Помпа, или же устройство водяной помпы двигателя внутреннего сгорания автомобиля являет собою насос, который создает принудительную циркуляцию жидкости охлаждения (антифриза) во всей системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данное устройство предназначается для того, чтобы организовать круговорот антифриза или иной охладительной жидкости в системе охлаждения. Если же данное устройство приходит в неисправность, то возникает серьезное нарушение внутреннего теплового режима двигателя, вследствие чего он будет очень быстро закипать и портиться, а срок его службы будет уменьшаться в разы.
Из-за того, что устройство автомобильной помпы является достаточно простым механизмом, ее поломка происходит довольно редко. Тем более проблем не будет возникать, если автомобилист тщательно следит за состоянием двигателя внутреннего сгорания. Тем не менее, важно заметить, что даже самая надежная помпа иногда может выходить из строя. Так, существует несколько причин, по которым данное устройство приходит в неисправность:
- непрофессионально выполненный ремонт;
Износ узлов устройства и старение сальника;
Низкокачественная помпа, которая устанавливалась сначала.
В тех случаях, когда система остается герметической, но все же помпа не может инициировать циркуляцию жидкости по ней, будет возникать увеличение температуры двигателя, о чем будут попросту «кричать» все показания на датчике приборной панели. Даже непродолжительная и кратковременная езда и эксплуатация транспортного средства в такого рода режиме сможет привести к закипанию устройства радиатора или заклиниванию двигателя внутреннего сгорания. Иным признаком поломки помпы может служить течь антифриза, которая возникает в зоне ее установки.
Если же протечка не является очень сильной, то это не будет такой страшной проблемой, так как все равно циркулирующая жидкость в системе будет нормально исполнять все возложенные на нее функции, просто ее нужно будет регулярно подливать. Тем не менее, если такая незначительная неисправность возникла, то следует пресечь потенциальную проблему сразу же, так как все течи имеют свойство стремительно увеличиваться в двигателях, которые интенсивно эксплуатируются.
1. Конструкция помпы.
Устройство помпы в большем количестве автомобилей является идентичным. В своем большинстве это будет касаться непосредственно автомобилей отечественного производства. Местоположение помпы не нужно будет долго искать, так как она приводится в действие посредством ремня ГРМ и располагается непосредственно возле устройства радиатора.
По конструкции помпа выглядит таким образом: вал прикрепляется в крышке. На него насаживается крыльчатка, посредством движения которого инициируется перемещение в системе жидкости. С другой стороны вала монтируется шкив приводной, а в некоторых моделях автомобилей еще и вентилятором. Через ремень ГРМ и шкив приводной на вал будет передаваться энергия вращения двигателя внутреннего сгорания, а сам вал будет приводить в действие устройство крыльчатки, вследствие чего вся система будет работать.
Непосредственно между крыльчаткой и корпусом будет монтироваться сальник, из-за износа которого и возникает множество проблем с помпами.
Если такого рода является плохим, то тосол или антифриз будет постепенно просачиваться в полость к подшипникам, вследствие чего будет происходить вымывание их смазки. Именно из-за этого подшипники будут работать намного громче, а их изнашивание будет происходить на порядок быстрее, что будет вести к заклиниванию устройства помпы.
2. Принцип работы помпы.
Помпа (водяной насос автомобиля) – это один из ключевых элементов жидкостной любого современного транспортного средства. Основное предназначение данного устройства заключается в циркуляции охлаждающей жидкости во всей охладительной системе. Как итог, после прохождения по одному такому кругу жидкостная температура будет снижаться, что восстановит ее способность к охлаждению других деталей.
При заведенном двигателе внутреннего сгорания , который является охлажденным в радиаторе, будет поступать к насосу – к центру крыльчатки. Как итог, пространство, которое находится между лопастями последней будет полностью заполнено антифризом. Из-за того, что существует воздействие центробежной силы крыльчатка будет отбрасывать антифриз в сторон.
Через специальное отверстие он будет уходить в рубашку охлаждения силового агрегата. Именно таким образом будет обеспечиваться циркуляция в системе охлаждения мотора охладительной жидкости. Важно также заметить, что для того, чтобы максимально исключить всевозможные подтекания антифриза между блоком цилиндров мотора и корпусом помпы, нужно установить специальную картонную прокладку.
Важно также отметить, что вентилятор, который в большинстве случаев находится непосредственно на шкиве помпы и вместе с ней начинает свою работу, изготавливают из листовой стали или пластика. Для максимального снижения шумности его работы лопасти располагаются Х-образно и под определенными углами.
Для того, чтобы снизить мощность, которая нужна для того, чтобы в движение приводить вентилятор, используются узлы с электромагнитной муфтой. Именно данное устройство может отключать привод вентилятора, когда температура охладительной жидкости будет снижаться до определенной температуры. Именно таким образом муфта будет оптимизировать работу системы охлаждения, при этом снижая шумность работы всего агрегата.
3. Замена помпы.
Для того, чтобы убедиться в неисправности устройства помпы, следует произвести несколько легких тестов. Первым вариантом является прогревание мотора до температуры рабочей, после чего нужно сжать верхний шланг радиатора. Если при этом будет чувствоваться, что жидкость продолжает циркулировать в системе, то можно сделать точный вывод, что устройство помпы работает нормально. Во втором варианте следует просто прислушаться к работе помпы. Если при этом слышится гул, то скорее всего деталь подшипника приходит в неисправность. При этом не стоит дожидаться полной его неработоспособности, следует незамедлительно произвести замену помпы для того, чтобы избежать больших неприятностей.
Теперь следует приступить непосредственно к рассмотрению алгоритма снятия и замены неисправной помпы. Для начала следует снять адсорбер для того, чтобы обеспечить себе максимальные удобства при проведении работы, при этом не отключаются шланги и провода.
После этого следует произвести снятие пластикового защитного кожуха с двигателя внутреннего сгорания и кожуха ремня ГРМ. После следует взять домкрат и поддомкратить правую сторону транспортного средства для того, чтобы переднее правое колесо было вывешенным. Сделать это необходимо для того, чтобы все можно было выставить по меткам. Чтобы было еще более удобно, можно сделать одну пометку посредством белой краски. К сожалению, придется снять и колесо, так как нужно достичь нижний болт крепления пластикового кожуха.
Если ремень ГРМ находится в хорошем состоянии, то смысла его заменять нет. Помимо этого, следует произвести снятие помпы не снимая ремень привода генератора, так как это позволит автомобилисту сэкономить много времени. Тем не менее, шкивы с роликами распределительного вала и сам пластиковый кожух, все же, придется снять. Для этого нужно ослабить все натяжные ролики, после чего произвести снятие с них ремня ГРМ.
После нужно застопорить чем-то плоским шестерни распредвалов. Делается это для того, чтобы их открутить. Но нужно быть очень аккуратным в проведении данной операции, так как их зубья являются достаточно мягкими. Вслед за демонстрированием шкивов можно откручивать и сам пластиковый кожух. После этого можно с уверенностью утверждать, что мы добрались до помпы.
В зависимости от количества крепежных болтов, нужно произвести количество их откручиваний, после чего постукивая слегка ее по корпусу можно пробовать ее вытащить. Важно также подставить емкость для слития охладительной жидкости.
Теперь следует устанавливать новую помпу, при этом убедившись, что она имеет в наличии достаточное количество необходимой смазки. Помимо этого, если прокладка бумажная, следует нанести небольшой слой герметика и дат ему высохнуть. Сборку, как впрочем и всегда, нужно производить с точностью в обратном порядке.
Сначала устанавливаем на свое место помпу и закрепляем пластиковый кожух. Далее нужно закрепить все шкивы распредвалов по своим местам и одеть ремень ГРМ. По меткам, которые были нанесены ранее, нужно совместить и одеть ремень ГРМ. Колесом нужно провернуть двигатель и откорректировать необходимую натяжку и положение ремня. После того, как все было установлено, следует долить антифриз или охладительную жидкость. Вот и все, что следует знать автомобилисту для того, чтобы самостоятельно произвести замену неисправной водяной помпы в автомобиле.
Подписывайтесь на наши ленты в
В этой статье мы постарались собрать все возможные принципы работы насосов. Часто, в большом разнообразии марок и типов насосов достаточно трудно разобраться не зная как работает тот или иной агрегат. Мы постарались сделать это наглядным, так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.
Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.
С давних времен стояла задача подъема и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъемные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.
Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса, вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.
Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.
Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобратенный древнегреческим механиком Ктесибием, был описан еще в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.
С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.
В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности - в дозировочных насосах и насосах высокого давления.
Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трехплунжерные, пятиплунжерные и т.п.
Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.
На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.
Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.
Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении
Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон ("гармошку"), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение - выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.
Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.
Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость "на сухую", т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.
Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.
Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).
Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.
Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.
Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.
Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вызких продуктов, содержащих частицы.
Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)
Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200...400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.
Применяются в пищевой и химической промышленности.
На картинке можно посмотреть роторный насос с трехлепестковыми роторами.
Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.
Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.
Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.
Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разряжение на всасывании.
Что происходит дальше видно на картинке.
Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).
Преимущество - простота конструкции.
Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).
Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.
Принцип работы:
На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.
Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.
Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).
Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.
Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.
Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.
Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
- самовсасывание (до 7...9 метров),
- бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
- возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
- возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.
Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.
Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.
Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.
Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.
Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.
При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.
Газлифт (от газ и англ. lift - поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.
В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них - буровая скважина или резервуар, а другой - труба, в которой находится газожидкостная смесь.
Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.
Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.
Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны
Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.
Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)
Центробежный насос
Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.
Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов - износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.
Многосекционный насос
Многосекционные насосы - это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.
Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.
По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).
Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.
Трехвинтовой насос
Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта - до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.
Насосы этого типа применяются:
- на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
- в системах гидравлики,
- в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.
Струйный насос
Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.
Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.
Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды - водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением - инжекторами.
Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.
Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.
Спиральный вакуумный насос
Спиральный вакуумный насос представляет собой объёмный насос внутреннего сжатия и перемещения газа.
Каждый насос состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости) расположенных со смещением в 180° друг относительно друга. Одна спираль неподвижна, а другая крутится двигателем.
Подвижная спираль совершает орбитальное вращение, что приводит к последовательному уменьшению газовых полостей, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.
Спиральные вакуумные насосы относятся к категории «сухих» форвакуумных насосов, в которых не используются вакуумные масла для уплотнения сопряженных деталей (нет трения - не нужно масло).
Одной из сфер применения данного вида насосов являются ускорители частиц и синхротроны, что само по себе уже говорит о качестве создаваемого вакуума.
Ламинарный (дисковый) насос
Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.
Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.
Аналогично, когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса образуется пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои молекул в жидкости между дисками, создавая градиенты скорости и давления по ширине условного прохода. Эта комбинация граничного слоя и вязкого перетаскивания приводит к возникновению перекачивающего момента, который «тянет» продукт через насос в плавном, почти не пульсирующем потоке.
*Информация взята из открытых источников.
Водяной насос (помпа) обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения автомобильного двигателя. Водяной насос получил применение на заре автомобильной эры и с тех пор неизменно выполняет важнейшую функцию в поддержании температурного баланса автомобильных двигателей.
История водяных насосов в автомобилях:
- 1885 г. - появление первых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Охлаждение двигателя воздушное, жидкостное охлаждение не применяется;
- 1900 г. - появление жидкостного охлаждения двигателя. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит «самотеком» - нагревшись, горячая жидкость поднимается вверх, а холодная поступает к цилиндрам двигателя;
- 1910 г. - жидкостная система охлаждения становится «принудительной». Циркуляция охлаждающей жидкости обеспечивается водяным насосом.
Детали водяного насоса:
- корпус (является «основой» всей конструкции)
- подшипник (запрессовывается внутрь корпуса; на него «насаживаются» крыльчатка и шкив)
- сальник (герметизирует подшипник от жидкости)
- крыльчатка (обеспечивает подачу жидкости)
- шкив (через него обеспечивается вращение помпы)
Рассмотрим детали водяного насоса по отдельности.
Корпус водяного насоса
Широко применяются два вида материала - чугун и алюминий. Алюминий является более современным материалом и позволяет создавать корпуса сложных форм с четким соблюдением размеров, благодаря чему появляется возможность установки подшипника «внатяг», и не применять винт, фиксирующий подшипник от проворота. Чугунные корпуса помп применяются, как правило, на большегрузных автомобилях - там, где обороты двигателя невелики, но требуется большой срок службы детали.
Для справки: существуют эксперименты с использованием пластикового корпуса для водяных насосов, но практического применения пластик не получил.
Часто корпуса современных помп принимают очень вычурные формы. Другая современная тенденция - корпус помпы становится частью блока цилиндров.
«Ременной» шкив. В качестве примера - помпа LWP 1425 для Renault Koleos
Подшипник
Как правило, используется два радиальных подшипника, между которыми размещена смазка. Устаревшая конструкция - два шариковых подшипника открытого типа располагаются отдельно на одном валу и фиксируются от проворота винтами; предусматривается возможность дополнительно запрессовывать смазку между подшипниками, для чего на корпусе помпы располагается пресс-масленка.
Современная конструкция - двухрядный шариковый или шарико-роликовый подшипник закрытого типа, жестко запрессованный в корпусе помпы; в таком подшипнике используется высокотемпературная пластичная смазка, которая не требует замены весь срок службы подшипника и помпы.
«Зубчатый» шкив - привод от ремня ГРМ. В качестве примера - помпа LWP 0558 для Daewoo Matiz
Сальник (уплотнительный элемент)
Предназначен для герметизации подшипника и предохранения его от попадания жидкости. Является важнейшей деталью водяного насоса - в силу «динамического характера» эксплуатации помпы уплотнительный элемент непрерывно испытывает серьезную нагрузку. Современный сальник представляет собой два керамических элемента типа «плоский золотник», прижатые пружинами друг к другу.
«Зубчатый» шкив - привод от цепи ГРМ. В качестве примера - помпа LWP 1435 для Nissan Teana
Шкив
В зависимости от типа привод может быть «ременным» (привод от «простого» ремня) и «зубчатым» (привод от зубчатого ремня ГРМ либо от цепи ГРМ). «Ременной» привод часто делается съемным - в этом случае на валу помпы запрессовывается фланец, на котором впоследствии устанавливается приводной шкив.
В современных двигателях получают постепенное распространение в качестве шкива электромагнитные муфты, которые позволяют регулировать скорость вращения помпы (либо даже «отключать» водяной насос).
Электромагнитная муфта. В качестве примера - помпа LWP 18C4 для Volkswagen Golf VI
Шкив также опосредованно влияет на производительность водяного насоса - ведь подача жидкости зависит от скорости вращения вала, и, изменяя диаметр шкива, можно увеличить (или уменьшить) соотношение скорости коленчатого вала (от которого осуществляется привод помпы) и вала помпы. Однако здесь нужно помнить, что зависимость производительности от скорости вращения вала помпы имеет «параболический» характер - производительность растет по мере увеличения скорости вращения, но при достижении определенных оборотов начинает снижаться.
Конструкторы подбирают такой диаметр шкива, чтобы обеспечить оптимальную производительность помпы на конкретных оборотах двигателя. Основное же значение в плане обеспечения производительности помпы имеет крыльчатка.
Крыльчатка
Является основным «исполнительным механизмом» водяной помпы, отвечающим за ее производительность. Расходные характеристики водяного насоса зависят от следующих параметров крыльчатки:
- Диаметр
- Расстояние от крыльчатки до «ответной части» («крышки») помпы
- Форма лопастей (должны быть «гидравлически правильными»)
- Толщина лопастей (чем тоньше лопасти, тем больше объем «захватываемой» жидкости)
- Чистота поверхности лопастей (на шершавой поверхности может возникнуть «волновой эффект»)
Чугун
В качестве примера - помпа LWP 0101 для ВАЗ 2101–2107
В качестве примера - помпа LWP 0101 для ВАЗ 2101–2107
Применяется в крыльчатках с самых первых водяных насосов. Используется до сих пор, однако постепенно заканчивает свою «карьеру». Изготовление чугунной крыльчатки не требует высоких технологий; чугун обладает высокой коррозионной стойкостью. Однако чугун имеет шероховатую поверхность и неоднородную структуру; кроме того, у чугуна есть определенные пределы по приданию формы. Лопасти чугунной крыльчатки по определению будут толще, чем лопасти из других материалов.
Пластмасса
В качестве примера - помпа LWP 0226 для Иж Ода (единственная помпа с пластмассовой крыльчаткой, выпускаемая LUZAR)
Относительно современный материал. Отличные «формовочные» свойства и гладкость поверхности; тонкие лопасти. Недостаток - слабая коррозионная стойкость.
Сейчас практически не используется.
Алюминий
В качестве примера - помпа LWP 0190 для Лады Гранты
Занимает «среднее» положение между чугуном и пластиком и имеет достоинства и чугуна, и пластмассы. Хорошие свойства по «формованию», хорошая гладкость поверхности; достаточно тонкие лопатки; высокая коррозионная стойкость.
Листовая сталь
Великолепная «зеркальная» гладкость поверхности, самые тонкие лопасти, высокая стойкость к коррозии. Недостаток - в связи со свойствами материала лопасти такой крыльчатки нельзя сделать закругленными.
На сегодняшний день наиболее распространенный материал для крыльчаток водяных насосов.
Полифениленсульфид (PPS , «керамический пластик»)
Не путайте с обычной пластмассой!
Полифениленсульфид обладает поистине безграничными возможностями - суперкоррозионная стойкость (не боится ни одного из известных растворителей) и суперлитьевые свойства. Единственный недостаток - конструкционная сложность, которая обуславливает высокую стоимость.
Также в крыльчатках - редко - применяются и довольно экзотические материалы. Например, при небольших объемах выпуска - когда нецелесообразно инвестировать в литьевую форму - используются точеные стальные крыльчатки. Существуют варианты покрытия крыльчатки «глазурью», которая позволяет убрать шероховатости поверхности, однако в связи с низкой надежностью такого покрытия крыльчатки по такой технологии производятся только экспериментально.
Вылет крыльчатки
В завершение необходимо упомянуть важнейший параметр водяного насоса - так называемый «вылет крыльчатки», а именно расстояние от лопастей до ответной части помпы. Производительность помпы находится в обратной кубической (!) зависимости от этого расстояния - чем ближе лопасти, тем выше подача. Очевидно, что обеспечение минимального расстояния между лопастями и ответной частью помпы - это очень сложный процесс. Именно здесь и проявляются качественные особенности того или иного производителя. Например, LUZAR контролирует данный параметр на 100% выпускаемых водяных насосах.
Также здесь важно не допустить дисбаланса крыльчатки при запрессовке ее на вал.
В результате данной статьи мы постарались показать водяной насос как сложное технико-технологическое изделие. Будьте внимательны определенного производителя. Руководствуйтесь приведенной информацией, и Вы сможете выбрать действительно эффективное и работоспособное изделие.
Компания LUZAR производит широкий спектр водяных насосов и деталей системы охлаждения с 2003 года. Многие модели поставляются на сборочные конвейеры, то есть являются оригинальными.
Богатый опыт компании LUZAR в производстве деталей системы охлаждения гарантирует высочайший уровень качества изделий.
Автомобильная водяная помпа – это центробежный насос, принудительно обеспечивающий равномерное циркулирование охлаждающей жидкости по всей системе охлаждения двигателя: начиная от радиатора и заканчивая расширительным бачком.
Основное предназначение водяной помпы состоит в том, чтобы организовать непрерывное движение охлаждающей жидкости (антифриза, тосола) по всей системе охлаждения ДВС.
Если насос выйдет из строя, то тепловой режим двигателя будет нарушен, в результате чего он очень быстро перегреется и закипит, что лучше не стоит допускать. Если вы видите, что стрелка датчика контроля температуры ползет вверх, то лучше остановить движение и проверить исправность насоса.
Время от времени проверяйте состояние водяной помпы, проводя ее визуальный осмотр. Для того чтобы убедиться в ее исправности, периодически прислушивайтесь к работе двигателя вашего автомобиля и проводите тщательное обследование места, где находится крепление помпы.
Очень важно, чтобы в этом месте не наблюдалось протечек охлаждающей жидкости, иначе нужно срочно бить тревогу и устранять течь. Благодаря этим действиям вы сможете своевременно заметить поломку какого-либо узла и выполнить ремонт, не доводя ситуацию до критической.
Строение и принцип работы водяной помпы
Конструкция и принцип работы водяной помпы практически на всех моделях автомобилей практически одинаковый, особенно если сравнивать детали отечественных производителей. Про расположение насоса можно сказать то же самое.
Водяная помпа устанавливается рядом с радиатором и при пуске двигателя приводится в действие при помощи гидрораспределительного ремня (ГРМ).
Конструкция помпы состоит из следующих основных деталей: корпус, вал, крыльчатка, приводной шкив, подшипник, сальник и ступица шкива приводов. Вал с крыльчаткой на конце устанавливается в крышке. Вал приводится в движение при помощи ремня ГРМ. Вращаясь, крыльчатка перемещает жидкость в системе, заставляя ее постоянно циркулировать и таким образом охлаждать двигатель.
Приводной шкив устанавливается на другом конце вала, в некоторых вариантах насосов дополнительно ставится вентилятор. Непосредственно на приводной шкив надевается ремень ГРМ. Вращательная энергия двигателя передается через гидрораспределительный ремень и приводной шкив на вал, тем самым заставляя вращаться крыльчатку и приводя в действие работу всей системы.
Очень часто помпа начинает неправильно работать из-за изнашивания сальника, установленного между крыльчаткой и корпусом. Когда сальник вырабатывает свой ресурс, охлаждающая жидкость (тосол или антифриз) начинает просачиваться сквозь него и попадает на подшипники, тем самым смывая смазывающие вещества.
Хорошие мастера знают, что для подшипника это очень плохо, практически губительно. Он без смазки начинает гудеть и в ближайшее время выходит из строя. В этом случае результат один: подшипники заклинивает, и помпа перестает работать.Неисправность водяной помпы: причины и возможные последствия
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.
Последствия неисправности водяной помпы
Если водяная помпа не работает и антифриз или тосол не циркулирует по системе, то температура двигателя быстро повышается и стрелка датчика температуры воды на панели приборов начинает подниматься вверх, доходя до критической отметки. Достаточно будет проехать на автомобиле с неисправной помпой совсем немного для того, чтобы охлаждающая жидкость в радиаторе закипела.
Об этом вы узнаете не только по поднимающейся стрелке, но и по появлению испарений из-под капота и характерному запаху кипящей жидкости. Такую ситуацию допускать никак нельзя, иначе двигатель может заклинить. А это уже одна из серьезнейших поломок, которую будет непросто исправить. Скорее всего, придется обращаться в автосервис и на некоторое время остаться без транспорта.
О неисправности водяной помпы может свидетельствовать протекающая в месте ее крепления охлаждающая жидкость. Небольшая протечка для автомобиля не представляет серьезной опасности и допускает дальнейшую эксплуатацию автомобиля. Жидкость будет циркулировать в системе охлаждения, как и обычно.
Ваша задача в этой ситуации – постоянно контролировать уровень антифриза в радиаторе и своевременно его доливать. Но не стоит долго затягивать с устранением неполадки, так как утечка может стать сильнее, и вы уже не сможете своевременно исправлять ситуацию, особенно если усиленно эксплуатируете свой автомобиль.
Распространенные неисправности водяной помпы
Как и говорилось ранее, устройство водяной помпы достаточно простое, поэтому и неисправностей у нее не так уж много. Самые частые и распространенные виды поломок:
- заклинил подшипник;
- вышла из строя крыльчатка;
- крыльчатка плохо держится на валу, т. е. расшаталось ее крепление;
- водяная помпа из-за постоянного дрожания двигателя неплотно прилегает в месте крепления, и охлаждающая жидкость сочится наружу.
Особенности ремонта водяной помпы
Водяная помпа двигателя представляет собой разборный механизм, который подлежит ремонту. При ее неисправности вы можете купить новую и заменить ее, а можете попробовать устранить причину поломки, заменив вышедшею из строя деталь: подшипник, сальник, крыльчатку и т. д. Многих автовладельцев радует тот факт, что помпа ремонтируется, так как это обходится гораздо меньше, чем замена всей детали.
К сожалению, в большинстве моделей автомобилей водяная помпа расположена в плохо доступном месте, поэтому ее разборка и ремонт может быть реальной проблемой. В некоторых вариантах автомобилей добраться до насоса можно только снизу. Для этого необходимо загонять автомобиль на эстакаду или смотровую яму. Затем нужно немного ослабить подушки двигателя и тогда уже получится добраться до водяной помпы.
Некоторые опытные слесаря меняют автомобильную помпу на новую при каждой замене гидрораспределительного ремня или цепи (в зависимости от модели двигателя). Если же водяной насос приходит в негодность раньше, то его, конечно же, нужно сразу менять.
Продолжительность работы помпы напрямую зависит от качественной замены ремня ГРМ и характерных особенностей самой запчасти. Любая часть автомобиля требует присмотра и ухода, и водяная помпа не является исключением. Следите за ее состоянием, и вам не придется ремонтировать или менять деталь.
При работе ДВС выделяется большое количество тепловой энергии, которую необходимо постоянно отводить во избежание перегрева и выхода двигателя из строя. Даже незначительная неполадка в охлаждающей системе впоследствии может обернуться длительным дорогостоящим ремонтом. Водяная помпа – далеко не самая сложная деталь автомобиля, но именно она является центральным звеном системы охлаждения.
Водяной насос в автомобиле
Помпа охлаждения, водяная помпа , насос охлаждения – под этими терминами подразумевается одна и та же деталь – насос центробежного типа, обеспечивающий принудительную циркуляцию жидкости по охлаждающему контуру. Благодаря постоянной циркуляции происходит эффективное отведение тепла, предотвращающее перегрев двигателя внутреннего сгорания.
Конструкция помпы достаточно проста: внутри литого корпуса из алюминия или чугуна (реже – композиционных материалов) расположена крыльчатка, приводимая в движение вращающимся валом. Герметичность обеспечивают резиновый сальник и прокладка в зоне соединения помпы и рубашки. Охлаждающая жидкость подается по центральному каналу и, попадая на крыльчатку, отбрасывается за счет центробежной силы к стенкам корпуса. Через водораспределительную трубку антифриз попадает к патрубкам выпускных клапанов и далее – в рубашку охлаждения, где происходит нагрев. При достижении определенных значений температуры открывается термостат, и антифриз быстро охлаждается в радиаторе, после чего снова возвращается в помпу.
Выход из строя водяной помпы: факторы риска
Анализ причин выхода помпы из строя свидетельствует о том, что самым «слабым звеном» узла является сальник. Отсутствие должного внимания к его состоянию и несвоевременная замена могут привести к нарушению герметичности со всеми в прямом смысле слова вытекающими последствиями. Не стоит ориентироваться на гарантированный срок службы помпы: из-за неудовлетворительного состояния дорог, сложных погодных условий или сомнительного качества антифриза сальник может выйти из строя гораздо раньше. Опытные водители с профилактической целью регулярно контролируют качество и количество антифриза, что позволяет вовремя заметить неполадки и произвести замену.
Второй причиной является износ подшипников. Неисправность не останется незамеченной, поскольку при движении сразу проявляется характерный шум. Промедление с заменой чревато серьезными последствиями, вплоть до заклинивания вала.
Реже всего в насосе водяного охлаждения ломается крыльчатка. Причиной выхода из строя могут стать коррозионные процессы из-за некачественного антифриза, а для деталей из композиционных материалов – механические повреждения вследствие температурных перепадов.
Замена помпы: без права на ошибку
Охлаждающая помпа представляет собой единый конструкционный узел, безотказную работу которого обеспечивают точно подогнанные детали. Опытные автомеханики не рекомендуют производить частичный ремонт. При проявлении первых признаках неисправность лучше купить помпу в сборе и произвести полную замену. Демонтаж и установка помпы охлаждения – достаточно сложные операции. В сети можно найти немало видеоматериалов и мастер-классов из серии «своими руками», но при отсутствии практических навыков лучше обратиться на станцию технического обслуживания или автосервис.
Рекомендуемая периодичность замены охлаждающего насоса – каждые 80-90 тыс. км пробега, но на практике водяные помпы выдерживают такой срок только при эксплуатации автомобиля в идеальных условиях. Обычно срок службы помпы в 2 раза дольше, чем у ремня ГРМ, поэтому можно взять за правило менять помпу с каждой второй заменой ремня.
Необходимо срочно обратиться в автомастерскую, если замечен хотя бы один из следующих «симптомов»:
- перегрев двигателя;
- вытекание антифриза;
- посторонний звук при движении;
- появление характерного запаха смазки.
Своевременная диагностика и замена помпы поможет избежать выхода из строя и последующего дорогостоящего ремонта двигателя.
Где купить помпу?
Если нет желания тратить время и деньги на частую замену помпы, не стоит экономить на покупке водяного насоса. Практика показывает, что дешевые предложения выгодны далеко не всегда: в лучшем случае придется обращаться в сервис для внеплановой замены, в худшем – платить немалые деньги за ремонт двигателя.
При выборе помпы специалисты рекомендуют отдавать предпочтение продукции проверенных производителей. Возможно, цена охлаждающего насоса известного бренда покажется завышенной, но в дальнейшем она полностью себя оправдает. Качественные помпы обеспечивают низкий уровень шума и вибрации на протяжении всего срока эксплуатации, обладают повышенным ресурсом (до 200 тыс. км пробега), изготовлены из качественных материалов. Главное правило выбора охлаждающего насоса – соблюдать совместимость с конкретной маркой авто, а где купить помпу – в интернет-магазине, на рынке или у официального дилера – каждый автовладелец решает сам.
