Водяной насос автомобиля назначение

Устройство и принцип работы насоса системы охлаждения двигателя (помпы)

Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос, или помпа. Он может иметь механический или электрический тип привода. Если помпа неисправна, вся система охлаждения будет находиться в нерабочем состоянии, что приведет к перегреву двигателя.

Устройство насоса системы охлаждения

Конструктивно помпа представляет собой классический центробежный насос для перекачки воды и неагрессивных жидкостей. Она состоит из следующих деталей:

• Герметичный корпус. Он имеет сложную форму и чаще всего изготавливается из алюминиевых сплавов. Для подключения в систему в корпусе выполнены два патрубка – всасывающий и напорный. Первый подключается к магистрали, идущей от радиатора, а второй к магистрали рубашки охлаждения двигателя.
• Вал – осуществляет передачу вращения от привода к крыльчатке помпы.
• Крыльчатка, или рабочее колесо. Имеет лопасти специальной формы, с помощью которых осуществляет нагнетание охлаждающей жидкости в систему.
• Приводной шкив.
• Уплотнители (сальники) – предотвращает утечку охлаждающей жидкости в местах крепления насоса к магистралям.
• Подшипники.

Располагается помпа в системе охлаждения двигателя между радиатором и рубашкой. Чаще всего – это передняя часть мотора.

Изначально в качестве охлаждающей жидкости применялась просто очищенная вода, а потому такой насос нередко называют помпа водяного охлаждения двигателя. Сейчас этот термин неактуален, поскольку для охлаждения применяют не чистую воду, а водные растворы с ингибиторами коррозии (в теплом климате) и антифризы (в зимнее время), в состав которых также входит этиленгликоль.

Принцип работы помпы охлаждения двигателя

Главной задачей насоса системы охлаждения является создание избыточного давления для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в контурах. С практической стороны это ускоряет процесс теплообмена между узлами двигателя и охлаждающей жидкостью.

При запуске двигателя автомобиля привод насоса через ременную передачу и вал передает вращательное движение рабочему колесу. В этот момент на входе (всасывающем патрубке) создается разрежение, способствующее всасыванию жидкости в помпу. Жидкость при этом находится в охлажденном состоянии, так как поступает из радиатора системы охлаждения.

Попадая в центральную часть помпы, жидкость движется по лопастям крыльчатки и под действием центробежной силы нагнетается через выходной патрубок в рубашку системы охлаждения двигателя (к головке блока цилиндров). Под действием высокого давления охлаждающая жидкость проходит по контуру через основные узлы и выполняет отвод тепла. После этого она вновь возвращается к радиатору, где остужается и всасывается насосом для нового цикла охлаждения.

Виды насосов охлаждающей системы

Используемые в современном автомобилестроении насосы охлаждающей жидкости не имеют принципиальных конструктивных отличий. Но они могут разделяться в зависимости от типа привода, назначения и конструкции корпуса. Привод насоса может осуществляться двумя способами:

• Механический – вал помпы соединен при помощи ременной передачи с коленвалом или распредвалом мотора. В этом случае она приводится в движение синхронно с запуском двигателя.
• Электрический – в такой схеме вал насоса приводится в движение дополнительным электродвигателем, работа которого контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ).

По назначению помпа автомобильного двигателя может быть:

• Основной. Такой насос выполняет непосредственную перекачку жидкости в системе охлаждения.
• Дополнительной. Устанавливается не на всех автомобилях и может предназначаться для вспомогательного охлаждения в регионах с очень жарким климатом, снижения температуры отработавших газов, охлаждения турбонагнетателя в моторах с турбонаддувом, дополнительного охлаждения двигателя после остановки. В отличие от основного насоса, дополнительный приводится в работу индивидуальным электродвигателем.

Сроки эксплуатации насоса для перекачки охлаждающей жидкости зависят от типа конструкции его корпуса. По этому параметру различают:

• Разборные. Этот тип применяется в старых и отечественных автомобилях. Такая конструкция позволяет выполнить ремонт и промывку помпы.
• Неразборные. В большинстве стран помпа двигателя считается недорогой расходной запчастью, а потому многие производители перешли к изготовлению неразборных насосов. Их необходимо полностью заменять каждые 60 тысяч километров пробега автомобиля. При установке нового насоса обязательно выполняется замена приводного ремня.

Помимо описанных выше конструкций, также существуют отключаемые насосы. Они позволяют отключать поступление охлаждающей жидкости, пока она не прогреется до температуры 30°С. Это позволяет обеспечить более быстрый прогрев двигателя и улучшить показатели расхода топлива.

Возможные неисправности помпы системы охлаждения

Поломка насоса охлаждающей жидкости может привести к остановке всей системы. Это может серьезно отразиться на состоянии двигателя. Наиболее частыми проблемами помпы являются:

• Износ уплотнителя (сальника). В этом случае происходит утечка охлаждающей жидкости.
• Поломка рабочего колеса. При разрушении крыльчатки нагнетание жидкости становится хуже (падает давление) или вовсе прекращается.
• Заклинивание подшипников. Если смазка насоса ухудшается, что также может быть следствием подтекания жидкости охлаждения, помпа начинает работать с перебоями.
• Увеличение люфта между крыльчаткой и валом насоса. В процессе работы рабочее колесо, закрепленное на валу, может разболтаться, что приводит к нестабильной работе помпы и другим поломкам.
• Химическая коррозия. Чаще всего эта проблема затрагивает рабочее колесо насоса и возникает, если используются жидкости низкого качества.
• Разрушение под действием кавитации. Пузырьки воздуха, которые могут возникать при работе насоса, интенсивно разрушают его изнутри, что приводит к ломкости деталей и их поражению коррозией.
• Загрязнение системы. Химические отложения и просто грязь, попадающая внутрь насоса, со временем образуют твердый налет на его деталях, что затрудняет вращение рабочего колеса и прохождение жидкости.
• Разрушение подшипников. В этом случае при работе насоса появляется характерный свист. Заменить такие подшипники сложно, а потому в этом случае насос просто меняют.
• Обрыв ремня привода. При использовании некачественного ремня или несвоевременной его замене может произойти разрыв или проскальзывание.

При остановке работы системы охлаждения двигателя всего на 5-6 минут может произойти перегрев двигателя. Действие высоких температур нарушает геометрию головки блока цилиндров и ведет к повреждениям кривошипно-шатунного механизма. Не стоит игнорировать мелкие неисправности системы охлаждения, так как в дальнейшем они могут привести к серьезному ремонту.

Источник статьи: http://techautoport.ru/dvigatel/sistema-ohlazhdeniya/nasos-sistemy-ohlazhdeniya.html

Насос водяной: железное сердце системы охлаждения

В любом двигателе есть система охлаждения, причем в большинстве случаев — жидкостного типа. В такой системе очень важно обеспечить непрерывную циркуляцию жидкости, данная задача решается водяным насосом (помпой). Об этом агрегате, его функциях, устройстве, работе, ТО и неисправностях читайте в статье.

Назначение водяного насоса (помпы) и его роль в двигателе

Для работы двигателя внутреннего сгорания важно поддерживать оптимальный температурный режим, при котором все узлы и агрегаты функционируют с наибольшей эффективностью. Для современных силовых агрегатов эта температура лежит в районе 80-90°C (более высокая температура наблюдается только в камерах сгорания). Для этого в моторе предусмотрена система охлаждения, причем наиболее часто используется система с жидким теплоносителем.

Для жидкостной системы охлаждения необходимо обеспечить постоянную циркуляцию рабочей жидкости по рубашке охлаждения двигателя, а также между рубашкой и радиатором, отводящим излишки тепла в атмосферу. Эта задача решается с помощью специального водяного (а точнее — жидкостного, так как вода давно вытеснена антифризами) насоса, или помпы.

Жидкостный насос решает одну ключевую задачу — обеспечивает непрерывную циркуляцию охлаждающей жидкости с самого момента запуска и до полной остановки силового агрегата. Некоторые насосы также используются и для привода вентилятора охлаждения радиатора. В любом случае именно насос выступает одним из основных компонентов системы охлаждения, без которого нормальное функционирование мотора просто невозможно.

Типы и разновидности водяных насосов

В настоящее время на ДВС применяется только один тип насоса — центробежный, в нем для нагнетания воды используется быстро вращающаяся крыльчатка. При этом насосы делятся на несколько видов по конструкции корпуса и способу установки на силовой агрегат, по типу привода и наличию/отсутствию привода вентилятора.

По конструкции насосы бывают:

• Автономные — такие насосы выполнены в виде отдельного агрегата, который посредством патрубков соединяется с водяной рубашкой двигателя и радиатором;
• Интегрированные в двигатель — насосы такого типа выполнены в виде агрегата с открытой крыльчаткой, который устанавливается непосредственно на двигатель (крыльчатка при этом располагается в специальной полости водяной рубашки), а соединение с радиатором осуществляется патрубком.

Насосы первого типа сегодня применяются, преимущественно, на дизельных двигателях для тракторов и грузовых автомобилей, основную же массу составляют насосы второго типа — они более просты, надежны и обладают лучшими характеристиками.

По типу привода насосы делятся на две группы:

• С клиноременным приводом от коленчатого вала двигателя;
• С приводом от зубчатого ремня ГРМ.

Эти насосы, соответственно, оснащаются клиновым шкивом (под обычным клиновый или современный поликлиновый ремень) или зубчатым колесом.

По наличию/отсутствию привода вентилятора все просто — есть насосы, которые только качают воду, а есть насосы, одновременно обеспечивающие вращение крыльчатки вентилятора. Первый типа насосов используется на двигателях с электрическим приводом вентилятора. Однако второй тип насосов позволяет обеспечить вращение вентилятора без использования дополнительных электродвигателей или сложных приводов.

При этом насосы с приводом вентилятора делятся на две группы:

• Под установку вязкостной муфты (вискомуфты);
• Под установку электромагнитной фрикционной муфты.

В первом случае крыльчатка вентилятора устанавливается на вал насоса через вязкостную муфту, которая включает и выключает вентилятор при достижении определенной температуры, причем температура отслеживается специальным составом внутри муфты. При этом вискомуфта не требует никаких дополнительных деталей. Во втором случае применяется электромагнитная муфта, которая требует электрического подключения к блоку управления.

Но независимо от типа, все насосы имеют принципиально одинаковое устройство и принцип действия.

Устройство и конструктивные особенности водяных насосов

Наиболее просто устроен насос с открытой крыльчаткой. Его основу составляет литой корпус, в котором выполнена полость под крыльчатку, один или два отводящих канала, а также патрубок для соединения с радиатором. Крыльчатка устанавливается в корпусе на валу через один подшипник и самоподжимной сальник, который предотвращает попадание рабочей жидкости на подшипник. С внешней стороны на валу устанавливается ступица под шкив или зубчатое колесо, а также под крыльчатку вентилятора.

Наиболее ответственная часть насоса — крыльчатка. Она может иметь различную конструкцию:

• Диск с перпендикулярными плоскими лопатками, имеющими радиальную ориентацию;
• Диск с лопатками сложного профиля (спиралеобразные), расположенными под рациональными углами;
• Колесо с лопатками того или иного профиля, зажатыми между двумя дисками.

Наиболее просты по конструкции дисковые крыльчатки с плоскими лопатками, однако они обладают наименьшей производительностью и малоэффективны. Наилучшим образом работают крыльчатки с лопатками особого профиля, обладающие высоким КПД, но и более высокой стоимостью.

Описанные насосы монтируются непосредственно на двигатель, для чего в его передней части предусмотрено окно и привалочная поверхность. При установке корпус насоса герметизирует водяную рубашку двигателя, а крыльчатка оказывается погруженной в охлаждающую жидкость. Для герметизации обязательно применяется прокладка.

Автономные насосы устроены аналогичным образом, однако их крыльчатка закрывается крышкой, которая вместе с корпусом образует полость с патрубками. Насос тоже монтируется на двигатель, но располагается на специальном кронштейне, а подача и отвод охлаждающей жидкости осуществляется через патрубки.

Работает насос центробежного типа довольно просто. Охлаждающая жидкость поступает к центру вращающейся крыльчатки, где захватывается лопастями и за счет центробежных сил отбрасывается на периферию, приобретая высокую скорость, что равносильно повышению давления. На периферии крыльчатки расположен один или два отводящих канала, через который жидкость под давлением поступает в водяную рубашку двигателя. Таким образом осуществляется постоянная циркуляция жидкости по системе.

Типичные неисправности водяных насосов, их причины и способы устранения

Для всех водяных насосов характерны четыре типа неисправностей.

Утечка охлаждающей жидкости. Обычно возникает вследствие разрушения прокладки, при появлении трещин в корпусе насоса или из-за поломки самоподжимного сальника. Наиболее просто решается проблема с прокладкой — ее достаточно заменить на новую. Также замене подлежит и сальник, но далеко не во всех моделях насосов (в ряде насосов имеется дренажное отверстие, утечка жидкости из которого говорит об износе сальника и необходимости замены насоса). А любые трещины, сколы или деформации корпуса требуют полной замены насоса.

Износ подшипника водяного насоса. Эта неисправность проявляется повышением шума во время работы насоса, также может возникать запах смазки, одновременно ухудшается и работа насоса. На некоторых насосах можно произвести замену вала в сборе с подшипником, однако чаще всего бывает проще заменить насос в сборе.

Деформирование или поломка крыльчатки. К неисправностям относятся поломка и деформация лопаток, чрезмерная коррозия и значительные отложения. Проблема проявляется перегревом двигателя, в ряде случаев в насосе возникает шум. Крыльчатку можно заменить, но многие модели насосов проще заменить в сборе.

Износ приводного ремня. Это проблема не только насоса, но также и других агрегатов — генератора или ГРМ. Износ проявляется характерным свистом, в случае клиноременной передачи — ухудшается работа насоса, в случае зубчатого ремня — могут возникать проблемы с ГРМ и работой двигателя в целом. Проблема решается заменой ремня.

Любая неисправность водяного насоса должны быть как можно скорее устранена, так как вскоре насос может совсем встать и сделать невозможной работу двигателя.

Общие рекомендации по техническому обслуживанию помп

Обслуживание водяного насоса как таковое не производится, однако необходимо помнить о следующих вещах:

• Очень важно использовать качественный и рекомендуемый производителем двигателя антифриз, в противном случае ресурс насоса значительно сокращается;
• Ресурс помпы ограничен, и ее требуется регулярно менять, периодичность замены может составлять 60-90 тысяч и более км пробега;
• При обслуживании системы охлаждения рекомендуется производить ее промывку специальными средствами, что обеспечивает удаление отложений и коррозии с крыльчатки и внутренних стенок корпуса насоса;
• Периодически рекомендуется снимать насос, производить его дефектовку, ремонт или замену.

При снятии насоса обращают внимание на состояние крыльчатки (не должно быть сколов, трещин и деформаций), сальника (по дренажному отверстию, по наличию утечек) и подшипника (по продольному люфту). При выявлении неисправностей принимается решение о ремонте или полной замене помпы.

При соблюдении рекомендаций производителя, регулярном обслуживании и своевременном ремонте насос будет работать качественно и надежно, обеспечивая бесперебойное функционирование мотора.

Источник статьи: http://www.autoars.ru/articles/?id=71