Конструкцията и работата на водна помпа (помпа) в автомобилен двигател

Топлообменът в двигателя се осъществява чрез предаване на енергия от източник в областта на цилиндъра към въздуха, издухван през охлаждащия радиатор. Центробежната лопаткова помпа, обикновено наричана помпа, е отговорна за движението на охлаждащата течност в система от течен тип. Често по инерция, вода, въпреки че чистата вода отдавна не се използва в автомобилите.

Компоненти на помпата

Циркулационната помпа против замръзване е теоретично направена доста непретенциозна, нейната работа се основава на изхвърляне на течността от центробежни сили към ръбовете на лопатките, откъдето се инжектира в охлаждащите ризи. Съставът включва:

• вал, в единия край на който има инжекционно работно колело, изработено от метал или пластмаса, а в другия - задвижваща шайба за клинов ремък или друга трансмисия;
• корпус с фланец за монтиране на двигателя и поставяне на вътрешни части;
• лагер, върху който се върти валът;
• уплътнение, което предотвратява изтичането на антифриз и проникването му в лагера;
• кухина в тялото, която не е отделна част, но осигурява необходимите хидродинамични свойства.

Помпата обикновено се намира на двигателя от частта, където е разположена системата за задвижване на аксесоарите с помощта на ремъци или вериги.

Физиката на водната помпа

За да накарате течния топлинен агент да се движи в кръг, е необходимо да се създаде разлика в налягането между входа и изхода на помпата. Ако се получи такова налягане, тогава антифризът ще се движи от зоната, където налягането е по-високо, през целия двигател до входа на помпата с относителен вакуум.

Движението на водните маси ще изисква разходи за енергия. Течното триене на антифриз по стените на всички канали и тръби ще предотврати циркулацията, колкото по-голям е обемът на системата, толкова по-голям е дебитът. За предаване на значителна мощност, както и максимална надеждност, почти винаги се използва механично задвижване от задвижващата шайба на коляновия вал. Има помпи с електрически двигател, но използването им е ограничено до най-икономичните двигатели, където основното е минималният разход на гориво, а разходите за оборудване не се вземат предвид. Или в двигатели с допълнителни помпи, например с подгреватели или двойни нагреватели на кабината.

Няма единен подход от кой ремък да задвижва помпата. Повечето двигатели използват зъбен ангренажен ремък, но някои дизайнери смятат, че не си струва да обвързват надеждността на синхронизацията с охладителната система и помпата се задвижва там от външния ремък на алтернатора или от някой от допълнителните. Подобно на компресора на климатика или помпата на кормилното управление.

Когато валът с работното колело се върти, антифризът, подаван в централната му част, започва да следва профила на лопатките, докато изпитва центробежни сили. В резултат на това се създава свръхналягане върху изходящата тръба, а центърът се допълва с нови порции, идващи от блока или радиатора, в зависимост от текущото положение на термостатните вентили.

Неизправности и техните последствия за двигателя

Повредите на помпата могат да бъдат категоризирани като задължителни или катастрофални. Тук други не може да има, важността на охлаждането е изключително голяма.

При естествено износване или производствени дефекти в помпата, лагерът, салниковата кутия или работното колело могат да започнат да се срутват. Ако в последния случай това вероятно е следствие от фабричен дефект или престъпни спестявания върху качеството на материалите, тогава лагерът и кутията за пълнене неизбежно ще остареят, единственият въпрос е времето. Умиращият лагер обикновено съобщава за проблемите си с бръмчене или хрущене, понякога с пронизително изсвирване.

Най-често проблемите с помпата започват с появата на луфт в лагерите. Въпреки очевидната простота на дизайна, те са заредени тук значително. Това се дължи на следните фактори:

• лагерът се напълва с грес веднъж фабрично и не може да се подновява по време на работа.
• без значение какви са уплътненията на вътрешната кухина на лагера, където са разположени неговите търкалящи се елементи, сачми или ролки, там прониква атмосферен кислород, който при висока температура на монтажа причинява бързо стареене на смазката;
• лагерът изпитва двойно натоварване, отчасти поради необходимостта от прехвърляне на значителна мощност през вала към работното колело, въртящо се в течна среда с висока скорост, и главно поради високата сила на опън на задвижващия ремък, която освен това често е пренатегнати при ремонт, ако не е предвиден автоматичен обтегач;
• изключително рядко се използва отделен ремък за завъртане на помпата, обикновено няколко доста мощни спомагателни единици с масивни ротори и променливо съпротивление на въртене висят на общото задвижване, това могат да бъдат генератор, разпределителни валове, помпа на кормилното управление и дори климатик компресор;
• има дизайни, в които огромен вентилатор за принудително охлаждане на радиатора е прикрепен към шайбата на помпата, въпреки че в момента почти всички са оставили такова решение;
• парите от антифриз могат да навлязат в лагера през изтичаща салникова кутия.

Дори ако висококачественият лагер не се повреди, тогава в него може да се образува луфт в резултат на износване. В някои възли това е доста безопасно, но не и в случай на помпа. Неговият вал е уплътнен с маслено уплътнение със сложен дизайн, което се притиска от свръхналягане от вътрешността на системата. Той няма да може да работи в условия на високочестотни вибрации поради луфтовете на лагерите за дълго време. Горещият антифриз, проникващ през него капка по капка, ще започне да навлиза в лагера, да измие смазката или да причини разграждането му и всичко ще завърши с лавина от износване.

Опасността от това явление е също, че помпата често се задвижва от зъбния ремък, от който зависи безопасността на двигателя като цяло. Коланът не е предназначен да работи в условия, при които се излива с горещ антифриз, той бързо ще се износи и ще се счупи. При повечето двигатели това ще доведе не само до спиране, но и до нарушаване на фазите на отваряне на клапаните при все още въртящ се двигател, което ще завърши със среща на клапанните пластини с дъната на буталата. Стъблата на клапаните ще се огънат, ще трябва да разглобите двигателя и да смените части.

В тази връзка винаги се препоръчва превантивна смяна на помпата при всяка планирана инсталация на нов комплект за синхронизация, честотата на която е ясно посочена в инструкциите. Дори ако помпата изглежда доста добре. Надеждността е по-важна, освен това не е нужно да харчите пари за непланиран демонтаж на предната част на двигателя.

От всяко правило има изключения. В случай на смяна на помпата, това се дължи на използването на продукти, които очевидно имат по-дълъг ресурс дори от фабричното оборудване. Но те са и много по-скъпи. Какво да предпочетете, честа смяна или невероятен ресурс - всеки може да реши сам. Въпреки че всяка от най-прекрасните помпи може да бъде неволно убита от нискокачествен антифриз, ненавременната му подмяна или нарушения в механизма или технологията за опъване на ремъка.