Жидкостная система охлаждения силовой установки любого авто обеспечивает поддержание оптимального температурного режима за счет жидкости. Перемещаясь по каналам рубашки охлаждения мотора, омывает разогреваемые элементы, забирая от них часть тепла, а затем отводит его в окружающую среду посредством теплообменных процессов в радиаторе.
Что такое помпа в автомобиле и её назначение
Жидкость по системе охлаждения самостоятельно передвигаться не может, поэтому в конструкцию жидкостной системы входит водяной насос, он же – помпа. Основная задача его – обеспечение циркуляции охлаждающей жидкости по системе, что и обеспечивает забор тепла и отвод его.
Больше помпа ничего не выполняет, но от ее работы зависит нормальное функционирование мотора. Без нее силовая установка очень быстро будет перегреваться, поскольку не будет обеспечиваться отведение тепла.
Видео: Для чего в автомобиле нужна водяная помпа
На автомобилях на данный момент используется водяной насос центробежного типа. Широкое распространение этот тип помпы получил благодаря простоте конструкции, при этом он вполне справляется с поставленной задачей. Для привода его используется усилие, получаемое от коленчатого вала, которое передается за счет ременной передачи.
Циркуляция жидкости по системе обеспечивается за счет крыльчатки. Чтобы она обеспечивала движение жидкости в рубашке охлаждения, насос входит в конструкцию силового агрегата. Причем основная его часть располагается с внешней его стороны, и только крыльчатка располагается внутри рубашки.
Конструкция водяного насоса
Внешний вид водяных насосов может быть разный (сказываются конструктивные особенности силовых установок разных производителей), но все они конструктивно одинаковы и состоят из:
- корпус;
- шкив или зубчатое колесо;
- крыльчатка;
- сальник;
- подшипники.
Корпус
Корпус является несущим элементом и в нем располагаются все перечисленные составные части, кроме крыльчатки и шкива, которые располагаются с внешних сторон. Корпус изготавливается чаще всего из алюминия. Также посредством его производится крепление помпы к блоку цилиндров. Чтобы обеспечить герметичность в месте прилегания корпуса к мотору, между ними устанавливается прокладка.
Чтобы антифриз и влага не скапливались в зоне расположения подшипников, в корпусе проделано дренажное отверстие.
Ось, подшипники, сальник
Внутри корпуса располагается стальная ось, посаженная на два подшипника, что обеспечивает ей легкость вращения. Ось обычно изготавливается из стали, что обеспечивает высокую прочность.
Подшипники являются закрытыми, то есть доступа к ним нет. Смазывание их делается за счет заложенной смазки, которой должно хватать на весь ресурс насоса. Но на некоторых старых грузовых авто, в корпусе имелась пресс-масленка, поэтому подшипники у них можно было смазывать.
Видео: Выбор Помпы. Помпа LUZAR.
Для предотвращения контакта рабочей жидкости с подшипниками, со стороны крыльчатки установлен герметизирующий резинотехнический элемент – сальник. Без него антифриз попадал бы в зону работы подшипников, что приводило бы в быстрому их износу.
Шкив, крыльчатка
Шкив или зубчатое колесо являются элементами, которые принимают усилие от коленчатого вала. Шкив используется на авто, у которых привод газораспределительного механизма осуществляется посредством цепной передачи. Из-за такого конструктивного решения организовать передачу усилия на помпу цепью не удалось. Поэтому для обеспечения вращения насоса используется отдельный ременной привод, который дополнительно может обеспечивать и работу другого навесного оборудования мотора – насоса ГУР, компрессора и т. д.
В автомобилях, у которых привод ГРМ обеспечивается зубчатым ремнем, он применяется и для обеспечения работы помпы. То есть одним ремнем задействуется в работу и ГРМ, и насос. А чтобы при передаче усилия не было потерь из-за проскальзывания, в качестве приводного элемента на помпе используется зубчатое колесо.
Шкив или зубчатое колесо имеют жесткое соединение с осью. Для этого используется либо шпоночное соединение, либо болтовое.
С другой стороны на ось посажена крыльчатка – специальный диск с нанесенными на него особым образом крыльями. Изготавливается она чаще из алюминия, хотя встречаются и крыльчатки, изготовленные из пластика. Посадка ее на ось – тоже жесткая.
Принцип работы автомобильной помпы
Принцип работы водяного насоса очень прост: помпа получает вращение от коленчатого вала посредством ременного привода. Это вращение получает шкив или зубчатое колесо, жестко посаженное на ось. А поскольку с другой стороны на ней установлена крыльчатка, то она тоже вращается.
Поскольку крыльчатка помещена в рубашку охлаждения, то она находится в среде охлаждающей жидкости. При вращении, крылья крыльчатки создают центробежную силу, которая выталкивает антифриз и заставляет его двигаться по каналам .
Признаки неисправности помпы
Простота конструкции водяного насоса обеспечивает ему отличные показатели по надежности и длительности срока эксплуатации. Но неисправности с этим узлом все же бывают, поскольку в конструкции используются элементы, которые являются «слабым» местом насоса. Ими являются подшипники и сальник. При эксплуатации нередко , что приводит к появлению люфтов. Это сразу же сказывается на герметичности сальника. Но и сам резинотехнический элемент в процессе эксплуатации может получить повреждения.
Видео: Признаки неисправности помпы. Выбор помпы ВАЗ. Устройство помпы Ваз НИВА
Основными признаками износа помпы:
- Подтекание охлаждающей жидкости со стороны водяного насоса.
- Появление сторонних шумов при работе мотора.
- Визуально заметный люфт при работающей установке.
Все эти признаки и дают изношенные подшипники и поврежденный сальник. Бывают и другие неисправности, которые встречаются гораздо реже. Среди них – повреждение крыльчатки в результате химических процессов, происходящих в результате постоянного контакта с антифризом, появление трещин на корпусе, чрезмерный износ рабочих поверхностей шкива или зубчатого колеса.
Отметим, что водяная помпа – один из узлов силовой установки, который ремонту не подвергается. Все составные элементы садятся в корпус путем запрессовки, поэтому узел является неразборным, и в случае появления признаков износа, помпа просто заменяется. При этом обязательной замене подлежит также и прокладка. Единственное, можно поменять только шкив, и то, если он крепится к оси при помощи болтового соединения.
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.
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
Выделяет массу тепла. Часть энергии преобразуется в крутящий момент, но не стоит забывать, что во время работы мотор существенно нагревается. Соответственно, ему нужен хороший теплоотвод. Для этого в конструкции ДВС предусмотрена система охлаждения, также известная как СОД. В состав ее входит множество патрубков, радиатор, термостат и различные вспомогательные элементы. Но самый основной элемент - это помпа. Что такое помпа и для чего она служит? Об этом и не только читайте в нашей сегодняшней статье.
Характеристика и назначение
СОД на большинстве авто - жидкостного типа. Внутрь системы заливается охладитель. Это обычно тосол или антифриз. Как же происходит охлаждение? Данный процесс построен на принципе циркуляции холодных и горячих потоков тосола в системе. Перемещаясь по каналам рубашки в блоке мотора, жидкость забирает часть тепла и отводит его в окружающую среду (через радиатор, что стоит в передней части мотора).
Для чего нужна помпа в моторе авто? Жидкость самостоятельно циркулировать в системе не может. А поскольку процесс нагрева здесь постоянный и интенсивный, охлаждение должно быть максимально эффективным. С этой целью инженеры придумали специальный насос. Именно он обеспечивает циркуляцию холодной и горячей охлаждающей жидкости в системе в принудительном порядке. Какие еще функции выполняет помпа авто? Как ни странно, помимо вышеперечисленной, никакой более функции этот насос не выполняет. Но именно от ее работы зависит исправность и долговечность силового агрегата. Перегрев для мотора критичен, а благодаря водяному насосу мотор работает в оптимальном температурном режиме.
Где находится?
Что такое помпа, мы уже знаем. Это насос, предназначенный для принудительной циркуляции охлаждающей жидкости. А расположен он в самой конструкции двигателя. Если быть конкретным, то помпа находится около блока цилиндров двигателя, а крыльчатка - в самой рубашке охлаждения.
Устройство
В конструкции данного элемента присутствуют следующие детали:
- Корпус.
- Зубчатое колесо.
- Крыльчатка.
- Подшипники и сальники.
Кратко о каждом из вышеперечисленных элементов мы расскажем ниже.
Корпус
Он представляет собой несущую часть помпы. объяснять не нужно. Он представляет собой «плацдарм» для размещения всех составных частей водяного насоса. Исключение составляет шкив и сама крыльчатка. Они находятся на внешней стороне. Сам корпус помпы изготавливается из алюминия. Дабы исключить всевозможные утечки, в местах соединения корпуса и блока цилиндров устанавливается прокладка.
Она одноразовая и при снятии повторному монтажу не подлежит. Также в корпусе водяного насоса имеется дренажное отверстие. Оно предотвращает скопление влаги и антифриза в месте расположения подшипника.
Сальники, оси, подшипники
Внутри помпы находится стальная ось. На последнюю устанавливаются два подшипника, которые обеспечивают вращение. Обычно ось делается из высокопрочной стали. А сами подшипники - закрытого типа. Внутри них находится смазка, заложенная на весь срок эксплуатации. Как правило, ее хватает надолго. Обычно подшипники выхаживают по 200-250 тысяч километров. Теперь о сальниках. Для чего нужен этот элемент?
Он служит для герметизации охлаждающей жидкости с подшипниками. Недопустимо, чтобы тосол был в контакте с данными элементами. Иначе они будут разрушаться. Сальник представляет собой резинотехнический элемент, что устанавливается со стороны крыльчатки водяного насоса.
Шкив
Шкив также именуется как «зубчатое колесо». Служит данный элемент для принятия усилий от Зубчатое колесо можно встретить на машинах с двигателями, где газораспределительный механизм имеет цепной привод.
А на ДВС с «ремнем» шкив также обеспечивает работу других навесных механизмов. Это компрессор кондиционера, гидроусилитель и прочее. В отличие от цепных двигателей, здесь не происходит проскальзывания во время работы. Поэтому наличие зубцов на колесе здесь не обязательно. Соединяется данный элемент болтами жестко с осью помпы.
Крыльчатка
Она устанавливается на другую сторону оси. Крыльчатка являет собой диск с нанесенными на нем крыльями (откуда и столь специфическое название). Деталь изготавливается из алюминия. Но в последнее время все чаще автомобили идут с пластиковыми крыльчатками. Деталь жестко закрепляется на оси насоса и вращается пропорционально коленчатому валу. Что надежнее - пластик или алюминий? Многие специалисты советуют выбирать именно металлическую крыльчатку. Самые лучшие помпы на авто делаются из алюминия - говорят автомобилисты.
Принцип работы
На большинстве автомобилей (в том числе на ВАЗ-2110) применяется насос центробежного типа. Приводится он в работу благодаря ременной передаче. Крутящий момент на помпу идет от коленчатого вала. Так, во время работы двигателя насос получает вращение от шкива на крыльчатку. Таким образом, она тоже начинает вращаться, заставляя жидкость циркулировать по системе. Чем больше водитель дает газа, тем сильнее раскручивается помпа (а именно ее крыльчатка). За счет давления горячий тосол проникает на радиатор и там охлаждается. А из последнего, в свою очередь, идет уже холодная ОЖ в рубашку на блоке цилиндров. Далее жидкость снова вбирает в себя тепло и направляется на радиатор. Также часть ее попадает на радиатор печки, что в салоне. Это обеспечивает оптимальную температуру воздуха в кабине зимой.
Для чего ставят дополнительную помпу на авто?
На форумах можно встретить много тем, касающихся доработки системы охлаждения двигателя. Особенно это касается отечественных машин и бюджетных иномарок (например, «Дэу Нексии»). Зачем устанавливается дополнительная помпа на авто? Делается это с целью увеличить коэффициент полезного действия печки на холостых оборотах двигателя. Поскольку крыльчатка вращается с такой же частотой, как и коленчатый вал, на холостом ходу ее обороты будут минимальны. Соответственно, когда машина стоит, работа печки будет неэффективной.
Помпа, знают немногие. А ведь такая «хитрость» давно практикуется на «БМВ» и «Мерседесах». Система позволяет быстрее гнать жидкость в системе отопителя, обеспечивая горячий воздух в салоне. Будет ли мотор стыть от этого? Вовсе нет - говорят специалисты. Радиатор отопителя не имеет столь огромных размеров, при которых он бы отнимал тепло от ДВС на холостом ходу.
Где устанавливается дополнительный насос? Монтаж его можно осуществить в нескольких местах:
- На шпильке возле АКБ.
- На креплении штатной шумоизоляции на моторном щите.
- На шпильке возле бачка омывателя.
В качестве помпы можно взять насос от «ГАЗели». Подключение осуществляется посредством двух S-образных шлангов (можно взять от «восьмерки»). Все патрубки нужно затянуть хомутами, а питание подключить к блоку САУО. На этом установка дополнительного насоса завершена.
Итак, мы выяснили, что такое помпа в автомобиле.
Зачем нужен насос в системе охлаждения? Он также известен в кругах автомобилистов как автомобильная помпа, или водяная помпа двигателя. Зачем нужна эта деталь, как она работает, как устроена и как долго служит?
В продолжении изучения наших с вами машин мы сейчас рассмотрим этот узел, без которого функционирование охлаждающего контура под капотом авто будет крайне осложнено.
Для чего вообще нужна эта деталь? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо ещё раз вспомнить строение охлаждающей системы. Если вкратце, то её основными элементами являются: рубашка охлаждения мотора, радиатор, термостат, наш сегодняшний герой насос, расширительный бачок и всякие трубки и патрубки, по которым бежит жидкость (антифриз или тосол).
Одним из условий, при которых двигатель получается качественно остужать, является постоянная циркуляция в системе – разогретый при прохождении через силовой агрегат антифриз должен поступить в радиатор, где он охладится, а потом вновь в мотор.
Именно за эту работу и отвечает автомобильная помпа – она гоняет жидкость по венам охлаждающей системы двигателя. Вряд ли стоит говорить, что поломка этого насоса ставит под удар работоспособность силового агрегата в целом, потому как, не остывая, он просто-напросто закипит и заглохнет.
Автомобильная помпа: внутри всё просто
Сам по себе водяной насос мотора довольно прост. Возьмём, для примера, отечественный автопром, где помпы имеют очень схожую конструкцию вне зависимости от марки и модели. Обычно этот узел состоит из таких запчастей:
- корпус;
- крыльчатка;
- приводной шкив;
- сальник;
- подшипники.
В корпусе специальной формы устанавливается вал – главный элемент. С одной стороны на валу закреплён приводной шкив, который контактирует с ремнём ГРМ и от него получает энергию вращения, а с другой у него – крыльчатка, создающая циркуляцию антифриза по системе.
Отдельного внимания заслуживает сальник. Его задача предотвращать просачивание охлаждающей жидкости в полости, где находятся подшипники. Так как сальник имеет тенденцию к износу, рано или поздно антифриз попадает к подшипникам и находит выход из насоса, и об этом мы поговорим далее…
Поломка насоса: чем сулит и что делать?
Как Вы уже наверняка заметили, автомобильная помпа является очень простым механизмом, без каких-либо хитрых инженерных решений и ухищрений. Тем не менее, и она может поломаться.
Главным образом неисправности водяного насоса связаны с тем самым злополучным сальником, который может прохудиться и дать течь. Вырвавшийся на волю антифриз, размывает смазку подшипников, вытекает из системы, а значит с помпой нужно что-то делать. Помимо течи, на которую до определённого момента можно и не обращать внимания, есть ещё ряд характерных поломок этого узла. Их немного:
- поломка крыльчатки – в этом случае насос просто перестаёт выполнять свою прямую функцию и охлаждающая жидкость по системе не циркулирует или циркулирует очень плохо. Последствия – постоянный перегрев двигателя автомобиля;
- заклинивание подшипников вала – эта проблема может проявиться и как следствие подмыва подшипников охлаждающей жидкостью. Ничего хорошего она не сулит, помпа перестаёт качать антифриз, мотор перегревается;
- разбалтывание крыльчатки на валу, ухудшение плотности крепления вала, люфт – изначально с такими проблемами можно мириться, но рано или поздно они выльются во что-то более серьёзное.
Можно ли отремонтировать помпу системы охлаждения? Конечно, но назвать такой ремонт целесообразным нельзя. Дело в том, что насос является так называемым расходником, и менять его рекомендуется каждые 60 тысяч километров пробега (или каждые 48 месяцев). Как правило, замена узла проходит вместе с заменой ремня ГРМ.
Таким образом, наши уважаемые читатели, мы с вами рассмотрели что такое автомобильная помпа, её устройство и особенности эксплуатациии. Мы рады, что вы изучаете устройство автомобилей вместе с нами, не комментировать и читать наш блог!