Жидкостный насос способы привода

Устройство автомобилей

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Жидкостный насос

Назначение и устройство насоса охлаждающей жидкости

Жидкостный насос, или как его называют – помпа, создает в системе охлаждения принудительную циркуляцию жидкости.
Как правило, в системах охлаждения двигателей применяют одноступенчатые насосы центробежного типа. Привод жидкостного насоса обычно осуществляется от коленчатого вала при помощи клиноременной, зубчатоременной или зубчатой цилиндрической передачи.

Жидкостный насос состоит из корпуса, представляющего собой улитку, вала привода, размещенного в корпусе на подшипниках, крыльчатки, которая часто выполняется заодно с валом привода, а также уплотняющих элементов – манжет, сальников и т. п.

Подшипники, на которых устанавливается вал привода с крыльчаткой, чаще всего не нуждаются в периодической смазке – они выполняются закрытыми или уплотненными, и предварительно заполняются тугоплавкой смазкой. Иногда предусматривается смазка подшипников охлаждающей жидкостью — антифризом.

На рисунке 1 представлен жидкостный насос и вентилятор двигателя ЗИЛ-431410, который состоит из корпуса 7, крыльчатки 5 и корпуса 10 подшипников, соединенных между собой через прокладку 6.
Вал 4 насоса вращается в двух шарикоподшипниках 3, снабженных уплотнительными манжетами для удержания масла. Передний подшипник фиксируется упорным кольцом 2, а задний удерживается от перемещения дистанционной втулкой 11.

Крыльчатка 5 крепится на конце вала. При вращении крыльчатки охлаждающая жидкость из подводящего патрубка 9 поступает к ее центру, захватывается лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса 7, перемещается по спирали вдоль стенок и через полые отводы 8 подается в рубашку охлаждения.

Герметичность вращающихся деталей, расположенных в корпусе 7 насоса, обеспечивается самоподжимной уплотнительной манжетой, установленной в крыльчатке и состоящей из уплотнительной шайбы 17, резиновой манжеты 16 и пружины, прижимающей шайбу 17 к торцу корпуса подшипников. Своими выступами шайба 17 входит в пазы крыльчатки 5 и закрепляется обоймой 18.
На переднем конце вала 4 с помощью втулки 12 установлена ступица 13, к которой крепится шкив 14 привода насоса и вентилятора.

На рис. 2 представлен продольный разрез жидкостного насоса системы охлаждения двигателя ВАЗ. Как видно из рисунка, принципиально конструкция мало отличается от рассмотренной выше.

Источник

Назначение и устройство водяного насоса

Жидкостный насос

Назначение и устройство насоса охлаждающей жидкости

Жидкостный насос, или как его называют – помпа, создает в системе охлаждения принудительную циркуляцию жидкости.

Как правило, в системах охлаждения двигателей применяют одноступенчатые насосы центробежного типа. Привод жидкостного насоса обычно осуществляется от коленчатого вала при помощи клиноременной, зубчатоременной или зубчатой цилиндрической передачи.

Жидкостный насос состоит из корпуса, представляющего собой улитку, вала привода, размещенного в корпусе на подшипниках, крыльчатки, которая часто выполняется заодно с валом привода, а также уплотняющих элементов – манжет, сальников и т. п.

Конструктивные особенности силовых установок помповых насосов

Помпа с ручным приводом
Насосы помповые с учетом используемого силового агрегата подразделяются:

• помпы с ручным приводом применяются в сельской местности и дачных участках для снабжения питьевой водой;
• помпы с приводом от двигателя внутреннего сгорания (дизельные, бензиновые) используются на отдаленных объектах, где отсутствуют стационарное энергообеспечение;
• помпы с приводом от электродвигателя, которые имеют наиболее широкое распространение (бытовые, специальные, промышленные).

Устройство центробежного насоса

Помпа зачастую устанавливается в передней части бензинового и дизельного силового агрегата. Решение оснащается двумя типами привода. Механический привод наиболее распространен. Механизм устроен так, что усилие передается от коленвала или распределительного вала силовой установки. Для этого используется ременная передача. Электрический тип привода основан на использовании электродвигателя, который дополнительно имеет собственную систему управления. Помпа системы охлаждения имеет ряд конструктивных элементов:

• корпус;
• вал;
• подшипник;
• рабочее колесо (крыльчатка);
• сальник насосной камеры;
• прокладка;

Насос охлаждающей жидкости является насосом центробежного типа. В процессе работы помпа способна создать давление в системе охлаждения на приблизительной отметке около 1-й атмосферы. Такого давления вполне достаточно для того, чтобы точка кипения антифриза в системе сдвинулась вверх на 20 градусов по Цельсию.

Конструктивно насос ОЖ состоит из рабочего колеса, которое закреплено на валу со шкивом. Данное колесо может также иметь название «крыльчатка». Вся конструкция заключена в отдельном корпусе. Корпус помпы изготавливают из чугуна, а также можно встретить изделия из литого алюминия или магниевых сплавов. Встречаются и более удешевленные версии, когда отдельные элементы насоса изготовлены из пластмассы. В корпусе помпы имеются особые каналы, по которым реализован подвода и отвод охлаждающей жидкости к крыльчатке.

Корпус насоса жестко фиксируется на блоке цилиндров двигателя, а между блоком ДВС и корпусом помпы размещается специальная уплотнительная прокладка. Стоит понимать, что важную роль в работе помпы играет качественная герметизация насоса и наилучшее уплотнение. Именно указанная уплотнительная прокладка не позволяет вытекать охлаждающей жидкости из насоса в том месте, где помпа соединяется с рубашкой охлаждения двигателя. Там, где вал выходит из корпуса насоса, дополнительно установлен сальник помпы. Данные решения надежно герметизируют устройство и уплотняют стык корпуса насоса и блока, тем самым эффективно предотвращается утечка охлаждающей жидкости из корпуса.

Приводной вал фиксируется в корпусе на подшипниках, которые отвечают за вращение вала. На противоположной стороне приводного вала установлен приводной шкив, который приводится в действие механическим способом от двигателя или отдельным электромотором.

Устройство водяного насоса

Водяные насосы бывают разных типов в зависимости от целей его использования.

Водяные насосы имеют две категории:

1. Бытовые, т.е. для бытовых нужд и небольших объемов работы: полив участка, откачивание грязной или ненужной воды и т.д.
2. Профессиональные – насосы больших размеров и мощностей, применяемых на производствах чего-либо и для обеспечения водой населенные пункты.

При покупке водяного насоса следует узнать, есть ли на него гарантия
Бытовые насосы различают по способу их применения: дренажные, водоснабжающие, циркуляционные. Кроме этого, насосы разделают по их назначению: скважинные, колодезные, самовсасывающие. Все эти виды насосов могут быть: инжекторными, погружными (например, колодезные, скважинные, дренажные или фекальные), наружными (чаще используют для водоснабжения).

Для понятия принципа работы водяного насоса необходимо сначала понять, как он устроен. Устройство водяных насосов в зависимости от их назначения различно, но схема у них общая.

Насос состоит из следующих основных узлов:

• Корпуса;
• Электродвигателя;
• Нагнетательного патрубка;
• Всасывающего патрубка;
• Рабочего колеса (ротора);
• Рабочего вала;
• Сальников;
• Подшипников;
• Направляющего устройства;
• Кожуха.

Чашу корпус делают из стали или чугуна, внутри нее расположена крыльчатка. Конструкция корпуса имеет расположенное снизу отверстие для всасывания жидкостей и для выхода, находящееся на боковом ребре корпуса.

Корпус имеет спиральную форму для задания жидкости верного направления в процессе работы насоса.

Корпус может быть отдельным элементом, к которому подсоединены патрубки, а может быть литым, представляя собой единую конструкцию. На корпусе имеются кронштейны для крепления насоса. В отверстие, куда происходит всасывание жидкости в рабочую камеру, ввинчен принимающий патрубок. С помощью него к насосу подключается трубопровод, который размещен в источнике жидкости. Конструкция допускает патрубок в составе корпуса и как отдельный элемент, в зависимости от принципа работы насоса.

К выходному отверстию сбоку корпуса подсоединен нагнетательный патрубок, через который происходит передача воды из рабочей камеры к потребителю с помощью напорного трубопровода, подключенного к данному патрубку. Патрубок входит в состав литого корпуса.

Принцип работы помпы

Когда двигатель запущен и жидкостной насос начинает работу, тогда вращение рабочего колеса от привода (в большинстве случаев обеспечивается ремнем от шкива коленчатого вала) создает на входе насоса разрежение. Благодаря этому охлаждающая жидкость, которая находится в радиаторе и расширительном бачке, подается в насос. Далее жидкость оказывается уже внутри насоса и попадает на крыльчатку. После того, как она пройдет по лопастям рабочего колеса, центробежная сила выбросит ОЖ на выход из помпы. Оттуда жидкость поступит в рубашку охлаждения блока цилиндров силового агрегата. Если подробнее проследить путь ОЖ в системе после запуска ДВС, получаем следующее:

1. Жидкость, находящаяся в нижнем бачке радиатора, через канал в центре корпуса жидкостного насоса проходит внутрь помпы.
2. Вращение крыльчатки создает центробежную силу, которая буквально отбрасывает охлаждающую жидкость к стенкам корпуса помпы. Так как в системе появилось давление, созданное насосом, это давление обеспечивает нагнетание охлаждающей жидкости через особый канал в распределительную трубку, которая расположена в головке блока цилиндров мотора.
3. Через отверстие этой трубки охлаждающая жидкость первым делом окажется в патрубках около разогретых выпускных клапанов.

Если основной клапан термостата закрыт, тогда охлаждающая жидкость проходит по рубашке охлаждения и попадает в перепускной канал, по которому происходит её возврат обратно в центробежный жидкостной насос. Если термостат открыт, то во время движения жидкости по большому кругу она поступает обратно в помпу из нижнего радиаторного бачка. Подвод жидкости реализован через нижний подводящий патрубок.

Системы с дополнительным насосом

Существуют системы охлаждения двигателя, в которых могут быть установлены сразу два насоса охлаждающей жидкости. Если основной насос отвечает за главную функцию, то дополнительный насос может выполнять одну из целого ряда функций зависимо от конструкции самого двигателя:

• Обеспечение дополнительного охлаждение двигателя, что актуально для стран с высокой круглогодичной температурой наружного воздуха.
• Дополнительная центробежная помпа позволяет работать автономному отопителю, который может быть включен в общую схему системы охлаждения силовой установки;
• Охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• Еще один насос может использоваться для охлаждения турбокомпрессора на таких двигателях, которые оборудованы наддувом;
• Вторая помпа может быть установлена для того, чтобы прокачивать охлаждающую жидкость после остановки двигателя. Такое решение используется для того, чтобы избежать перегрева силовой установки уже после остановки мотора и деактивации основного механического насоса.

В подавляющем большинстве случаев дополнительный насос охлаждающей жидкости оборудован электрическим приводом. Дополнительная помпа является элементом, который управляется системой управления ДВС. Управление устройством реализовано по команде электронного блока управления силовым агрегатом автомобиля. Получается, что включение и выключение помпы происходит под контролем ЭБУ.

Как работает помпа

Помпа работает как обычный центробежный водяной насос, но имеет несколько отличий.

Существуют очень компактные водяные насосы, однако они не мощные

Это:

• Создает циркуляцию жидкостей;
• Имеет каналы для отвода и привода жидкостей.

Более мощные насосы имеют несколько колес и называются многоступенчатыми. В насосы, служащие для перекачки каучука либо иных густых материалов, устанавливают керамические роторы.

Кроме бытовых нужд, водяной насос или водяная помпа играет важную роль в работе двигателя автомобилей, обеспечивая охлаждение двигателей внутреннего сгорания. Она обеспечивает принудительное равномерное циркулирование охлаждающей жидкости по охлаждающей системе двигателя: от радиатора до расширительного бачка.

Электрические водяные насосы являются главным элементом систем водяного снабжения, полива, откачки и циркуляции воды. От функциональности водяного насоса зависит работоспособность всей системы. Если насос подобран неправильно, с недостаточной мощностью, неподходящей конструкцией для выполнения определенных функций, то неизбежны сбои в работе. При этом потребуется приобретать дополнительное оборудование, либо другую модель электрического насоса.

Чтобы сделать правильный выбор электронасоса для дачи, дома или для других задач, необходимо учитывать особенности конструкции, принцип действия, технические параметры и назначение водяных насосов с электроприводом.

Принцип действия

Общий принцип работы водяных насосов один и тот же, хотя каждый вид насоса имеет свои особенности устройства. При запуске электрического двигателя внутри корпуса образуется состояние вакуума, благодаря чему вода всасывается в эту камеру низкого давления. Далее она перемещается к патрубку выхода и под большим давлением выталкивается по нему в трубопровод или шланг.

Давление в насосе определяет силу выталкивания из него воды (напора), и должно быть достаточным для преодоления сопротивления воды.

Виды электрических насосов для воды

Устройства насосов могут значительно отличаться, и зависят от способа образования вакуума в корпусе.

По способу создания вакуума электрические водяные насосы делятся:

• Центробежные насосы.
• Вибрационные (электромагнитные).
• Вихревые.

По расположению корпуса насоса относительно водоема или емкости с водой насосы делятся:

• Поверхностные насосы.
• Погружные помпы.

По устройству и количеству выполняемых функций насосы разделяют на:

• Дренажные.
• Скважинные.
• Колодезные.
• Мотонасосы.

Центробежные электрические водяные насосы

Устройства такого вида на практике применяются в различных областях: как бытовых, так и промышленных. Принцип их действия заключается в образовании в корпусе центробежной силы. С помощью нее создается напор, и вода движется. Колеса и лопасти вращаются и засасывают воду, а на выходе выталкивают ее наружу.

В зависимости от устройства и назначения насосы делятся на несколько групп:

• Погружные.
• Поверхностные.
• Вертикальные.
• Горизонтальные.
• Консольные.
• Многоступенчатые.
• Моноблочные.

Все детали устройства насоса выполнены из материалов, обладающих высокой прочностью, и не изнашиваются, кроме уплотнений и подшипников. При проектировании электрических насосов расчет производят с учетом их непрерывной работы. Поэтому они сконструированы так, чтобы их техобслуживание было оперативным и простым. Насосы способны функционировать при повышенных температурах и в агрессивных химических средах. Их параметры зависят от особенностей устройства каждой модели. Существуют такие конструкции, которые могут работать при 350 градусах.

Преимущества

• Прочная конструкция.
• Длительная эксплуатация.
• Невысокая стоимость.
• Повышенный КПД.
• Возможность монтажа дополнительных автоматических систем.

Недостатки

• Скачки напряжения в электрической сети отрицательно влияют на функционирование насосов.
• Воздушная пробка, образовавшаяся в отверстии входа, способна остановить функционирование насоса.
• Необходимо заполнять водой корпус насоса, так как незначительная центробежная сила в корпусе не дает возможности всасывания воды.

Консольные насосы широко используются для перекачки жидкостей с примесями и небольшими твердыми частицами.

Одноступенчатые насосы горизонтального вида применяются для снабжения водой дома.

Многоступенчатые исполнения насосов могут создать мощный напор воды путем установки нескольких одноступенчатых насосов, соединенных последовательно.

Бытовые электрические водяные насосы для полива чаще всего покупают центробежного вида, так как их в дальнейшем можно вмонтировать в систему отопления, действующую от скважины.

Центробежные насосы погружного и полупогружного типа имеют преимущество в том, что погружные модели легко устанавливать, а полупогружные легко обслуживать. Для монтажа погружного насоса, для него требуется наличие некоторых условий. Установка довольно трудная, но многие жители домов выбирают погружные насосы. К недостатку таких можно отнести их чувствительность к разным загрязнениям, например, песка.

Вибрационные электрические водяные насосы также могут применяться для сада или дома. Их принцип действия основан на электромагнитном поле, образующемся катушкой, которая втягивает металлический сердечник. При этом создается пониженное давление, и вода засасывается в гидросистему. При возрастании давления включается клапан и вода выталкивается через выходной патрубок. Для непрерывной подачи воды в насосе установлена диафрагма.

Вибрационные насосы обычно монтируют в автономные водоснабжающие системы, а также применяются для орошения.

Преимуществом

Вибрационных является возможность перекачки грязной воды, что очень удобно для очистки колодца или скважины в целях профилактики. При этом не потребуется устанавливать другой вид насоса. При перекачке загрязненной воды производительность насоса значительно снижается. Стоимость вибрационных насосов невысокая, устройство долговечное и надежное, так как нет трущихся деталей.

Недостатком

Вибрационных являются перебои в работе из-за перепадов напряжения. Поэтому совместно с насосом целесообразно приобретать стабилизатор напряжения. Вибрационные насосы не рекомендуется применять в маленьких скважинах.

Распространенные неисправности насоса охлаждающей жидкости

Помпа охлаждающей жидкости является достаточно простым механизмом, который зачастую служит долго. Очень важно своевременно производить замену антифриза, при этом использовать качественную охлаждающую жидкость и разбавлять концентрат только качественной дистиллированной водой в рекомендованных пропорциях. Так или иначе, но проблемы с насосом в процессе эксплуатации встречаются. К наиболее распространенным видам неисправностей механизма можно отнести:

• разрушение крыльчатки;
• нарушение жесткости крепления рабочего колеса на валу;
• клин подшипников вала;
• течь сальника вала или уплотнительной прокладки корпуса помпы;
• низкое качество насоса и/или непрофессионально выполненный монтаж элемента;
• ухудшение плотности соединений по причине повышенных вибраций неисправного двигателя, что ведет к протеканию охлаждающей жидкости;
• старение и пересыхание сальника и уплотнителя;

Подшипники насоса, на которых вращается вал центробежной помпы, представляют собой решение закрытого типа. Такие закрытые подшипники помпы не требуют дополнительной смазки, но обычно не подлежат замене по окончании ресурса. Это касается также сальника вала крыльчатки, ведь при возникновении течей через него охлаждающей жидкости данный элемент не меняют.

На основе сказанного выше может сложиться впечатление, что замена составляющих элементов помпы системы охлаждения практически невозможна, а сам элемент не является ремонтопригодным. На самом деле это не так. Отдельные детали можно заменить, но практика показывает, что помпу обычно меняют целиком, не прибегая к разбору и восстановлению. Это обусловлено относительно невысокой стоимостью нового насоса и является наиболее целесообразным решением.

Помпу обычно меняют параллельно очередной плановой замене роликов и ремней/цепи ГРМ по пробегу через каждые 50-80 000 км. или согласно рекомендациям производителей автомобиля. При условии возникновения любых симптомов неисправности жидкостного насоса деталь меняют раньше, а также ориентируются на качество и рекомендованный ресурс самой детали в том случае, если Вы используете неоригинальные аналоги. Если же неожиданная поломка насоса застала Вас врасплох, а новую помпу достать нет никакой возможности, тогда читаем дальше.

Поломка помпы и течь охлаждающей жидкости

Если герметичность системы не нарушена, уровень охлаждающей жидкости в норме, но жидкостной насос не обеспечивает циркуляцию жидкости, это закономерно приводит к тому, что температура двигателя быстро повысится. На это укажут показания на панели приборов при условии полностью исправного датчика. Всегда помните, что даже нескольких минут езды в таком режиме даже с минимальными нагрузками на мотор уже будет достаточно для закипания ОЖ в радиаторе и заклинивания силовой установки.

При обнаружении перегрева по причине отказа помпы или выявлении интенсивной течи на заведенном и/или заглушенном моторе, нужно немедленно прекратить дальнейшее движение. Помпу может уже почти заклинить по причине разрушения подшипников, о чем скажет характерный металлический звук в процессе работы. Вполне очевидно, что в случае сильной течи тоже нельзя ехать дальше даже тогда, когда Вы имеете возможность долить ОЖ до нормального уровня. Лучше добраться с такими неисправностями до места ремонта, но уже не своим ходом, или приступить к ремонту на месте.

Еще одним признаком поломок помпы является слабое подтекание или следы утечки антифриза в том месте, где установлен центробежный насос. Если явной и сильной течи нет, тогда необходимо дать двигателю остыть. Только затем можно долить ОЖ до нормального уровня. После долива возможно продолжить движение, так как циркуляция жидкости все равно будет обеспечивать нормальное охлаждение. Главное в таком случае-постоянный контроль уровня жидкости в расширительном бачке и регулярный долив по дороге до ближайшего СТО, так как нормальная эксплуатация машины становится невозможной.

Ремонт помпы своими руками

Центробежный насос охлаждающей жидкости двигателя представляет собой разборной узел. Если Вы по какой-либо причине решите отказаться от установки новой помпы и начнете ремонт имеющегося насоса, тогда существует возможность замены отдельных его элементов. Можно попытаться заменить подшипники центробежной помпы, вал, крыльчатку и т.д. Такой подход иногда позволяет снизить стоимость ремонта, но найти нужные запчасти не всегда удается в свободной продаже.

Необходимо отметить, что доступ к насосу для его частичной или полной разборки зачастую затруднен. Некоторые модели автомобилей устроены так, что Вам будет необходимо сначала немного открутить подушки силового агрегата. Делать это нужно будет снизу, так что очень желательно наличие смотровой ямы, определенных навыков и подручного инструмента.

Поверка автомобильной помпы системы охлаждения. Основные признаки неисправностей. Диагностика водяного насоса без снятия, дефектовка со снятием с двигателя.

Почему закипает жидкость в системе охлаждения двигателя. Какие действия необходимо предпринять водителю, если двигатель «кипит». Полезные советы.

Распространенные поломки системы охлаждения мотора: водяной насос, термостат, радиатор, вентилятор охлаждения и другие. Как самому определить причины.

Как часто требуется замена антифриз. Самостоятельная промывка системы охлаждения от грязи, накипи и ржавчины. Средства для промывки системы охлаждения ДВС.

Что может стучать, свистеть, шелестеть и издавать другие посторонние звуки под капотом после запуска двигателя. Диагностика и определение неисправностей.

Почему возникает перегрев двигателя. Чего ожидать водителю и какие поломки могут возникнуть, если двигатель перегрелся. Что делать в случае перегрева ДВС.

Источник