Устройство и принцип работы насоса системы охлаждения двигателя (помпы)

Последствия поломки

Пришедший в негодность насос способен наделать много бед. Величина ущерба зависит от того, как задействована помпа в автомобиле – от ремня ГРМ или привода генератора. Аварийные ситуации выглядят следующим образом:

Наихудший вариант – разрыв ременного привода ГРМ вследствие заклинивания подшипника. Для многих автомобилей это ведет к дорогостоящему ремонту силового агрегата, поскольку днища поршней ударяют по тарелкам открытых клапанов и загибают их толкатели. В лучшем случае придется снять ГБЦ и поменять клапанную группу, в худшем – выбросить пробитые поршни и треснувшую от удара головку цилиндров.

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.

Принцип действия насоса и его конструкция

В автомобилях достаточно простое устройство помпы. Ее корпус одновременно выполняет функцию крепежного фланца. Он оснащен несколькими отверстиями, через которые агрегат фиксируется на БЦ.

За счет того, что корпус изготовлен из алюминия, удается минимизировать влияние коррозионных процессов, а также уменьшается масса готового изделия. В конструкцию также входят:

• в центральное отверстие корпуса впрессован главный вал с подшипниками качения;
• на консольном конце вала располагается жестко зафиксированная пластиковая или алюминиевая крыльчатка;
• внешний хвостовик вала оборудован шкивом (используются ручьевые или зубчатые модели);
• предотвратить вытекание тосола и обеспечить герметичность конструкции помогает уплотнительный сальник.

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.

В каких случаях требуется замена сливной помпы

Замена сливного насоса производится только в том случае, если все неисправности, связанные со сливом воды, другими способами избежать не удается. Одна из неприятных поломок, когда из бака приходится сливать воду вручную, является нарушение слива воды в канализацию. При этом далеко не всегда причиной является насос. Прежде всего необходимо проверить:

не включена ли опция «режим без слива»;

сливной шланг, на наличие засоров или перегибов;

сливной фильтр, где часто собираются различные мелкие предметы, попавшие в бак вместе с бельем;

сливной патрубок, где могли застрять мелкие вещи или предметы одежды;

модуль управления, в которой могут произойти сбои как в программном обеспечении, так и в работе электронной части;

работу прессостата.

Причин, по которым стиральная машина не сливает воду по окончании процесса стирки или полоскания достаточно много, и к проблеме необходимо подходить комплексно. Обнаружение и устранение неисправности следует производить по принципу «от простого к сложному». Не следует сразу разбирать устройство. Бывает достаточно нажать на кнопку, чтобы выключить режим «без слива» или просто очистить фильтр. К характерным признакам неисправности помпы относятся:

• «трансформаторный» сильный гул в области расположения помпы при отсутствии слива воды;
• вода из сливного шланга вытекает очень слабым напором;
• на дисплей машины выводится информация об ошибке.

Многие современные агрегаты оснащены системой самодиагностики и способны сигнализировать о сбоях и неисправностях в системе. Для каждого производителя характерны свои коды ошибок, которые указываются в паспорте от стиральной машины. Например для Ariston о нарушении работы сливного насоса сигнализирует код F05. Если примененные методы диагностики привели к выводу о неисправности помпы, ее необходимо снять и поменять на исправную.

Распространенные неисправности водяной помпы

Причины поломки водяной помпы

Помпа в автомобиле может выйти из строя по разным причинам. Перечислим самые распространённые:

• низкое качество охлаждающей жидкости. Примерно 90% водяных помп в легковых автомобилях ломаются именно из-за плохого антифриза. Некачественная охлаждающая жидкость приводит к образованию смолистых отложений, затрудняющих вращение крыльчатки. Она же может стать причиной коррозии внутренних частей помпы. А ещё некачественный антифриз может вызывать повышенный уровень кавитации, когда образующиеся при вращении крыльчатки вакуумные пузырьки схлопываются и буквально вырывают частицы стали с внутренней поверхности помпы, что ведёт к быстрому разрушению устройства;

  Внутренняя часть водяной помпы разрушена из-за кавитации

• естественный износ. Любое устройство может просто выработать свой ресурс. И водяная помпа в этом плане не исключение. Средний срок службы водяной помпы — 200 тыс. км пробега. После этого её следует в обязательном порядке проверить и в случае сильного износа — заменить;
• проблемы с крепежом. Болты, которыми помпа крепится к корпусу двигателя, со временем ослабевают. Так как шкивы постоянно вращается, то при ослаблении крепёжных болтов на валу помпы неизбежно возникает люфт, который по мере пробега увеличивается. В конце концов это приведёт либо к повреждению вала помпы, либо к разрушению центрального подшипника.

  Вал центрального шкива помпы, износившийся из-за постоянного люфта

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.

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.

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

3 Возможные неисправности – как предотвратить и устранить

Помпа охлаждения двигателя относится к достаточно простым механизмам, способным отслужить положенный срок без поломок. Она не требует ухода, но правильная эксплуатация продлевает ей жизнь. Работоспособность зависит от качества охлаждающей жидкости. Антифриз следует менять своевременно, иначе он не только не справляется со своими обязанностями, но и начинает проявлять агрессивность. Именно под воздействием охлаждающей жидкости, у которой вышел срок эксплуатации, чаще всего ломается насос.

Наиболее распространены следующие поломки водяной помпы:

• деформация крыльчатки;
• рабочее колесо потеряло жесткость крепления;
• заклинили подшипники;
• течет сальник или уплотнительная прокладка;
• нарушилась плотность крепления.

Конструкция помпы выполнена так, что ее ремонтопригодность небольшая. Подшипники и сальник рассчитаны на долговременную эксплуатацию, не требуют ухода. Можно заменить отдельные детали, но на практике к этому прибегают редко. Помпа относительно недорогая, и многие предпочитают заменить ее на новую, а не ремонтировать.

Помпу обычно меняют вместе с роликами и ремнем, цепью ГРМ – после пробега 50–80 тыс. км, или в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Если появляются симптомы неисправности, замену производят раньше. Неоригинальный узел тоже может не выдержать положенного пробега. Если неисправность проявилась неожиданно, то следует выяснить причины и не предпринимать действий, которые могут привести к поломке двигателя.

Первым делом проверяется наличие антифриза и герметичность охлаждающей системы. Если уровень в норме, течи не наблюдается, но помпа не обеспечивает циркуляцию, то закономерно, что температура жидкости быстро повышается. Не следует ждать, пока из-под капота повалит пар, иногда нелишне посматривать на приборы. Но, как правило, их показания никто не замечает, пока не появляется паровой занавес. В такой ситуации следует немедленно остановиться и заглушить мотор.

Иногда помпу заклинивает, потому что разрушились подшипники. Не нужно даже прислушиваться к звукам, исходящим от мотора, настолько резкими и характерными они будут при их разрушении. При этой поломке, если появилась сильная течь, не следует продолжать движение. Даже если есть возможность долить жидкость до нормального уровня, лучше машину отбуксировать.

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.

Справка. Запчасти ремкомплектов не относятся к оригинальным и не блещут качеством. Ресурс помпы после ремонта сократится вдвое против заводской запчасти.

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.

Замена датчика холостого хода Рено Логан 1.4 и 1.6: регулировка и чистка, если падают или плавают обороты

Полезные рекомендации

Двигатель помпы, как и основной мотор, вращающий барабан, нуждается в периодичной (хотя бы раз в полгода-год) чистке и смазке подшипников. Если при вращении крыльчатки появляется свистящий скрип – верный признак того, что шарикоподшипники надо смазать.

1. Применяйте порошок, рекомендованный именно для автоматических стиральных машин. Нежелательно применять состав для ручной стирки и машин активаторного типа.
2. Установите перед машинкой дополнительный фильтр для очистки воды – нельзя, чтобы песчинки, ржавчина и грязь проникали внутрь агрегата, иначе насос в итоге засорится.
3. Периодически прочищайте сливной фильтр.
4. Убедитесь, что вещи не содержат свисающих и отслаивающихся нитей. Если ткань стала распускаться – лучше такую вещь постирать вручную, а еще лучше – заменить на новую.
5. Отчищайте слои грязи с одежды, если они появились.
6. Не допускайте при стирке попадания в сток шерсти и перьев животных. Если, например, на коврике у входной двери часто отдыхал кот, а вы хотите этот коврик постирать – предварительно струсите, соберите с него шерсть щёткой, путём выбивания или при помощи мощного пылесоса.
7. Нельзя перегружать машину бельём либо загружать её до предела. Если СМА выдерживает 7 кг – загрузите 5… 6.

Расположение и назначение элемента

В автомобилях предусмотрено чаще всего два круга охлаждения:

• малый;
• большой.

Также предусмотрены различные элементы, входящие в систему охлаждения. Каждый из них выполняет свою функцию. А для чего нужна помпа, является очевидным многим опытным автомобилистам, так как она работает для принудительной прокачки жидкости в отведенных для этого полостях и каналах.

Встроенная в корпус насоса крыльчатка отвечает за перекачивание антифриза. Вращение этому колесу передается по ременному приводу. Шкивы передачи располагаются на валу помпы и на выходном хвостовике коленвала автомобиля.

Находится водяной насос там, где его расположили инженеры. В большинстве моделей современных машин найти помпу можно в следующих зонах:

• если смотреть по ходу движения, то в машинах с передним приводом прокачивающее устройство располагается на правом торце блока цилиндров (так как помпа является жестко связанной с приводом ГРМ, то она располагается там, где привод защищен крышкой);
• автомобили с задним приводом оснащаются водяным насосом, зафиксированным на передней стенке блока цилиндров, а вращение крыльчатки придает ремень от ГРМ либо от привода генератора.

Помпа перегоняет антифриз по каналам и двум радиаторам, один из которых служит от вывода тепла в атмосферу, а второй способен передавать тепло в салон. Таким образом удается быстро остудить силовую установку.

Куда качает помпа?

Помпа всегда качает от себя, то есть она толкает, но не всасывает. Это обеспечивается, тем что крыльчатка вращаясь, создает центробежную силу, которая проталкивает антифриз дальше. Задача помпы обеспечить движение и давления жидкости от радиатора к двигателю, поэтому она прокачивает охлаждающую жидкость в двигатель. Конструкционно крыльчатка может вращаться как по часовой, так и против часовой стрелки.

Когда надо менять помпу?

Интервалы замены помпы четко указаны в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля. Самый распространенный вариант — при каждой второй замене ремня ГРМ либо когда появились симптомы выхода ее из строя (шум подшипника, течь, люфт).

Периодичность замены

Что касается плановой замены автомобильной помпы, то периодичность ее замены у многих автомобилей попросту не указана в технической документации. Поэтому большинство автолюбителей выполняют плановую замену через каждые 60…90 тысяч километров пробега, что соответствует плановой замене ремня ГРМ. Соответственно, менять их можно парой.

Во втором случае, если используется более качественная помпа и менее качественный ремень, то замену можно проводить следующим образом — одна замена помпы на две замены ремня ГРМ (примерно через 120…180 тысяч километров пробега). Однако при этом необходимо внимательно изучить состояние одного и другого узла. Вместе с заменой ремешка и помпы также имеет смысл заменить и направляющие ролики (если купить их комплектом, то это обойдется дешевле).

Сроки службы водяной помпы

Ресурс водяной помпы значительно сокращается при эксплуатации в условиях экстремальных температур. Комплектующая подвержена большему износу во время сильной жары или больших морозов.

Замену водяной помпы производят вместе с ремнем ГРМ (каждые 60 000 — 90 000 км пробега). Более качественные автозапчасти меняют через 120 000 — 180 000 км пробега.

Признаки неисправности помпы

В машине в процессе работы происходит естественный износ всех механических элементов. Значительной нагрузке подвергаются герметизирующая манжета и подшипник, которые и выходят из строя чаще остальных деталей. Реже поломки происходят со шкивом или крыльчаткой.

Признаки поломки помпы удастся заметить по следующим факторам:

1. Не снимая насос, тестировать нужно по наличию пятен антифриза под автомобилем на местах длительной парковки.
2. Во время работы как на боковых стенках, так и внизу происходит забрызгивание пространства антифризом. Когда в конструкции предусмотрен защитный кожух, то симптомы проявляются в виде потеков в нижней области кожуха.
3. Неисправности или повреждения можно услышать во время работы мотора. Появляются посторонние шумы в виде треска или гула в области установки насоса.
4. На шкале приборов термометр выводит значения, выше предельно допустимых. После этого может часто глохнуть мотор.

Водителя должны всегда настораживать образующиеся после стоянки пятна под машиной в области подкапотного пространства. Чтобы лучше рассмотреть потенциальный участок протечки, рекомендуем открутить крепеж защитной крышки ГРМ. Если обнаруживается избыточная влажность, то рекомендуем провести простые диагностические мероприятия:

• мотор полностью выключаем и ставим машину на ручник;
• удаляем крышку газораспределительного механизма;
• ослабляем натяг ременной передачи на шкиве помпы;
• пробуем прикладывать небольшое усилие к валу, покачивая его в посадочном гнезде вправо/влево.

Ощущаемый люфт вала является одним из главных признаков, после появления которых необходимо озаботиться заменой водяного насоса в автомобиле. Если удалось услышать явные шумы со стороны помпы, то также необходимо провести диагностику вала.

Негативные опасения могут подтвердиться, когда во время езды заглохнет мотор, а в это время на датчике будет критичная температура, например, выше 120 0 С. Это – свидетельство заклинивания вала насоса либо слетевшего ремня, либо разорвавшегося ремня ГРМ. В худшем варианте развития событий дополнительно окажутся согнутыми от поршней клапаны.

Если оборвется ремень генератора, то водитель сможет это опознать по загоревшемуся индикатору на приборной панели, обозначающему отсутствие зарядки АКБ, одновременно станет заметно повышаться температура. Водителю рекомендуем максимально быстро глушить мотор и эвакуировать машину на станцию техобслуживания.

Цвет свечей зажигания — каким должен и может быть?

Типы и конструкция водяных насосов

Все современные автомобильные водяные помпы являются насосами центробежного типа, они нагнетают охлаждающую жидкость в систему с помощью вращающегося многолопастного колеса (крыльчатки). В таком насосе крыльчатка находится в замкнутой полости с двумя патрубками: подводящим над центром крыльчатки и нагнетательным на периферии. Охлаждающая жидкость поступает на среднюю часть крыльчатки и отбрасывается ее лопастями на периферию, приобретает ускорение и через нагнетательный патрубок подается в водяную рубашку двигателя. Так между подводящим и нагнетательным патрубками насоса создается разность давлений, обеспечивающая циркуляцию охлаждающей жидкости по системе.

Обычно насос встраивается в систему охлаждения между выпускным патрубком радиатора и впускным патрубком водяной рубашки двигателя. То есть, через помпу проходит уже охлажденная в радиаторе жидкость, благодаря чему на агрегат снижается тепловая нагрузка и продлевается его ресурс.

Конструкция водяного насоса в общем случае проста. Основу агрегата составляет литой корпус с патрубками (подводящим и нагнетающим), внутри которого на валу расположена крыльчатка. Вал крыльчатки удерживается одним или двумя подшипниками в передней стенке корпуса, вся конструкция уплотняется самоподжимным сальником, препятствующим проникновению охлаждающей жидкости в подшипник и ее утечку из корпуса насоса. Сальник имеет пружину, за счет чего он всегда прижат к корпусу насоса и обеспечивает необходимую степень герметичности. Также внутри может располагаться водоотражатель, препятствующий попаданию воды на подшипники изнутри. Снаружи на валу крыльчатки располагается ступица шкива привода насоса, на который может крепиться и вентилятор. На шкиве или на валу со стороны передней стенки корпуса насоса может располагаться пылеотражатель, препятствующий проникновению пыли в подшипник.

Существующие сегодня помпы отличаются конструкцией крыльчатки и корпуса, способом установки на двигатель, типом привода и наличием/отсутствием привода вентилятора охлаждения радиатора.

В помпах используются крыльчатки двух основных типов:

• Дисковые — крыльчатка конструктивно выполнена в виде плоского диска, на одной поверхности которого расположены прямые или спиральные лопасти;
• Кольцевые — крыльчатка выполнена в виде двух дисков, между которыми расположены прямые или спиральные лопасти.

Наиболее широкое применение находят дисковые крыльчатки с лопастями различных типов. Кольцевые крыльчатки применяются реже вследствие более сложной конструкции и высокой массы. Дисковые крыльчатки могут быть литыми и штампованными, кольцевые — литыми и сварными (собранными из отдельных компонентов).

По конструкции корпуса и способу установки на двигатель жидкостные насосы бывают:

• Интегрированные в блок двигателя;
• Корпусные (автономные).

Насосы первого типа имеют корпус, открытый со стороны крыльчатки — вторую часть корпуса составляет полость в блоке двигателя. Такой насос монтируется непосредственно на двигатель (через прокладку на специально обработанную привалочную поверхность), он занимает мало места и требует выполнения минимального числа соединений, так как нагнетательный патрубок обычно интегрирован в корпус и блок. Именно насосы, интегрированные в блок двигателя, сегодня получили наибольшее распространение.

Насосы второго типа выполнены в виде автономных агрегатов, которые соединяются с системой охлаждения патрубками. Эти насосы тоже устанавливаются на блок двигателя (на привалочную поверхность или на отдельные кронштейны), однако занимают больше места, чем насосы первого типа. В остальном корпусные и интегрированные насосы не имеют принципиальных отличий.

Водяные насосы могут иметь привод двух основных типов:

• Ремнем/цепью ГРМ;
• Ремнем привода вспомогательных агрегатов.

В первом случае на насос устанавливается зубчатый шкив (для зубчатого ремня) или звездочка (для цепи), во втором случае используется шкив для обычного клинового или поликлинового ремня. Сегодня используются все типы приводов, однако наибольшее распространение получили насосы с приводом от ремня ГРМ и поликлинового ремня. На ранних двигателях (особенно дизельных) все еще используются клиноременные передачи с одиночными, спаренными, строенными и счетверенными ремнями.

Наконец, шкив привода водяного насоса может использоваться для установки вентилятора охлаждения. Вентилятор может монтироваться на шкив непосредственно (жестко) или через вязкостную муфту, в первом случае вентилятор работает постоянно (так как насос имеет постоянный привод), во втором случае вентилятор включается в работу только в определенном диапазоне температур.

О чем говорит цвет свечей зажигания