Как работает помпа в автомобиле

Как работает водяной насос

Ремонт жидкостного насоса системы охлаждения

Назначение насосного оборудования – доставка жидкости к месту водоразбора. Независимо от конструктивных особенностей, принцип действия водяного насоса один и тот же. При включении электродвигателя в рабочей камере создается вакуум. Низкое давление внутри корпуса способствует засасыванию воды, которая перемещается к выходному патрубку. Напор на выходе имеет силу, достаточную для преодоления гидравлического сопротивления трубопровода.

Схема движения воды в вихревом насосе

Тип агрегата и конструкция рабочего органа определяют особенности его эксплуатации.

Центробежный насос

Агрегаты центробежного типа отличаются сочетанием высокой производительности и напора. Оптимальные рабочие характеристики обеспечили их популярность у потребителей. Из чего состоит центробежный водяной насос:

• корпус из прочного материала – сталь, латунь, бронза, чугун;
• ротор, вращающийся за счет электродвигателя;
• рабочее колесо с лопастями (крыльчатка);
• патрубки – входной и напорный.

Устройство центробежного насоса

Вращающиеся лопасти рабочего колеса создают внутри корпуса центробежную силу. Жидкость затягиваются внутрь, прижимается к стенкам камеры, а затем под давлением выталкивается в трубопровод. Универсальный тип оборудования отличается широким разнообразием моделей. Агрегаты классифицируются:

• по способу установки – погружные, полупогружные и поверхностные;
• по направлению вала – горизонтальные и вертикальные;
• по количеству рабочих колес (ступеней) – одноступенчатые, многоступенчатые.

Преимущества устройств центробежного типа:

1. Функционирует при температуре до +350.
2. Прочность и долгий срок службы.
3. Высокий КПД.
4. Доступная стоимость.

Для организации водоснабжения и полива рекомендуются модели консольного типа. Они рассчитаны на перекачивание жидкости с примесями. Многоступенчатые установки обеспечат высокую производительность и бесперебойную работу по подаче воды. Консольные конструкции требуют защиты от внешнего воздействия, поэтому размещаются в помещении.

Вихревые насосы

Благодаря конструктивным особенностям оборудование способно создать мощный напор. Как работает водяной насос вихревого типа? Лопасти рабочего колеса при вращении образуют вихрь из перекачиваемой жидкости. Это свойство позволяет обеспечить высокий напор при небольших габаритах установки. Компактные модели используются для орошения садов и огородов. Они не чувствительны к попаданию в жидкость пузырьков воздуха, но быстро выходят из строя при попадании в воду механических примесей.

Вихревой механизм

Преимущества вихревых агрегатов:

1. Компактный размер.
2. Высокий напор, давление установки превышает аналогичный показатель центробежных моделей в 3-5 раз.
3. Простота конструкции облегчает обслуживание и ремонт.
4. Оборудование способно к самовсасыванию жидкости.

Среди недостатков – низкий КПД (около 45%) и чувствительность к абразивным частицам.

Вибрационные насосы

Агрегаты вибрационного типа применяются для организации полива и водоснабжения частных ломов и дач из индивидуального источника. Оборудование неприхотливо в эксплуатации, его можно использовать при перекачивании загрязненной жидкости. Работа устройства связана с воздействием магнитного поля на катушку с сердечником. Металлический сердечник связан с гибкой диафрагмой, которая при изгибании создает низкое давление в всасывающей камере. Жидкость поступает в корпус, а при возвращении сердечника и диафрагмы в начальное положение, выталкивается через выходной патрубок.

Вибрационные агрегаты

Достоинства вибрационных агрегатов:

1. Возможность перекачивать загрязненную воду, которая используется при раскачке колодцев и скважин.
2. Доступная стоимость оборудования.
3. Отсутствие трущихся деталей, увеличивает срок эксплуатации.

Вибрационные насосы не лишены недостатков:

1. Чувствительность к перепадам напряжения.
2. Разрушительное воздействие вибрации на стенки скважины.

К выбору насоса следует подходить ответственно, учитывая его надежность и потребительские характеристики. Основные критерии выбора оборудования: напор, производительность, чувствительность к загрязнению и потребляемая мощность. Приобретать агрегат следует с учетом условий эксплуатации и назначения, тогда он прослужит максимальный срок.

Как выбрать помпу для бутыли

При подборе оборудования учитывают:

• материалы, использованные для изготовления кожуха и внутренних элементов;
• тип привода и конструктивные особенности;
• мощность и производительность, определяющие быстроту заполнения стакана либо чайника водой.

Материал корпуса

Бытовые изделия для раздачи бутилированной воды изготовлены из пищевого пластика. Часть комплектующих выполнена из нержавеющей стали, а при производстве заборного шланга применяется силикон. Материалы не должны иметь неприятного запаха и разлагаться под воздействием солнечного света или воды.

Тип помпы

Классический механический вариант прост в эксплуатации и стоит до 600 руб., бюджетные варианты без корпуса обойдутся в 4-5 раз дешевле. Китайские производители наладили выпуск портативного оборудования с электрическим приводом, внутри корпуса которого установлены батарейки или аккумулятор. Процесс зарядки занимает от 2 до 6 часов (в зависимости от емкости и состояния батареи).

Механические помпы удобны в эксплуатации.

Мощность устройства

Производители редко указывают производительность оборудования для раздачи бутилированной воды. Лучшие образцы изделий с электрическим приводом заполняют резервуар емкостью до 2 л за 60 секунд. Производительность ручного образца зависит от емкости гофрированного стакана и частоты воздействия рукой на кнопку. Некоторые механические помпы оснащены клапаном для быстрого сброса давления, позволяющим принудительно остановить подачу воды при заполнении чайника или стакана.

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;
• ось;
• 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.

https://youtube.com/watch?v=Lyfn85yPu7M

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.

Как пользоваться водяной помпой правильно

Основные рекомендации по эксплуатации оборудования:

• бутыль с насосом держать в затененном месте с температурой воздуха до +20°С;
• перед установкой или снятием оборудования для подачи воды вымыть руки;
• при обслуживании и эксплуатации не дотрагиваться до носика нагнетателя;
• избегать контакта раздающей трубки и тары;
• не опускать наконечник глубоко в наполняемый стакан, избегать обратной подачи жидкости;
• проводить обслуживание оборудования с промывкой дезинфицирующим составом не реже 2 раз в год.

Устройства с электродвигателем можно промывать локально, используя ершик и щетку. Погружать в воду корпус с мотором и элементами питания запрещено, поскольку влага наносит необратимые повреждения. При обнаружении воды внутри мотора или батарейного отсека оборудование снимается с гарантийного обслуживания.

Рекомендации по выбору

Для правильного выбора насосного оборудования недостаточно ориентироваться на водяных насосов типа помпа фото или на видеорекламу, в таких случаях необходимо обращать внимание на целый ряд перечисленных ниже технических параметров

• Производительность оборудования указывает на то, какое количество жидкой среды водяная помпа способна перекачать в единицу времени. Прежде чем выбрать насос по данному параметру, следует рассчитать общую потребность в воде, которую должен обеспечивать насос соответствующей производительности.
• Важен также напор потока жидкой среды, который способен сформировать насос. Выбирая модель водяной помпы по значению создаваемого ей напора, необходимо сначала определить глубину подземного источника, из которого необходимо откачивать воду, а также рассчитать общую длину горизонтального участка трубопровода, по которому жидкая среда должна транспортироваться до точек водозабора. Кроме того, если вода после ее откачивания из подземного источника должна перемещаться по трубам или шлангу не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном, то высоту подъема также надо учесть в расчетах.
• Если выбирается помпа для воды бензинового или дизельного типа, то следует учитывать такой параметр, как расход топлива приводным двигателем, что напрямую влияет на экономичность эксплуатации устройства.

При выборе помпы следует обратить внимание на комплектацию оборудования

Если случится выход из строя

Рекомендуем следить за возможными негативными симптомами, проявляющимися при работе автомобильного водяного насоса. Поломка его несет большие риски для работоспособности двигателя. На масштабы последствий оказывает влияние зона установки и способ подключения помпы.

Список потенциальных проблем включает в себя факторы:

1. Вышедший из строя подшипник на валу способен заклинить вращение насоса. Соответственно насаженный на хвостовик шкив перестанет вращаться, а приводной ремень будет слетать или рваться.
2. Появляются проблемы с герметичностью из-за изношенного сальника или прокладки, вследствие чего снижается уровень охлаждающей жидкости. Недостаток антифриза приводит к перегреву ДВС.
3. Протекающий антифриз из-под сальника попадает на вращающиеся шкивы, которые распространяют охлаждающую жидкость на окружающие предметы, включая ремни. После намокания происходит проскальзывание ремней и их ускоренный износ.

Нередко первопричиной потери герметичности и снижения уровня антифриза является выработанный подшипник, а не сальник. Главный вал болтается и перекашивается из-за усилия приводного ремня на шкиве. Таким образом деформируется сальник и становится не способным удерживать антифриз, после чего возникает утечка.

Наиболее негативным развитием событий является разрыв ремня газораспределительного механизма по причине заклинивания подшипника. Большинство автомобилей после этого нуждаются в дорогостоящем ремонте двигателя. Это связано с ударами поршней по шляпкам открытых клапанов, что в результате приводит к мгновенному искривлению последних.

После срыва ремня с большой долей вероятности в машине придется снимать головку блока цилиндров, а также проводить замену клапанов. При худшем исходе в замене будут нуждаться поршни и потенциально треснувшая головка блока цилиндров.

В конструкции, где слетает ремень привода генератора, значительного ущерба быстро не происходит. Определить такой сбой в работе удастся по возможным симптомам:

• бортовая система электропитания переключится на разрядку АКБ;
• батарея начнет терять напряжение;
• мотор начинает перегреваться.

Повышение температуры приводит к скорой выработке цилиндропоршневой группы.

Признаки неисправности помпы

В процессе эксплуатации авто водяной насос изнашивается естественным образом. Наибольшую нагрузку испытывают 2 детали – подшипник и сальник, они чаще всего и выходят из строя. Крыльчатка и шкив ломается значительно реже. Неполадки проявляются так:

1. На месте постоянной дислокации автомобиля возникают пятна антифриза.
2. Охлаждающей жидкостью забрызгана торцевая стенка мотора и близлежащие агрегаты. Если механизм защищен кожухом, становятся заметны потеки тосола в нижней части.
3. На работающем двигателе слышен гул или треск со стороны помпы.
4. Силовой агрегат глохнет на ходу, температура охлаждающей жидкости подскакивает до максимума.

Возникающие под машиной пятна всегда должны настораживать водителя. Если в подкапотном пространстве сухо, а на асфальте заметна протечка, снимите защитную крышку газораспределительного механизма. Обнаружив в районе помпы сырость, выполните простую диагностику: ослабьте приводной ремень и покачайте рукой шкив перекачивающего устройства. Заметный люфт вала – явный признак, что пора менять насос системы охлаждения двигателя.

Если вам удалось уловить шум, издаваемый разбитым подшипником помпы, немедленно диагностируйте его на предмет люфта. Способ проверки идентичен: следует добраться до шкива, ослабить натяжение ременной передачи и покачать его рукой.

Когда мотор заглох в процессе движения, а датчик показывает температуру более 120 °С, значит, худшее уже случилось. Вал насоса заклинил, а ремень ГРМ порвался либо соскочил. Остается надеяться, что клапаны двигателя не встретились с поршнями и не загнулись.

При обрыве ремня привода генератора мотор не заглохнет, но включится индикатор зарядки аккумуляторной батареи, а температура неизбежно подскочит (ведь насос перестал качать жидкость). Сразу выключайте двигатель и принимайте меры по эвакуации автомобиля в гараж или на автосервис.

Классификация по типу установки — погружные или поверхностные насосы

Все насосы бывают погружными или поверхностными. Это классификация определяет расположение оборудование и принцип его работы.

Погружные насосы имеют особенную конструкцию для полного погружения в перекачиваемую жидкость. Эти специализированные насосы используются в различных промышленных и коммерческих целях, встречаются и на территории частных домов.

Конструкция погружного насоса имеет определенные особенности:

• оснащен водонепроницаемыми кабелями, которые подают питание непосредственно на двигатель. Поскольку речь идет о погружении в воду, производители продумывают защиту от негативного воздействия водной среды на материалы агрегата;
• двигатель и корпус турбины соединены между собой;
• механические и электрические элементы управления находятся в защитном корпусе, чтобы не допустить попадание воды.

Для эффективной и бесперебойной работы оборудования через насос должно проходить достаточное количество жидкости. Если это недопустимо в силу конструктивных особенностей и условий эксплуатации, тогда в насосе присутствует кожух с закрытым верхом. За счет этого жидкость подается в насос.

Для надежной и длительной работы погружных насосов важно обеспечить дополнительную защиту от перегрузки. Поскольку отслеживать его состояние и исправность сложнее (агрегат находится на глубине), важно продумать систему защиты для продления срока службы оборудования

Также должна быть исправной и срабатывать система автоматического отключения насоса в случае остановки двигателя или заклинивания рабочего колеса. Если такая проблема будет иметь место, сложно предотвратить повреждение обмоток двигателя.

Погружные насосы бывают разных размеров, который зависит от сферы их применения – бытового или промышленного. Для тяжелых условий эксплуатации используют крупные насосы с возможностью перекачивания частиц диаметром до 65 мм. В промышленных условиях может иметь место двухуровневая система насоса путем соединения дух агрегатов. Так, можно обеспечить бесперебойность работы даже при выходе одного из строя. Плюсом такой системы будет снижение износа каждого насоса.

Погружные насосы устанавливают в следующих местах:

• глубокие колодцы;
• подвальные помещения с рисками затопления;
• в паре с обычным насосом, чтобы предотвратить выход из строя одного устройства, двигатель которого может забиться загрязненной жидкостью;
• в местах с ограниченным пространством;
• сельскохозяйственные постройки;
• трубопроводы с целью увеличения потока воды. Допустима горизонтальная установка насоса. Они бесшумные, поэтому использовать погружные насосы в трубах оптимально. Более того, двигатель и электрические детали закрыты для попадания жидкости.

Погружные насосы нельзя использовать при повышенных температурах жидкостей, в условиях агрессивной окружающей среды, в источниках с абразивными элементами, с твердыми частицами увеличенных фракций.

В погружных насосах система управления предназначена для контроля над уровнем жидкости. Она должна запускать или останавливать работу оборудования при достижении определенного уровня жидкости

В таких насосах важно исключить работу на сухую, что может привести к выходу из строя двигателя. Для этого производители оснащают модели насосов дополнительными функциями и сигналами тревоги.

Современные погружные насосы – это высокоэффективное оборудование, которое считается безопасным в использовании. Это долговечные двигатели со сроком эксплуатации свыше 40 лет. Это отличный вариант для перекачивания воды из источников, когда нужно полностью погрузить насос в жидкость или установить его ниже уровня земли.

Электрические разновидности для домашнего водопровода

Центробежные

Роль рабочего органа выполняет колесо с лопатками, помещённое в корпус. Корпус имеет два патрубка: для всасывания воды, расположенный напротив центра вращения колеса, и для подачи, расположенный на периферии в диаметральной плоскости.

Принцип работы основан на использовании центробежной силы. Вода подаётся в центр колеса. Вращаясь, лопатки захватывают воду и отбрасывают её к стенкам корпуса. Таким образом, в центре возникает разряжение, под действием которого всасывается новая порция воды, а по краям создаётся избыточное давление, вытесняющее воду в выходной патрубок.

Центробежные насосы для воды могут быть погружного или поверхностного исполнения.

Поверхностный водонасос этого типа сможет поднять жидкость с глубины не более восьми метров. Гидроагрегаты этого типа неспособны к сухому всасыванию, то есть перед использованием их необходимо залить водой.

Для увеличения глубины всасывания применяют инжекторные устройства, которые позволяют поднимать воду с глубины до пятидесяти метров. 

Инжектор может встраиваться и в корпус насоса. При такой конструкции аппарат становится очень шумным, и устанавливать его в жилых помещениях не рекомендуется.

Вихревые

Вихревые электронасосы могут работать со смесью воды и газа благодаря своей конструкции и применению особой крыльчатки — импеллера, который захватывает воздух и продвигает его внутрь улиткообразного корпуса. Внутри корпуса есть небольшое количество воды, воздух перемешивается с жидкостью и выводится через выходной патрубок. В результате этого в корпусе создаётся разряжение, и происходит втягивание воды через входной патрубок.

Импеллер действует подобно инжектору и позволяет закачивать воду на высоту до 20 метров.

Роторные

Состоит такой насос из цилиндра, перемещающегося внутри его поршня, и двух клапанов на входе и выходе. При перемещении поршня вниз происходит сжатие воды в цилиндре,  и вода вытесняется вверх, а при обратном движении создаётся разряжение, и в полость цилиндра поступает следующая порция воды.

Помповые агрегаты

Помпы могут приводиться в действие разными способами, но в быту чаще всего применяют моторизированные. Их работа обеспечивается бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания. Конструкция исполнительного механизма позволяет перекачивать жидкости с твёрдыми частицами диаметром до 5 мм.

Производительность мотопомпы весьма велика, поэтому их применяют там, где необходимо перекачать большое количество воды, например: осушение водоёмов, пожаротушение, орошение полей. Мотопомпы по многим показателям отстают от электронасосов, зато они автономны, мобильны и не зависят от электросети.

Струйные гидравлические устройства

Эти насосы не способны создать на выходе давление, но их можно использовать для поднятия воды из неглубокого колодца в ёмкость на поверхности. В струйных устройствах нет движущихся частей. Роль рабочего механизма выполняет струя газа или жидкости.

К струйным гидравлическим устройствам относятся аэролифты. Устройство аэролифта следующее. Труба небольшого диаметра опускается в колодец. На расстоянии 20 см от нижнего края трубы есть патрубок, к которому подключается шланг от компрессора. Труба должна быть погружена в воду так, чтобы воздушный патрубок находился ниже уровня жидкости минимум сантиметров на тридцать. При подаче воздуха от компрессора пузырьки движутся вверх и подхватывают воду, которая находится выше них, таким способом газо-водяная смесь продвигается по трубе и выливается в ёмкость наверху.

Для максимально эффективной работы такого устройства нужно экспериментально подобрать необходимое давление воздуха в системе.

Зависимость от жидкостей

Производителей помп много, однако их товар дифференцируется по области использования, а конструкция рассчитана на использование в той или иной среде:

• чистая или слабо загрязненная вода – насос работает с твердыми включениями (0.5-0.8 мм) в водной среде;
• жидкость со средней степень загрязнения – устройства мощнее, и перекачивают воду с твердыми частицами до 15 мм;
• жидкость с сильной степенью загрязнения – создается напор до 35м в высоту, помпы работают с твердыми фракциями до 25 мм.

На рынке масса видов водяных помп. Подберите ее под особенности воды, условия окружающей среды

Обратите внимание на мощность, автономность и экономичность работы

Можно ли отремонтировать деталь?

На подавляющем большинстве машин устанавливается неремонтируемая помпа охлаждения двигателя. При желании автолюбитель сможет ее снять и разобрать, но поменять сальник и подшипник вряд ли получится, поскольку данных запчастей нет в продаже. Исключение – классические модели «Жигулей» и ряд других моделей авто, для которых производятся ремонтные комплекты.

Водяные насосы принято менять в сборе. Причем сама замена не составляет большой сложности – очистили посадочное место от старой прокладки, нанесли герметик и прикрутили новый насос. Наиболее трудоемкая часть процедуры – это разборка узла ГРМ с выставлением меток, снятием шкивов и заливкой / опорожнением системы охлаждения. Если у вас недостаточно опыта в ремонте автомобилей, лучше доверить работу мастерам станции техобслуживания.