Подробный обзор работы водяной помпы: от всасывания до циркуляции охлаждающей жидкости
Погрузимся в детали работы водяной помпы, начиная от процесса всасывания до циркуляции охлаждающей жидкости в системе. Разберемся в каждом шаге, чтобы полностью понять, как водяная помпа обеспечивает эффективное охлаждение двигателя.
- Всасывание: Процесс начинается с создания разрежения внутри помпы. Когда двигатель работает, приводной ремень или цепь передает энергию с коленчатого вала на ротор помпы. Ротор начинает вращаться, создавая разрежение внутри помпы.
- Захват охлаждающей жидкости: Благодаря разрежению, водяная помпа всасывает охлаждающую жидкость из радиатора или расширительного бачка через всасывающий патрубок.
- Перекачка жидкости: После всасывания жидкость перемещается внутри помпы. Она проходит через корпус помпы и движется вдоль внутренних каналов.
- Циркуляция: Под действием вращающегося ротора, охлаждающая жидкость подается обратно в систему охлаждения двигателя. Она проходит через трубки и каналы, охлаждает горячие детали двигателя и поглощает тепло.
- Отвод тепла: Охлаждающая жидкость, нагретая при прохождении через двигатель, достигает радиатора. Там она передает свое тепло в окружающую среду через радиаторные жилы и отводится от горячих деталей двигателя.
- Возвращение: После охлаждения охлаждающая жидкость возвращается в помпу через возвратный патрубок. Она готова для следующего цикла циркуляции, обеспечивая непрерывное охлаждение двигателя.
Таким образом, водяная помпа играет важную роль в системе охлаждения автомобиля, обеспечивая циркуляцию охлаждающей жидкости и отвод тепла от горячих компонентов двигателя. Этот процесс гарантирует оптимальную рабочую ттемпературу двигателя и предотвращает его перегрев. Водяная помпа обеспечивает надежное функционирование системы охлаждения, поддерживая стабильность и эффективность работы автомобиля. Регулярное обслуживание помпы и контроль уровня охлаждающей жидкости позволяют поддерживать ее работоспособность и гарантируют безопасность и долговечность двигателя вашего автомобиля.
Разборка и ремонт водяного насоса трактора МТЗ
По каким признакам можно сделать вывод, что возникли проблемы с водяным насосом? Во-первых, появилась течь воды из дренажного отверстия. Во-вторых, слышится нехарактерный шум и стуки при работе водяного насоса.
Еще одной поломкой водяного насоса является образование значительного зазора в подшипнике или разрушение подшипника. Это может быть причиной повреждения сердцевины радиатора крыльчаткой вентилятора.
Громкие стуки и гул являются признаками предельного износа, либо вообще разрушения подшипников насоса. Возможно так же разбалансировка посадочного места валика под приводной шкив.
Протечка охлаждающей жидкости из дренажного отверстия, либо пятна масла на шкиве привода дают понять, что произошло разрушение уплотнений валика насоса. Производитель для повышения надежности и долговечности с февраля 1987 г на двигатели Д-240, устанавливал водяные насосы с уплотнением типа «ВАЗ» и усиленным подшипниковым узлом.).
Рис. 2.1.98. Водяной насос трактора МТЗ в сборе: 1 — шкив; 2 — подшипники; 3 — корпус; 4 — крыльчатка; 5 — дренажное отверстие; 6 — валик; 7 — гайка
Для устранения появившихся неисправностей, водяной насос снимают и разбирают для замены выработавших свой ресурс деталей.
При увеличении осевого перемещения валика в подшипниках свыше 0,6 мм валик нужно заменить в сборе с подшипниками. В сборе меняется еще в случае ослабления внутренних колец подшипников на валике.
Подшипники подлежат замене в случае увеличения радиального зазора в них более 0,1 мм.
Рис. 2.1.100. Схема расположения деталей водяного насоса трактора МТЗ: 1 — шкив; 2 — подшипники; 3 — крыльчатка; 4 — корпус; 5 — патрубок; 6 — валик насоса; 7 — ремень привода водяного насоса; 8 — стопорная пластина; 9 — гайка; 10 — вентилятор
Уплотняющую шайбу торцового уплотнения можно эксплуатировать даже а том случае, если на ней присутствуют небольшие кольцевые риски и следы износа. Но их глубина не должна превышать 0,5 мм. А вообще толщина шайбы не должна быть меньше 2,5 мм. Манжета должна быть цельной, сквозные прорывы недопустимы.
Если вы вдруг обнаружили трещину на корпусе водяного насоса, то его следует заменить. Далее диагностируют посадочные поверхности корпуса под подшипники валика.
Номинальные и допустимые размеры водяного насоса двигателя Д-240, мм
Расстояние от торца опорной втулки до плоскости разъема: | |
номинальное | 47,0—47,3 |
допустимое | 48,5 |
Допустимый диаметр отверстий корпуса под подшипники: | |
305 | 62,07 |
304 | 52,06 |
Если в процессе осмотра вы обнаружили на торцовой части опорной втулки корпуса насоса следы стачивания (как правило кольцевые канавки) глубиной значительно больше 0,5 мм, втулку в этом случае выпрессовывают и сменяют на новую.
Собирая насос, резиновые манжеты ставят таким образом, чтобы отвороты с пружинами «смотрели» в сторону подшипников. Гайка ступицы в этом случае затянута моментом 16—19 Н·м. После компоновки всех деталей насоса, валик вращается от усилия руки без торможения крыльчатки. Концы кромок лопастей вентилятора располагаются в одной плоскости.
Основные неисправности
Неисправный водяной насос может принести немало бед для владельца своего автомобиля, поскольку нарушается система циркуляции охлаждающей жидкости, что ведет к перегреву мотора. Таким образом, нужно знать и понимать, как определить неисправность помпы, а также вовремя заменить деталь.
Итак, как распознать неисправность водяного насоса:
- При запуске двигателя на холодную слышен глухой звук с подкапотного пространства. Стоит отметить, что это может быть связано с другими неисправностями, такими как генератор или приводной ремень.
- Из-под шкива помпы видны подтеки охлаждающей жидкости. Это означает, что появился люфт между валом и корпусом, или износился резиновый уплотнитель.
- При проведении диагностики слышен люфт подшипника водяного насоса, но не видно подтеков охлаждающей жидкости. В данном случае, если помпа разборная достаточно заменить подшипник, если нет — придется менять весь элемент.
Устройство поршневых насосов и принцип действия
Самыми первыми гидравлическими машинами, преобразующими механическую энергию движения поршня в механическую энергию жидкости и известными еще до нашей эры, были именно поршневые насосы. Претерпевая различные дополнения, принцип их действия не менялся с тех самых пор.
В поршневом насосе, за счет циклического изменения объема, происходит циклическое заполнение цилиндров жидкостью с последующим ее вытеснением.
В качестве простейшего образца работы любого современного поршневого насоса, может служить рабочий цикл простой одноступенчатой гидравлической машины, состоящей из цилиндрической рабочей камеры с двумя отверстиями напорным и всасывающим и совершающего внутри нее возвратно-поступательные движения поршня. Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное конструкцией предусматривается кривошипно-шатунный механизм.
Всасывание жидкости в таком устройстве происходит за счет создания в рабочей камере низкого давления во время движения поршня вправо при закрытом нагнетательном клапане, а напор перекачиваемой жидкости открывает всасывающий клапан и рабочая камера полностью заполняется.
Затем при возвратном движении поршня, в цилиндре создается избыточное давление, значительно большее, чем в нагнетательном патрубке. Всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный открывается для подачи, за счет чего и происходит процесс нагнетания или вытеснения жидкости, равной объему рабочей камеры, в напорный коллектор трубопровода.
Полезный объем рабочей камеры это разница между максимальным и минимальным ее объемами, обусловленными положением поршня.
От частоты движения поршня зависит непрерывность поступления рабочей жидкости. Чтобы давление внутри напорного трубопровода было стабильным, обычно используются гидравлические агрегаты двухстороннего действия с несколькими рабочими камерами, точнее, цилиндры в них поделены на две равные части, в каждой из которых имеются оснащенные клапанами всасывающие и напорные патрубки. Такая конструкция позволяет в разных частях иметь разное давление. В то время, как в одной части под действием движения поршня идет процесс всасывания, в другой осуществляется нагнетание и наоборот. Для борьбы с пульсацией применяют воздушные колпачки и гидроаккумуляторы.
К поршневым насосам одинарного действия относятся плунжерный или скольчатый насос, а также диафрагменный насос. Диафрагменный отличается от плунжерного лишь наличием в его рабочей камере специальной активной или пассивной диафрагмы. Активные диафрагмы, передавая усилие на жидкость от штока, находятся под высоким давлением и поэтому из-за своей низкой усталостной прочности применяются в поршневых насосах низкого давления с большим числом качаний. А пассивные диафрагмы лишь отделяют жидкость, передающую энергию от плунжера к перекачиваемой жидкости и поэтому их применяют в насосах с высокими давлениями при малом числе качаний.
Более сложную конструкцию имеют поршневые насосы двойного действия, обеспечивающие более равномерную подачу перекачиваемой жидкости за счет наличия в них двух и более рабочих камер. Каждая камера работает в качестве насоса одинарного действия, а, в так называемых, дифференциальных насосах в правой рабочей камере, используемой как вспомогательная, отсутствуют клапаны, но за счет ее наличия подача жидкости не зависит от движений поршня.
Возможность регулирования напорного давления за счет варьирования частотных диапазонов поршневого хода, малые габариты и взаимозаменяемость узлов деталей являются основными плюсами поршневых насосов.
К недостаткам можно отнести невозможность из-за высокого давления на входе последовательно соединить нескольких поршневых насосов в одну цепь, невозможность перекачивания жидких сред с абразивными частицами, потребность в дополнительной охлаждающей системе и в дополнительном уплотнении между поршнем и стенками цилиндров рабочих камер. А также, в отличие от других объёмных насосов, поршневые насосы не обратимы из-за наличия клапанов, поскольку не могут работать в режиме гидродвигателя.
В каком случае возможен ремонт
Ремонт — это процедура, которая не всегда бывает целесообразной. Это объясняется тем, что само изделие для большинства моделей стоит совсем не дорого. То есть проще купить новую помпу, чем тратить время и силы на ремонт старой.
Любые ремонтные работы, которые в принципе возможны, основываются на замене сальника, подшипника или крыльчатки. Эти расходники имеются в свободной продаже и стоят копейки. Однако целесообразнее всё-таки полностью заменить насос, чем проводить его ремонт. Это связано с тем, что доступ к этому узлу на некоторых автомобилях подразумевает использование смотровой ямы и откручивание подушек двигателя. То есть ради мелкого ремонта приходится проводить довольно сложные подготовительные работы. Поэтому автовладельцам проще сразу установить новую помпу.
Признаки поломки помпы
- Лужа антифриза под машиной в районе насоса. Это связано с механическим износом сальника и протечкой охлаждающей жидкости через дренажное отверстие в корпусе насоса.
Повышенный шум, гул при работе двигателя, исходящий от помпы – износ подшипников.
Двигатель перегревается или печка салона дует холодным воздухом. Есть две причины – воздушная пробка в системе, как от нее избавится, я рассказывал в статье про смену охлаждающей жидкости или поломка крыльчатки помпы. Она может рассыпаться от старости или грязи в системе охлаждения.
Повышенный люфт шкива. Его можно ощутить руками, если пошатать за него в разные стороны. В исправной помпе его не должно быть. Люфтить начинает из-за поломки подшипников, когда его обойма ломается и шарики высыпаются в полость подшипника. Как следствие – скорое заклинивание помпы.
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.
Процесс проверки
В насосе может выйти из строя как электрическая часть, так и механическая. Многие домашние мастера, забывая о механике, бросаются проверять электрику, вооружившись тестером. Но часто помпа перестает работать из-за попавшего мусора.
К сожалению, не весь мусор уходит в сливной фильтр – его часть может собираться в районе крыльчатки. Чаще всего на нее наматываются волосы и нитки, со временем блокируя работу. Если вы думаете, как проверить помпу, не снимая с двигателя, то посоветуем все же снять ее, тем более сделать это очень легко:
- Сделайте фото или снимите на видео расположение проводки. Это вам поможет потом все правильно подключить обратно.
- Снимите проводку.
- Разожмите хомуты патрубка и шланга, воспользовавшись пассатижами. Не ломайте их – они пригодятся повторно.
- Поверните помпу на пол-оборота влево и без усилий снимите деталь.
Статья по теме: Прессостат для стиральной машины
Прежде чем разбирать насос, внимательно осмотрите крыльчатку. Если заметите мусор, блокирующий ее работу, то займитесь чисткой. Не забудьте хорошенько почистить весь насос от собравшейся в нем грязи. Также к механике можно отнести прокладки – они могут износиться.
Если с механикой полный порядок, можно проверять электрику. Действуйте таким образом:
- Включите тестер, выбрав режим проверки напряжения.
- Приставьте щупы к контактам.
- На дисплее появилось «0» или «1»? Пожалуй, перегорел моторчик помпы – замените его.
- Если на экране светится трехзначное число, то проблема может быть не в самом моторе, а в электронном блоке управления. Требуется более точная диагностика.
Теперь вы знаете, как проверить сливной насос на стиральной машине: разборка требуется несущественная, а проверка не отберет массу времени. Чтобы работать было проще, просмотрите видео:
Мы расскажем вам, как правильно проверить помпу в стиральной машинке, что поможет вам уберечь себя и свою помощницу от огромного количества разнообразных поломок, и научитесь сами находить и устранять поломки такого характера.
Причины поломки водяной помпы
Если вы будете своевременно проводить диагностику двигателя и хорошо за ним ухаживать, то водяная помпа отслужит долгое время и не доставит вам неприятностей. Дело в том, что насос представляет из себя достаточно простое устройство и ломается очень редко. Но из всех правил бывают исключения, и помпы это тоже касается.
Существует несколько причин, по которым автомобильная помпа может выйти из строя:
- Выход из строя некоторых деталей насоса. Особенно это касается сальника, который изнашивается и дает течь. Бывает так, что ломается крыльчатка или подшипник.
- Производственный брак, вследствие которого помпа изначально была низкого качества.
- При выполнении ремонта самой помпы или некоторых деталей, расположенных поблизости, слесарь допустил ошибку.
Принцип работы водяной помпы: объяснение цикла охлаждения и регулирования температуры
Давайте рассмотрим принцип работы водяной помпы и объясним цикл охлаждения и регулирования температуры. Водяная помпа является ключевым компонентом системы охлаждения двигателя и выполняет важные функции для поддержания оптимальной температуры работы двигателя.
Процесс начинается с включения двигателя. Приводной механизм, такой как ремень или цепь, связывает водяную помпу с коленчатым валом двигателя и передает ей вращательное движение.
- Цикл охлаждения:
- Водяная помпа всасывает охлаждающую жидкость из радиатора через всасывающий патрубок.
- Жидкость перемещается через помпу и поступает в двигатель, охлаждая его горячие компоненты.
- После охлаждения охлаждающая жидкость возвращается в радиатор, где она отводит накопленное тепло в окружающую среду через радиаторные жилы.
- Регулирование температуры:
- Водяная помпа работает в сотрудничестве с термостатом. Термостат контролирует температуру охлаждающей жидкости и регулирует ее поток по системе.
- При низкой температуре двигателя термостат ограничивает поток охлаждающей жидкости, позволяя двигателю быстрее нагреться до рабочей температуры.
- Когда двигатель достигает оптимальной температуры, термостат открывается, разрешая полный поток охлаждающей жидкости по системе охлаждения.
- Таким образом, водяная помпа и термостат совместно контролируют и поддерживают оптимальную рабочую температуру двигателя.
Этот цикл охлаждения и регулирования температуры обеспечивает эффективное охлаждение двигателя, предотвращает его перегрев и защищает от возможных повреждений. Регулярное обслуживание системы охлаждения и проверка водяной помпы позволяют поддерживать их надежность и эффективность. Таким образом, водяная помпа играет важную роль в обеспечении оптимальной температуры работы двигателя и поддержании его надежной и долговечной работы.
Какую помпу выбрать? Известные производители
Если выбирать из заменителей, то покупатели часто отдают предпочтение водяным насосам европейских брендов:
- SKF;
- Hepu;
- Saleri Sil;
- Valeo.
Эти детали изготовлены из качественных металлов, они оснащены крыльчатками и подшипниками с большим сроком эксплуатации. Стоимость высокая, но зато о качестве переживать не надо.
Также можно присмотреться к немецкому производителю Ruville и итальянским компаниям Graf и Dolz. Нормальными считают и водяные насосы производителей Profit, JP Group и Thermotec, но эти варианты лучше выбирать при ограниченном бюджете.
Если водяная помпа вышла из строя раньше заявленного производителем срока, причина в заводском браке или покупке подделки. Мы рекомендуем выбирать продукцию Ruville, Valeo и SKF.
Почему ломается помпа на автомобиле
Что такое помпа и почему она может сломаться? Этот вопрос задают многие начинающие автовладельцы на тематических форумах в сети. Так называется насос, который создаёт циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя.
Сама по себе деталь является очень простым устройством, поэтому и ломается крайне редко. Если владелец надлежащим образом следит за своей машиной и своевременно проходит все необходимые процедуры и ТО, то вероятность поломки сводится к нулю. Однако заботливый автовладелец — это редкость. Поэтому помпа без ухода и контроля её состояния в один «прекрасный» день может сломаться и перестать прогонять антифриз по системе охлаждения.
Причин выхода из строя всего три:
Выработка ресурса (сильный износ узлов, в том числе физическое старение сальника).
Изначальный брак (низкое качество изделия по вине производителя).
Замена детали или её ремонт, выполненный с пренебрежением или некачественно.
Признаки неисправности
Главное в работе системы охлаждения мотора — это её герметичность. Если система разгерметизировалась, то даже работоспособная помпа не сможет справиться с необходимостью циркуляции антифриза.
Однако определить неисправность можно и без специальных приборов или исследований. Водителю достаточно внимательно следить за качеством работы двигателя и показаниями приборов на панели в салоне.
Свист
Первый признак, который свидетельствует о поломке водяной детальки — это характерный свист. Звук образуется потому, что в системе охлаждения резко понижается давление жидкости из-за отсутствия постоянной циркуляции.
Свист издаёт выработанный подшипник. Чтобы убедиться, что свистит действительно помпа, а не генератор или ГРМ, нужно ослабить натяжку ремня и проверить люфт, то есть покачать за шкиф насоса. Если свистящие звуки не прекращаются, значит, он вот-вот выйдет из строя. Единственный вариант — сразу её заменить на новую.
Течёт антифриз
Это одна из самых частых проблем, которую автовладелец может исправить своими руками. При осмотре места посадки помпы можно увидеть подтёки охлаждающей жидкости. Если антифриз выделяется небольшими порциями, то причин для паники пока нет. Вполне возможно, что сальник (уплотнительная резинка) сильно износился и нуждается в замене.
Автомобиль можно некоторое время эксплуатировать, однако рекомендуется как можно быстрее заменить сальник, так как в случае его полного повреждения выйдет из строя и сама деталь. Замена сальника — одна из самых простых операций, которая под силу даже новичку. Для этого необходимо выкрутить помпу из посадочного гнезда, убрать старый сальник, чистой тряпочкой протереть место посадки, установить новую резинку и установить помпу обратно. Процедура занимает от силы две-три минуты.
Есть люфт
На глаз люфт определить невозможно. Однако можно услышать характерный вой — значит, проблема системы охлаждения двигателя кроется в люфте подшипника насоса. Замена подшипника — операция довольно сложная, так как требует точного «вбивания» нового подшипника в корпус помпы. Гораздо проще сразу заменить всю деталь, так как стоимость нового подшипника практически такая же, как и у новой помпы.
При замене теплообменника потекла помпа
Теплообменником называют радиатор. Часто после установки нового радиатора помпа начинает вести себя весьма «капризно» — например, из-под неё начинает подтекать антифриз. Это связано с неправильной установкой прокладок. Под радиатором располагаются прокладки разного рода, если одну из них укрепить не той стороной или пренебрежительно зафиксировать, то течь помпы неизбежна.
Последствия несвоевременной замены водяного насоса
После того, как были рассмотрены основные вопросы, которые касаются устройства, работы и неисправностей водяного насоса стоит рассмотреть вопрос последствий несвоевременной замены изделия.
Многие автомобилисты после появления свиста или подтекания помпы продолжают ездить в таком неисправном техническом состоянии, при этом, не задумываясь, чем это ожжет грозить. Таким образом, появляются косвенные признаки того, что ситуация подошла к критической отметке.
Например, постоянно работающий вентилятор охлаждения может не только указывать на неработоспособный термостат, а и о недостатке «охлаждайки» в системе, из-за того, что она вытекает из-под шкива.
Итак, рассмотрим, к каким последствиям стоит готовиться автомобилисту при несвоевременном ремонте узла:
- Постоянные подтекания жидкости снижают уровень охлаждающей жидкости в системе, что приводит сначала к постоянной работе термостата и доливке жидкости, а затем к перегреву.
- В свою очередь, перегрев чреват серьезными последствиями, такими, как повреждением внутренних элементов головки блока цилиндров. Самым страшным вариантом становится прогиб и деформация плоскости ГБЦ, что тянет за собой другие страшные последствия.
- Также, постоянные перегревы способствуют тому, что в корпусе головки блока и блока цилиндров появляются трещины, которые достаточно тяжело устранить.
- Самым страшным последствием является то, что после деформации ГБЦ охлаждающая жидкость может пойти вовнутрь камер сгорания, а это гидроудар, последствием которого становится полный и бесповоротный капитальный ремонт силового агрегата или замена движка вовсе. Это может серьезно ударить по карману владельца.
На основании выше изложенного, ремонт водяного насоса системы охлаждения стоит проводить вовремя, при обнаружении первых признаков неисправности. Если это не сделать последствия могут стать плачевными для двигателя и владельца транспортного средства.