Die Konstruktion und der Betrieb einer Wasserpumpe (Pumpe) in einem Automotor

Der Wärmeaustausch im Motor erfolgt durch Energieübertragung von einer Quelle im Zylinderbereich auf die durch den Kühler geblasene Luft. Eine Zentrifugalflügelpumpe, allgemein als Pumpe bezeichnet, ist dafür verantwortlich, dem Kühlmittel in einem Flüssigkeitssystem Bewegung zu verleihen. Oft durch Trägheit, Wasser, obwohl sauberes Wasser in Autos schon lange nicht mehr verwendet wird.

Komponenten der Pumpe

Die Frostschutzumwälzpumpe ist theoretisch eher unprätentiös aufgebaut, ihre Arbeit basiert darauf, dass die Flüssigkeit durch Zentrifugalkräfte an die Kanten der Schaufeln geschleudert wird, von wo sie in die Kühlmäntel eingespritzt wird. Die Zusammensetzung umfasst:

• eine Welle, an deren einem Ende sich ein Einspritzlaufrad aus Metall oder Kunststoff und am anderen eine Antriebsscheibe für einen Keilriemen oder ein anderes Getriebe befindet;
• Gehäuse mit Flansch zur Befestigung am Motor und zur Aufnahme von Innenteilen;
• Lager, auf dem sich die Welle dreht;
• eine Öldichtung, die das Austreten von Frostschutzmittel und dessen Eindringen in das Lager verhindert;
• ein Hohlraum im Körper, der kein separates Teil ist, aber die notwendigen hydrodynamischen Eigenschaften bietet.

Die Pumpe befindet sich normalerweise am Motor von dem Teil, an dem sich das Nebenantriebssystem mit Riemen oder Ketten befindet.

Die Physik einer Wasserpumpe

Damit sich das flüssige Wärmemittel im Kreis bewegt, muss ein Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass der Pumpe erzeugt werden. Wenn ein solcher Druck erreicht wird, bewegt sich das Frostschutzmittel von der Zone, in der der Druck höher ist, durch den gesamten Motor zum Einlass der Pumpe mit einem relativen Vakuum.

Die Bewegung von Wassermassen erfordert Energiekosten. Die Flüssigkeitsreibung des Frostschutzmittels an den Wänden aller Kanäle und Rohre verhindert die Zirkulation. Je größer das Volumen des Systems ist, desto höher ist die Durchflussrate. Um eine erhebliche Leistung sowie maximale Zuverlässigkeit zu übertragen, wird fast immer ein mechanischer Antrieb von der Antriebsriemenscheibe der Kurbelwelle verwendet. Es gibt Pumpen mit Elektromotor, aber ihre Verwendung ist auf die sparsamsten Motoren beschränkt, bei denen die Hauptsache die minimalen Kraftstoffkosten sind und die Ausrüstungskosten nicht berücksichtigt werden. Oder in Motoren mit Zusatzpumpen, zum Beispiel mit Vorwärmern oder Doppelkabinenheizungen.

Es gibt keinen einzigen Ansatz, von welchem ​​Riemen die Pumpe angetrieben werden soll. Die meisten Motoren verwenden einen Zahnriemen, aber einige Konstrukteure waren der Meinung, dass es sich nicht lohnt, die Zuverlässigkeit des Timings an das Kühlsystem zu binden, und die Pumpe wird dort vom äußeren Generatorriemen oder einem der zusätzlichen angetrieben. Ähnlich dem Klimakompressor oder der Servolenkungspumpe.

Wenn sich die Welle mit dem Laufrad dreht, beginnt das Frostschutzmittel, das seinem zentralen Teil zugeführt wird, dem Profil der Schaufeln zu folgen, während es Zentrifugalkräften ausgesetzt ist. Dadurch entsteht ein Überdruck am Auslassrohr und die Mitte wird je nach aktueller Stellung der Thermostatventile mit neuen Portionen aus dem Block oder Heizkörper aufgefüllt.

Störungen und ihre Folgen für den Motor

Pumpenausfälle können als obligatorisch oder katastrophal kategorisiert werden. Hier kann es keine anderen geben, die Bedeutung der Kühlung ist extrem hoch.

Bei natürlichem Verschleiß oder Herstellungsfehlern der Pumpe können Lager, Stopfbuchse oder Laufrad zu kollabieren beginnen. Handelt es sich im letzteren Fall wohl um einen Fabrikationsfehler oder um kriminelle Einsparungen bei der Materialqualität, dann altern Lager und Stopfbuchspackung zwangsläufig, die Frage ist nur das Timing. Ein defektes Lager kündigt seine Probleme normalerweise mit einem Brummen oder Knirschen an, manchmal mit einem schrillen Pfeifen.

Meistens beginnen Pumpenprobleme mit dem Auftreten von Spiel in den Lagern. Trotz der scheinbaren Schlichtheit des Designs werden sie hier deutlich aufgeladen. Dies liegt an folgenden Faktoren:

• Das Lagerfett wird einmalig im Werk eingefüllt und muss während des Betriebes nicht erneuert werden.
• Unabhängig von den Dichtungen des inneren Hohlraums des Lagers, in denen sich seine Wälzkörper, Kugeln oder Rollen befinden, dringt Luftsauerstoff dort ein, was bei einer hohen Temperatur der Baugruppe zu einer schnellen Alterung des Schmiermittels führt.
• Das Lager erfährt eine doppelte Belastung, teilweise aufgrund der Notwendigkeit, eine erhebliche Kraft über die Welle auf das Laufrad zu übertragen, das sich in einem flüssigen Medium mit hoher Geschwindigkeit dreht, und hauptsächlich aufgrund der hohen Spannkraft des Antriebsriemens, die darüber hinaus häufig ist bei Reparaturen zu fest angezogen, wenn kein automatischer Spanner vorhanden ist;
• äußerst selten wird ein separater Riemen verwendet, um die Pumpe zu drehen, normalerweise hängen mehrere ziemlich leistungsstarke Nebenaggregate mit massiven Rotoren und variablem Rotationswiderstand am gemeinsamen Antrieb, dies können ein Generator, Nockenwellen, eine Servolenkungspumpe und sogar eine Klimaanlage sein Kompressor;
• es gibt Konstruktionen, bei denen ein riesiger Lüfter zur Zwangskühlung des Kühlers an der Pumpenriemenscheibe angebracht ist, obwohl derzeit fast jeder eine solche Lösung verlassen hat;
• Durch eine undichte Stopfbuchse können Frostschutzdämpfe in das Lager gelangen.

Auch wenn ein hochwertiges Lager nicht ausfällt, kann es durch Verschleiß zu Spielbildung kommen. In einigen Knoten ist es sicher genug, aber nicht im Fall einer Pumpe. Seine Welle ist mit einem aufwändig konstruierten Wellendichtring abgedichtet, der durch Überdruck aus dem Inneren des Systems gepresst wird. Es wird aufgrund des Lagerspiels für lange Zeit nicht in der Lage sein, unter Bedingungen hochfrequenter Vibrationen zu arbeiten. Heißes Frostschutzmittel, das Tropfen für Tropfen durchdringt, dringt in das Lager ein, wäscht das Schmiermittel aus oder verursacht dessen Abbau, und alles endet mit einer Verschleißlawine.

Die Gefahr dieses Phänomens besteht auch darin, dass die Pumpe häufig vom Zahnriemen angetrieben wird, von dem die Sicherheit des gesamten Motors abhängt. Der Riemen ist nicht dafür ausgelegt, unter Bedingungen zu funktionieren, in denen er mit heißem Frostschutzmittel übergossen wird, er nutzt sich schnell ab und bricht. Bei den meisten Motoren führt dies nicht nur zu einem Stopp, sondern zu einer Verletzung der Ventilöffnungsphasen bei einem noch drehenden Motor, was mit einem Aufeinandertreffen der Ventilplatten mit den Kolbenböden endet. Die Ventilschäfte verbiegen sich, Sie müssen den Motor zerlegen und Teile austauschen.

In diesem Zusammenhang wird immer empfohlen, die Pumpe vorbeugend bei jeder geplanten Installation eines neuen Timing-Kits auszutauschen, deren Häufigkeit in der Anleitung deutlich angegeben ist. Auch wenn die Pumpe ganz gut aussieht. Zuverlässigkeit ist wichtiger, außerdem müssen Sie kein Geld für eine außerplanmäßige Demontage der Motorfront ausgeben.

Von jeder Regel gibt es Ausnahmen. Im Falle eines Pumpentauschs liegt dies an der Verwendung von Produkten, die offensichtlich eine längere Lebensdauer haben als selbst die Betriebsausstattung. Sie sind aber auch viel teurer. Was zu bevorzugen ist, häufiger Austausch oder eine erstaunliche Ressource - jeder kann für sich selbst entscheiden. Obwohl jede der wunderbarsten Pumpen unabsichtlich durch minderwertiges Frostschutzmittel, dessen vorzeitigen Austausch oder Verstöße gegen den Mechanismus oder die Technologie der Riemenantriebsspannung getötet werden kann.