Водяная система охлаждения автомобиля. Автомобильная помпа и принцип её работы. Конструкция водяной помпы
Тосол выполняет функцию охлаждения двигателя, проходя по трубкам и магистралям, расположенных, как внутри двигателя, так и патрубкам в силовом отсеке транспортного средства. Но тосол должен нагнетаться и циркулировать под воздействием специального устройства, которым и является водяной насос. Двигатель «шестерки» охлаждается по схожему принципу, поэтому помпа ВАЗ 2106 и заставляет охладитель перемещаться. При выходе ее из строя при работающем двигателе его температура начинает повышаться, что может привести к перегреву мотора и к разрушению охладительных магистралей.
Клапаны будут гореть и деформироваться, смазочное масло разрушается, поршни и подшипники будут перегреваться и захватывать, и двигатель скоро остановится. Необходимость охлаждения может быть подчеркнута, учитывая общую теплоту, разработанную обычным шестицилиндровым двигателем. По оценкам, такой двигатель, работающий на обычных скоростях, генерирует достаточно тепла, чтобы согревать шестикомнатный дом в морозную погоду. Клапаны, поршни, стенки цилиндров и головка цилиндров, все из которых должны быть снабжены некоторыми средствами охлаждения, чтобы избежать чрезмерных температур, поглощают часть этого тепла.
Неисправная помпа подлежит снятию и последующему ремонту или замене. Многие наши соотечественниками, которые управляют «шестеркой», спрашивают, сколько стоит помпа для ВАЗ 2106, чтобы приобрести ее в случае необходимости. С этой целью необходимо посетить автомобильный магазин по продаже запчастей, где видно, что цена составляет сумму в пределах 650 рублей.
Лопастные насосы и принцип их работы
Температура выше этого приводит к серьезному повреждению, как уже указывалось. Однако для лучшего теплового КПД желательно использовать двигатель при температурах, близких к пределам, налагаемым свойствами смазочного масла. Система охлаждения имеет четыре основные функции.
- Удалите избыточное тепло от двигателя.
- Поддерживайте постоянную рабочую температуру двигателя.
- Увеличьте температуру холодного двигателя как можно быстрее.
- Предоставьте средство для работы нагревателя.
Устройство помпы
Подробное устройство помпы следующее: это жидкостный центробежный насос, приводимый в действие от шкива коленчатого вала силовой установки, усилие от которой посредством клиновидной ременной передачи транслируется на шкив помпы ТС. Непосредственно изделие крепится справа к блоку двигателя через паронитовое уплотнение. Корпусная часть и крышка детали изготовлены из сплава алюминия. Вал помпы вращается с помощью двухрядного безобойменного подшипника неразборного типа.
Рисунок 6 - Система с воздушным охлаждением. Простейшим видом охлаждения является воздушный или прямой метод, в котором тепло отводится движением воздуха в прямом контакте с двигателем. В этом типе охлаждения двигателя реализованы несколько основных принципов охлаждения. Скорость охлаждения зависит от следующего.
Теплопроводность используемого металла и объем металла или его размер в поперечном сечении. Разница в температуре между открытыми металлическими поверхностями и охлаждающим воздухом.
- Область, подверженная воздействию охлаждающей среды.
- Количество воздуха, протекающего над нагретыми поверхностями.
С одной стороны вала закреплена крыльчатка, с другой - ступица приводного шкива. Кольцо-уплотнитель подпружинивает крыльчатку с помощью сальника неразборного типа, который размещен в насосной крышке и закреплен методом запрессовки. Корпусная часть помпы на ВАЗ 2106, фото которой размещено на нашем ресурсе, оснащена входным патрубком и выходным отверстием. Вращением крыльчатки формируется необходимое давление, которое обеспечивает ход охладителя в магистральную систему охлаждения двигателя и других элементов, требующих теплового отведения нагретой жидкости.
Вы обнаружите, что двигатели с воздушным охлаждением обычно работают при более высокой температуре, чем двигатели с жидкостным охлаждением, рабочая температура которых в основном ограничена точкой кипения используемой охлаждающей жидкости. Следовательно, должны быть предусмотрены большие зазоры между движущимися частями двигателей с воздушным охлаждением, чтобы обеспечить увеличение расширения. Кроме того, обычно требуется смазочное масло с более высокой вязкостью.
В двигателях с воздушным охлаждением цилиндры монтируются независимо от картера, поэтому достаточный объем воздуха может циркулировать непосредственно вокруг каждого цилиндра, поглощая тепло и поддерживая температуру в головке цилиндров в допустимых пределах для удовлетворительной работы. Во всех случаях действие охлаждения основано на простом принципе, что окружающий воздух более холодный, чем двигатель. Основными компонентами системы с воздушным охлаждением являются вентилятор, кожух, перегородки и ребра.
Все перечисленные выше детали можно рассмотреть при полной разборке помпы, которая проводится при ремонтных работах. Проверить циркуляцию охладительной жидкости и работоспособность водяного насоса можно следующим способом: прогреваем двигатель до температурного значения 90 градусов по Цельсию и сжимаем патрубок радиатора верхнего расположения. При работающей помпе охладитель в системе должен продолжать циркуляцию.
Типичный двигатель с воздушным охлаждением показан на рисунке 6. Рисунок 6 - Цилиндр с воздушным охлаждением. Рисунок 6 - Двигатель с воздушным охлаждением. Все стационарные двигатели с воздушным охлаждением должны иметь вентилятор или воздуходувки определенного типа для циркуляции большого объема охлаждающего воздуха над цилиндрами и вокруг них. Вентилятор для двигателя с воздушным охлаждением, показанного на рисунке 6-3, встроен в маховик. Обратите внимание на то, что обтекаемый или обтекаемый корпус при сборке образует отсек вокруг двигателя, поэтому охлаждающий воздух правильно направлен для эффективного охлаждения.
Неисправности и ремонт помпы
Все неисправности помпы связаны с ее эксплуатацией. Иногда в изделии появляются громкие шумы, что свидетельствует о скором выходе водяного насоса из строя. Основные детали, которые подлежат ремонту - сальник и подшипник. Обычно это является причиной такого дефекта, в т.ч. и когда течет помпа и необходимо принимать неотложные меры, чтобы доехать до ремонтного органа. Проводя разборку помпы «шестерки», можно провести замену означенных компонентов водяного насоса.
Двигатели с воздушным охлаждением, например, используемые на мотоциклах и подвесных двигателях, не требуют использования вентиляторов или кожухов, поскольку их движение по воздуху приводит к достаточному воздушному потоку над двигателем для достаточного охлаждения.
В дополнение к вентиляторам и кожуху, некоторые двигатели используют перегородки или дефлектора, чтобы направлять охлаждающий воздух от вентилятора к тем частям двигателя, который не находится на прямом пути воздушного потока. Перегородки обычно изготовлены из легкого металла и полукруглые, с одним краем в воздушном потоке, чтобы направлять воздух на заднюю часть цилиндров.
В автомобиле ВАЗ 2106 водяная помпа подлежит замене в случае невозможности проведения ремонтных работ по улучшению ее функционала. Рассмотрим вопрос, как поменять помпу на автомобиле. При ее замене использованный тосол желательно слить, и закачать более свежую охлаждающую жидкость. Необходимо подготовить для демонтажных работ набор слесарных инструментов из водительского комплекта и дополнительный бак для слива охладителя.
Большинство двигателей с воздушным охлаждением используют тонкие ребра, которые приподняты выступами на цилиндре и головке цилиндра. Ребра обеспечивают большую площадь охлаждения или поверхность и помогают направлять воздушный поток. Тепло, возникающее в результате сгорания, проходит путем пропускания из стенок цилиндров и головки цилиндров в ребра и уносится проходящим воздухом.
Обслуживание системы с воздушным охлаждением. Вы можете подумать, что, поскольку система с воздушным охлаждением настолько проста, она не требует обслуживания. Многие механики так думают, и в результате происходит много сбоев двигателя с воздушным охлаждением. Техническое обслуживание системы с воздушным охлаждением состоит, прежде всего, в чистке охлаждающих компонентов. Чистые компоненты обеспечивают быструю передачу тепла и гарантируют, что ничто не предотвратит непрерывный поток и циркуляцию воздуха.
Демонтаж водяного насоса:
- Подставляем под двигатель дополнительный бак для слива охладителя и выполняем эту операцию.
- При полной замене охладителя снимает также пробку для слива на радиаторе автомобиля.
- Отсоединяем АКБ и ставим ее в сторону.
- Рассоединяем колодку контактов от вентилятора и демонтируем его.
- Немного откручиваем крепеж натяжителя генераторного ремня и демонтируем его. Снимаем крепеж скобы водяного насоса и убираем ее вбок.
- Теперь необходимо снять шкив помпы,отвинтив крепеж и застопорив положение изделия отверткой или ее аналогом.
- Демонтируем водяной насос, сняв крепеж.
- Заменяем уплотнитель и или зачищаем места крепления водяного насоса и моторного блока.
- Далее проводим установку помпы вместе с новым уплотнителем и делаем сборку по принципу обратного алгоритма.
- Заправляем систему тосолом, проводим сборку необходимого навесного оборудования и закрепляем АКБ.
На этом установку помпы на ВАЗ 2106 обновленного вида можно считать оконченной. Выбор производителя помпы представляется достаточно сложным мероприятием. Таких фирм много и трудно определить, какое изделие лучше по качеству. Зато автолюбители в один голос определили, помпу какой фирмы не стоит выбирать на замену. Наихудшие отзывы на формах высказываются в отношении водяного насоса от компании «Фенокс» из-за низкого качества сборки.
Для этого держите вентиляторы, кожухи, перегородки и плавники свободными от грязи, насекомых, жира и других посторонних веществ. Двигатель может выглядеть чистым снаружи, но что находится под саваном? Накопление грязи и мусора здесь может вызвать реальные проблемы; поэтому держите эту область между чистым двигателем и кожухом.
Иногда механик снижает эффективность системы охлаждения за счет небрежного использования краски. Двигатель может выглядеть хорошо, но большинство красок действуют как изолятор и удерживаются в тепле. В дополнение к чистоте компонентов охлаждения, вы должны проверять их каждый раз, когда двигатель обслуживается.
По мнению многих автолюбителей, эксплуатировавших в частном пользовании «шестерку», предпочтительным вариантом следует считать эксплуатацию помпы производства Волжского автозавода. Главное, при приобретении этой детали необходимо проверять наличие уплотнительной прокладки, которая понадобится для монтажа изделия.
Замените или отремонтируйте любые сломанные или изогнутые детали. Проверьте плавники на наличие трещин или перерывов. Когда трещины проходят в зону камеры сгорания, цилиндр цилиндра должен быть заменен. Теперь, когда мы изучили простейший метод охлаждения, давайте рассмотрим наиболее распространенную, а также самую сложную систему.
Идет пар из радиатора
Почти все многоцилиндровые двигатели, используемые в автомобильной, строительной и погрузочно-разгрузочной технике, используют систему с жидкостным охлаждением. Любая жидкость, используемая в этом типе системы, называется хладагентом. Рисунок 6 - Двигатель с жидкостным охлаждением.
Автомобильная водяная помпа – это центробежный насос, принудительно обеспечивающий равномерное циркулирование охлаждающей жидкости по всей системе охлаждения двигателя: начиная от радиатора и заканчивая расширительным бачком.
Основное предназначение водяной помпы состоит в том, чтобы организовать непрерывное движение охлаждающей жидкости (антифриза, тосола) по всей системе охлаждения ДВС.
Простая система с жидкостным охлаждением состоит из радиатора, насоса охлаждающей жидкости, трубопровода, вентилятора, термостата и системы водяных рубашек и проходов в головке цилиндров и блока, через который циркулирует охлаждающая жидкость. Некоторые транспортные средства снабжены распределительной трубкой для охлаждающей жидкости внутри охлаждающих проходов, которая направляет дополнительный хладагент в точки, где температура выше. Охлаждение деталей двигателя достигается за счет поддержания циркуляции охлаждающей жидкости и контакта с металлическими поверхностями, которые необходимо охладить.
Если насос выйдет из строя, то тепловой режим двигателя будет нарушен, в результате чего он очень быстро перегреется и закипит, что лучше не стоит допускать. Если вы видите, что стрелка датчика контроля температуры ползет вверх, то лучше остановить движение и проверить исправность насоса.
Время от времени проверяйте состояние водяной помпы, проводя ее визуальный осмотр. Для того чтобы убедиться в ее исправности, периодически прислушивайтесь к работе двигателя вашего автомобиля и проводите тщательное обследование места, где находится крепление помпы.
Распространенные неисправности насоса охлаждающей жидкости
Работа системы с жидкостным охлаждением заключается в следующем. Насос выводит охлаждающую жидкость из нижней части радиатора, заставляя хладагент проходить через водяные рубашки и проходы и выталкивает его в верхний резервуар радиатора. Затем охлаждающая жидкость проходит через набор трубок к нижней части радиатора, из которого начинается цикл охлаждения. Радиатор расположен перед вентилятором, который приводится в действие либо водяным насосом, либо электродвигателем. Вентилятор обеспечивает воздушный поток через радиатор в моменты, когда движение транспортного средства отсутствует. Поток охлаждающей жидкости вниз через радиатор создает так называемое термосифонное действие. Это просто означает, что при охлаждении хладагента в куртках двигателя он расширяется. По мере его расширения он становится менее плотным и, следовательно, легче. Это заставляет его вытекать из верхнего выхода двигателя и в верхнюю емкость радиатора. Когда охлаждающая жидкость охлаждается в радиаторе, она снова становится более плотной и тяжелой. Это заставляет хладагент оседать на нижний резервуар радиатора. Поэтому нагрев в двигателе и охлаждение в радиаторе создают естественную циркуляцию, которая помогает водяному насосу. Количество теплоты двигателя, которое должно быть удалено системой охлаждения, намного больше, чем обычно реализуется.
Очень важно, чтобы в этом месте не наблюдалось протечек охлаждающей жидкости, иначе нужно срочно бить тревогу и устранять течь. Благодаря этим действиям вы сможете своевременно заметить поломку какого-либо узла и выполнить ремонт, не доводя ситуацию до критической.
Строение и принцип работы водяной помпы
Конструкция и принцип работы водяной помпы практически на всех моделях автомобилей практически одинаковый, особенно если сравнивать детали отечественных производителей. Про расположение насоса можно сказать то же самое.
Водопроводы, размер насоса и радиатора и другие детали сконструированы таким образом, чтобы поддерживать рабочие части двигателя при самой эффективной температуре в пределах ограничения, налагаемого хладагентом. В системе охлаждения радиатор представляет собой теплообменник, который удаляет тепло от проходящей через него охлаждающей жидкости. Радиатор удерживает большой объем хладагента в тесном контакте с большим объемом воздуха, поэтому тепло передается от охлаждающей жидкости к воздуху. Компоненты радиатора следующие.
Он также содержит крышку радиатора и переливную трубку. Радиатор с трубой и плавником состоит из серии трубок, проходящих сверху вниз или из стороны в сторону. Трубки проходят от входного резервуара до выпускного бака. Рисунок 6 - Конструкция радиатора двигателя.
Водяная помпа устанавливается рядом с радиатором и при пуске двигателя приводится в действие при помощи гидрораспределительного ремня (ГРМ).
Конструкция помпы состоит из следующих основных деталей: корпус, вал, крыльчатка, приводной шкив, подшипник, сальник и ступица шкива приводов. Вал с крыльчаткой на конце устанавливается в крышке. Вал приводится в движение при помощи ремня ГРМ. Вращаясь, крыльчатка перемещает жидкость в системе, заставляя ее постоянно циркулировать и таким образом охлаждать двигатель.
Для улучшения теплоотдачи на внешней стороне труб помещаются вкладыши. По мере прохождения воздуха он поглощает тепло от охлаждающей жидкости. В типичном радиаторе имеется пять ребер на дюйм. Радиаторы, используемые в автомобилях с кондиционером, имеют семь ребер на дюйм. Эта конструкция обеспечивает дополнительную охлаждающую поверхность, необходимую для обработки добавленной тепловой нагрузки, создаваемой кондиционером.
Радиаторы классифицируются в соответствии с направлением, через которое проходит хладагент. Два типа радиаторов - это нисходящий поток и поперечный поток. Радиатор нисходящего потока имеет емкости для хладагента сверху и снизу, а трубки сердечника работают вертикально. Горячая охлаждающая жидкость из двигателя входит в верхний резервуар. Охлаждающая жидкость течет вниз через сердечники. После охлаждения охлаждающая жидкость вытекает из нижнего бака и обратно в двигатель.
Приводной шкив устанавливается на другом конце вала, в некоторых вариантах насосов дополнительно ставится вентилятор. Непосредственно на приводной шкив надевается ремень ГРМ. Вращательная энергия двигателя передается через гидрораспределительный ремень и приводной шкив на вал, тем самым заставляя вращаться крыльчатку и приводя в действие работу всей системы.
Очень часто помпа начинает неправильно работать из-за изнашивания сальника, установленного между крыльчаткой и корпусом. Когда сальник вырабатывает свой ресурс, охлаждающая жидкость (тосол или антифриз) начинает просачиваться сквозь него и попадает на подшипники, тем самым смывая смазывающие вещества.
Хорошие мастера знают, что для подшипника это очень плохо, практически губительно. Он без смазки начинает гудеть и в ближайшее время выходит из строя. В этом случае результат один: подшипники заклинивает, и помпа перестает работать.Неисправность водяной помпы: причины и возможные последствия
Причины поломки водяной помпы
Если вы будете своевременно проводить диагностику двигателя и хорошо за ним ухаживать, то водяная помпа отслужит долгое время и не доставит вам неприятностей. Дело в том, что насос представляет из себя достаточно простое устройство и ломается очень редко. Но из всех правил бывают исключения, и помпы это тоже касается.
Существует несколько причин, по которым автомобильная помпа может выйти из строя:
- Выход из строя некоторых деталей насоса. Особенно это касается сальника, который изнашивается и дает течь. Бывает так, что ломается крыльчатка или подшипник.
- Производственный брак, вследствие которого помпа изначально была низкого качества.
- При выполнении ремонта самой помпы или некоторых деталей, расположенных поблизости, слесарь допустил ошибку.
Последствия неисправности водяной помпы
Если водяная помпа не работает и антифриз или тосол не циркулирует по системе, то температура двигателя быстро повышается и стрелка датчика температуры воды на панели приборов начинает подниматься вверх, доходя до критической отметки. Достаточно будет проехать на автомобиле с неисправной помпой совсем немного для того, чтобы охлаждающая жидкость в радиаторе закипела.
Об этом вы узнаете не только по поднимающейся стрелке, но и по появлению испарений из-под капота и характерному запаху кипящей жидкости. Такую ситуацию допускать никак нельзя, иначе двигатель может заклинить. А это уже одна из серьезнейших поломок, которую будет непросто исправить. Скорее всего, придется обращаться в автосервис и на некоторое время остаться без транспорта.
О неисправности водяной помпы может свидетельствовать протекающая в месте ее крепления охлаждающая жидкость. Небольшая протечка для автомобиля не представляет серьезной опасности и допускает дальнейшую эксплуатацию автомобиля. Жидкость будет циркулировать в системе охлаждения, как и обычно.
Ваша задача в этой ситуации – постоянно контролировать уровень антифриза в радиаторе и своевременно его доливать. Но не стоит долго затягивать с устранением неполадки, так как утечка может стать сильнее, и вы уже не сможете своевременно исправлять ситуацию, особенно если усиленно эксплуатируете свой автомобиль.
Распространенные неисправности водяной помпы
Как и говорилось ранее, устройство водяной помпы достаточно простое, поэтому и неисправностей у нее не так уж много. Самые частые и распространенные виды поломок:
- заклинил подшипник;
- вышла из строя крыльчатка;
- крыльчатка плохо держится на валу, т. е. расшаталось ее крепление;
- водяная помпа из-за постоянного дрожания двигателя неплотно прилегает в месте крепления, и охлаждающая жидкость сочится наружу.
Особенности ремонта водяной помпы
Водяная помпа двигателя представляет собой разборный механизм, который подлежит ремонту. При ее неисправности вы можете купить новую и заменить ее, а можете попробовать устранить причину поломки, заменив вышедшею из строя деталь: подшипник, сальник, крыльчатку и т. д. Многих автовладельцев радует тот факт, что помпа ремонтируется, так как это обходится гораздо меньше, чем замена всей детали.
К сожалению, в большинстве моделей автомобилей водяная помпа расположена в плохо доступном месте, поэтому ее разборка и ремонт может быть реальной проблемой. В некоторых вариантах автомобилей добраться до насоса можно только снизу. Для этого необходимо загонять автомобиль на эстакаду или смотровую яму. Затем нужно немного ослабить подушки двигателя и тогда уже получится добраться до водяной помпы.
Некоторые опытные слесаря меняют автомобильную помпу на новую при каждой замене гидрораспределительного ремня или цепи (в зависимости от модели двигателя). Если же водяной насос приходит в негодность раньше, то его, конечно же, нужно сразу менять.
Продолжительность работы помпы напрямую зависит от качественной замены ремня ГРМ и характерных особенностей самой запчасти. Любая часть автомобиля требует присмотра и ухода, и водяная помпа не является исключением. Следите за ее состоянием, и вам не придется ремонтировать или менять деталь.