dugo raditi u uvjetima visokofrekventnih vibracija zbog zračnosti ležaja. Vrući antifriz koji prodire kroz njega kap po kap počet će ulaziti u ležaj, ispirati mazivo ili uzrokovati njegovu degradaciju, a sve će završiti lavinskim trošenjem.

Opasnost od ove pojave također je u tome što pumpu često pokreće zupčasti remen, o čemu ovisi sigurnost motora u cjelini. Remen nije dizajniran za rad u uvjetima u kojima se izlijeva vrućim antifrizom, brzo će se istrošiti i slomiti. Na većini motora to neće dovesti samo do zaustavljanja, već i do kršenja faza otvaranja ventila na još uvijek rotirajućem motoru, što će završiti susretom ploča ventila s dnom klipa. Stabljike ventila će se saviti, morat ćete rastaviti motor i promijeniti dijelove.

U tom smislu, uvijek se preporučuje preventivna zamjena crpke pri svakoj planiranoj ugradnji novog seta za razvodno vrijeme, čija je učestalost jasno navedena u uputama. Čak i ako pumpa izgleda sasvim dobro. Pouzdanost je važnija, osim toga, ne morate trošiti novac na neplanirano rastavljanje prednjeg dijela motora.

U svakom pravilu postoje iznimke. U slučaju zamjene pumpe, to je zbog upotrebe proizvoda koji očito imaju duži resurs čak i od tvorničke opreme. Ali su i puno skuplji. Što preferirati, čestu zamjenu ili nevjerojatan resurs - svatko može odlučiti za sebe. Iako bilo koja od najljepših pumpi može nesvjesno biti ubijena nekvalitetnim antifrizom, njegovom nepravovremenom zamjenom ili kršenjem mehanizma ili tehnologije zatezanja remena.