Водяной насос (помпа) обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения автомобильного двигателя. Водяной насос получил применение на заре автомобильной эры и с тех пор неизменно выполняет важнейшую функцию в поддержании температурного баланса автомобильных двигателей. История водяных насосов в автомобилях: 1885 г. — появление первых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Охлаждение двигателя воздушное, жидкостное охлаждение не применяется; 1900 г. — появление жидкостного охлаждения двигателя. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит «самотеком» — нагревшись, горячая жидкость поднимается вверх, а холодная поступает к цилиндрам двигателя; 1910 г. — жидкостная система охлаждения становится «принудительной». Циркуляция охлаждающей жидкости обеспечивается водяным насосом. Конструктивно водяной насос представляет собой относительно простое изделие, состоящее из пяти частей — корпуса, в котором запрессован подшипник, сальника, защищающего подшипник от охлаждающей жидкости, крыльчатки и шкива. Детали водяного насоса: — корпус (является «основой» всей конструкции) — подшипник (запрессовывается внутрь корпуса; на него «насаживаются» крыльчатка и шкив) — сальник (герметизирует подшипник от жидкости) — крыльчатка (обеспечивает подачу жидкости) — шкив (через него обеспечивается вращение помпы) Простой фланец. В качестве примера — помпа LWP 0823 для Hyundai Elantra XD Рассмотрим детали водяного насоса по отдельности. Корпус водяного насоса Широко применяются два вида материала — чугун и алюминий. Алюминий является более современным материалом и позволяет создавать корпуса сложных форм с четким соблюдением размеров, благодаря чему появляется возможность установки подшипника «внатяг», и не применять винт, фиксирующий подшипник от проворота. Чугунные корпуса помп применяются, как правило, на большегрузных автомобилях — там, где обороты двигателя невелики, но требуется большой срок службы детали. Для справки: существуют эксперименты с использованием пластикового корпуса для водяных насосов, но практического применения пластик не получил. Часто корпуса современных помп принимают очень вычурные формы. Другая современная тенденция — корпус помпы становится частью блока цилиндров. «Ременной» шкив. В качестве примера — помпа LWP 1425 для Renault Koleos Подшипник Как правило, используется два радиальных подшипника, между которыми размещена смазка. Устаревшая конструкция — два шариковых подшипника открытого типа располагаются отдельно на одном валу и фиксируются от проворота винтами; предусматривается возможность дополнительно запрессовывать смазку между подшипниками, для чего на корпусе помпы располагается пресс-масленка. Современная конструкция — двухрядный шариковый или шарико-роликовый подшипник закрытого типа, жестко запрессованный в корпусе помпы; в таком подшипнике используется высокотемпературная пластичная смазка, которая не требует замены весь срок службы подшипника и помпы. «Зубчатый» шкив — привод от ремня ГРМ. В качестве примера — помпа LWP 0558 для Daewoo Matiz Сальник (уплотнительный элемент) Предназначен для герметизации подшипника и предохранения его от попадания жидкости. Является важнейшей деталью водяного насоса — в силу «динамического характера» эксплуатации помпы уплотнительный элемент непрерывно испытывает серьезную нагрузку. Современный сальник представляет собой два керамических элемента типа «плоский золотник», прижатые пружинами друг к другу. «Зубчатый» шкив — привод от цепи ГРМ. В качестве примера — помпа LWP 1435 для Nissan Teana Шкив В зависимости от типа привод может быть «ременным» (привод от «простого» ремня) и «зубчатым» (привод от зубчатого ремня ГРМ либо от цепи ГРМ). «Ременной» привод часто делается съемным — в этом случае на валу помпы запрессовывается фланец, на котором впоследствии устанавливается приводной шкив. В современных двигателях получают постепенное распространение в качестве шкива электромагнитные муфты, которые позволяют регулировать скорость вращения помпы (либо даже «отключать» водяной насос). Электромагнитная муфта. В качестве примера — помпа LWP 18C4 для Volkswagen Golf VI Шкив также опосредованно влияет на производительность водяного насоса — ведь подача жидкости зависит от скорости вращения вала, и, изменяя диаметр шкива, можно увеличить (или уменьшить) соотношение скорости коленчатого вала (от которого осуществляется привод помпы) и вала помпы. Однако здесь нужно помнить, что зависимость производительности от скорости вращения вала помпы имеет «параболический» характер — производительность растет по мере увеличения скорости вращения, но при достижении определенных оборотов начинает снижаться. Конструкторы подбирают такой диаметр шкива, чтобы обеспечить оптимальную производительность помпы на конкретных оборотах двигателя. Основное же значение в плане обеспечения производительности помпы имеет крыльчатка. Крыльчатка Является основным «исполнительным механизмом» водяной помпы, отвечающим за ее производительность. Расходные характеристики водяного насоса зависят от следующих параметров крыльчатки: 1. Диаметр. 2. Расстояние от крыльчатки до «ответной части» («крышки») помпы. 3. Форма лопастей (должны быть «гидравлически правильными»). 4. Толщина лопастей (чем тоньше лопасти, тем больше объем «захватываемой» жидкости). 5. Чистота поверхности лопастей (на шершавой поверхности может возникнуть «волновой эффект»). В стремлении создать «идеальную» крыльчатку конструкторы применяют различные материалы, которые имеют как достоинства, так и недостатки. Остановимся подробнее на наиболее распространенных материалах, из которых изготавливаются крыльчатки водяных насосов. Чугун В качестве примера — помпа LWP 0101 для ВАЗ 2101–2107 Применяется в крыльчатках с самых первых водяных насосов. Используется до сих пор, однако постепенно заканчивает свою «карьеру». Изготовление чугунной крыльчатки не требует высоких технологий; чугун обладает высокой коррозионной стойкостью. Однако чугун имеет шероховатую поверхность и неоднородную структуру; кроме того, у чугуна есть определенные пределы по приданию формы. Лопасти чугунной крыльчатки по определению будут толще, чем лопасти из других материалов. Пластмасса В качестве примера — помпа LWP 0226 для Иж Ода (единственная помпа с пластмассовой крыльчаткой, выпускаемая LUZAR) Относительно современный материал. Отличные «формовочные» свойства и гладкость поверхности; тонкие лопасти. Недостаток — слабая коррозионная стойкость. Сейчас практически не используется. Алюминий В качестве примера — помпа LWP 0190 для Лады Гранты Занимает «среднее» положение между чугуном и пластиком и имеет достоинства и чугуна, и пластмассы. Хорошие свойства по «формованию», хорошая гладкость поверхности; достаточно тонкие лопатки; высокая коррозионная стойкость. Листовая сталь В качестве примера — помпа LWP 0822 для Hyundai Solaris Великолепная «зеркальная» гладкость поверхности, самые тонкие лопасти, высокая стойкость к коррозии. Недостаток — в связи со свойствами материала лопасти такой крыльчатки нельзя сделать закругленными. На сегодняшний день наиболее распространенный материал для крыльчаток водяных насосов. Полифениленсульфид (PPS, «керамический пластик») В качестве примера — помпа LWP 0982 для Renault Duster Не путайте с обычной пластмассой! Полифениленсульфид обладает поистине безграничными возможностями — суперкоррозионная стойкость (не боится ни одного из известных растворителей) и суперлитьевые свойства. Единственный недостаток — конструкционная сложность, которая обуславливает высокую стоимость. Также в крыльчатках — редко — применяются и довольно экзотические материалы. Например, при небольших объемах выпуска — когда нецелесообразно инвестировать в литьевую форму — используются точеные стальные крыльчатки. Существуют варианты покрытия крыльчатки «глазурью», которая позволяет убрать шероховатости поверхности, однако в связи с низкой надежностью такого покрытия крыльчатки по такой технологии производятся только экспериментально. Вылет крыльчатки В завершение необходимо упомянуть важнейший параметр водяного насоса — так называемый «вылет крыльчатки», а именно расстояние от лопастей до ответной части помпы. Производительность помпы находится в обратной кубической (!) зависимости от этого расстояния — чем ближе лопасти, тем выше подача. Очевидно, что обеспечение минимального расстояния между лопастями и ответной частью помпы — это очень сложный процесс. Именно здесь и проявляются качественные особенности того или иного производителя. Например, LUZAR контролирует данный параметр на 100% выпускаемых водяных насосах. Также здесь важно не допустить дисбаланса крыльчатки при запрессовке ее на вал. В результате данной статьи мы постарались показать водяной насос как сложное технико-технологическое изделие. Будьте внимательны при выборе помпы определенного производителя. Руководствуйтесь приведенной информацией, и Вы сможете выбрать действительно эффективное и работоспособное изделие. Автор: Петр Нечипоренко http://www.zr.ru/content/articles/847799-vodyanye-nasosy-v-avtomobile-kakoj-vybrat/