Насос охлаждающей жидкости (помпа) в автомобиле: что это, для чего нужен, устройство, как работает

Виды систем охлаждения

Существует три вида автомобильных систем охлаждения:

воздушные;
жидкостные;
комбинированные.

Воздушные системы — это системы открытого типа. Они отводят тепло от разогретых деталей двигателя направленным потоком воздуха. Жидкостная система относится к закрытому типу. Она отводит тепло с помощью антифриза, непрерывно циркулирующего в охладительной рубашке двигателя. Комбинированные системы объединяют в себе как жидкостный, так и воздушный способ охлаждения. Подавляющее большинство современных легковых автомобилей как дизельных, так и бензиновых, оборудованы жидкостными системами охлаждения. Их используют по двум причинам:

высокая эффективность;
минимальный уровень шума.

Основные элементы жидкостных систем охлаждения автомобилей

Жидкостная система охлаждения любого современного автомобиля состоит из следующих элементов:

охладительная рубашка двигателя;
термостат;
центральный радиатор с вентилятором;
масляный радиатор;
радиатор печки;
бачок расширительный;
охлаждающая помпа.

Охлаждающую помпу можно по праву считать главным элементом автомобильной системы охлаждения. Ведь без этого устройства все остальные части системы просто не смогут функционировать, а любая неисправность агрегата влечёт за собой перегрев мотора и выход его из строя. Поэтому рассмотрим водяную помпу подробнее.

Последствия несвоевременной замены водяного насоса

После того, как были рассмотрены основные вопросы, которые касаются устройства, работы и неисправностей водяного насоса стоит рассмотреть вопрос последствий несвоевременной замены изделия.

Многие автомобилисты после появления свиста или подтекания помпы продолжают ездить в таком неисправном техническом состоянии, при этом, не задумываясь, чем это ожжет грозить. Таким образом, появляются косвенные признаки того, что ситуация подошла к критической отметке.

Например, постоянно работающий вентилятор охлаждения может не только указывать на неработоспособный термостат, а и о недостатке «охлаждайки» в системе, из-за того, что она вытекает из-под шкива.

Итак, рассмотрим, к каким последствиям стоит готовиться автомобилисту при несвоевременном ремонте узла:

Постоянные подтекания жидкости снижают уровень охлаждающей жидкости в системе, что приводит сначала к постоянной работе термостата и доливке жидкости, а затем к перегреву.
В свою очередь, перегрев чреват серьезными последствиями, такими, как повреждением внутренних элементов головки блока цилиндров. Самым страшным вариантом становится прогиб и деформация плоскости ГБЦ, что тянет за собой другие страшные последствия.
Также, постоянные перегревы способствуют тому, что в корпусе головки блока и блока цилиндров появляются трещины, которые достаточно тяжело устранить.
Самым страшным последствием является то, что после деформации ГБЦ охлаждающая жидкость может пойти вовнутрь камер сгорания, а это гидроудар, последствием которого становится полный и бесповоротный капитальный ремонт силового агрегата или замена движка вовсе. Это может серьезно ударить по карману владельца.

На основании выше изложенного, ремонт водяного насоса системы охлаждения стоит проводить вовремя, при обнаружении первых признаков неисправности. Если это не сделать последствия могут стать плачевными для двигателя и владельца транспортного средства.

Назначение помпы

Водяная помпа обеспечивает непрерывную циркуляцию антифриза в охладительной рубашке двигателя внутреннего сгорания. Под давлением, создаваемым помпой, охлаждающая жидкость, разогретая трущимися частями двигателя, поступает в центральный радиатор.

Помпа для ВАЗ 2110, новая, в упаковке

Там она остывает, а затем вновь уходит в охладительную рубашку. Если этот круговорот антифриза прервётся всего на 5 минут, двигатель обязательно перегреется. В сущности, водяная помпа — это обычный центробежный насос, который создаёт избыточное давление с помощью стальной крыльчатки, вращающейся с огромной скоростью.

Назначение и расположение элемента

Охлаждающая жидкость неспособна циркулировать через радиатор и водяную рубашку двигателя самостоятельно. Чтобы побудить ее к движению, в системе задействовано перекачивающее устройство – помпа, чье рабочее колесо (крыльчатка) вращается ременным приводом от коленчатого вала. В зависимости от конструкции автомобиля насос располагается в таких местах:

В переднеприводных авто элемент находится на правом торце двигателя (если смотреть по ходу движения). Поскольку помпа входит в состав ременного привода ГРМ, защищенного крышкой, увидеть ее снаружи нельзя.
На машинах, оснащенных задним приводом, насос находится на передней части силового агрегата и приводится в действие ремнем газораспределительного механизма или привода генератора.

Помпа, встроенная в конструкцию двигателя,нужна для эффективного охлаждения блока и головки цилиндров за счет создания принудительной циркуляции. Благодаря ей поток антифриза проходит через 2 радиатора – основной и салонный, где отдает львиную долю теплоты.

Конструкция водяной помпы

Охлаждающие помпы, установленные на подавляющем большинстве легковых автомобилей, имеют сходную конструкцию. Есть корпус помпы, в нём находится центральный вал, на котором крепится стальная крыльчатка. Вал подвешен на двух подшипниках, рядом с которыми находится сальник, предотвращающий вытекание охлаждающей жидкости из корпуса. В крышке корпуса имеется отверстие. Через это отверстие конец центрального вала выводится наружу, где на него устанавливается зубчатый шкив. На этот шкив надевается ремень ГРМ, который и обеспечивает вращение вала с крыльчаткой.

Большинство водяных помп на современных автомобилях имеют схожую конструкцию

Однако далеко не на всех легковых автомобилях вал водяной помпы вращается ремнём ГРМ. На некоторых двигателях помпа может быть оборудована собственным приводом. Но такая конструкция постепенно уходит в прошлое, а автопроизводители всё чаще отдают предпочтение единому ремню ГРМ, вращающему как распредвал, так и вал водяной помпы. Потому что такая конструкция проще, а главное — дешевле.

Признаки неисправности помпы

В процессе эксплуатации авто водяной насос изнашивается естественным образом. Наибольшую нагрузку испытывают 2 детали – подшипник и сальник, они чаще всего и выходят из строя. Крыльчатка и шкив ломается значительно реже. Неполадки проявляются так:

На месте постоянной дислокации автомобиля возникают пятна антифриза.
Охлаждающей жидкостью забрызгана торцевая стенка мотора и близлежащие агрегаты. Если механизм защищен кожухом, становятся заметны потеки тосола в нижней части.
На работающем двигателе слышен гул или треск со стороны помпы.
Силовой агрегат глохнет на ходу, температура охлаждающей жидкости подскакивает до максимума.

Возникающие под машиной пятна всегда должны настораживать водителя. Если в подкапотном пространстве сухо, а на асфальте заметна протечка, снимите защитную крышку газораспределительного механизма. Обнаружив в районе помпы сырость, выполните простую диагностику: ослабьте приводной ремень и покачайте рукой шкив перекачивающего устройства. Заметный люфт вала – явный признак, что пора менять насос системы охлаждения двигателя.

Если вам удалось уловить шум, издаваемый разбитым подшипником помпы, немедленно диагностируйте его на предмет люфта. Способ проверки идентичен: следует добраться до шкива, ослабить натяжение ременной передачи и покачать его рукой.

Когда мотор заглох в процессе движения, а датчик показывает температуру более 120 °С, значит, худшее уже случилось. Вал насоса заклинил, а ремень ГРМ порвался либо соскочил. Остается надеяться, что клапаны двигателя не встретились с поршнями и не загнулись.

При обрыве ремня привода генератора мотор не заглохнет, но включится индикатор зарядки аккумуляторной батареи, а температура неизбежно подскочит (ведь насос перестал качать жидкость). Сразу выключайте двигатель и принимайте меры по эвакуации автомобиля в гараж или на автосервис.

Включение и выключение помпы

Поскольку помпа через ремень ГРМ связана с распределительным валом, она начинает вращаться одновременно с ним, то есть сразу после запуска мотора. Останавливается помпа тоже одновременно с мотором

Особенности работы дополнительных водяных помп

Важно отметить, что приведённое выше правило не распространяется на дополнительные водяные помпы, которые водители ставят на машины самостоятельно (обычно это делается для того, чтобы улучшить работу отопителя).

Помпы от фирмы BOSCH ставят для улучшения обогрева салона авто

Дополнительная помпа может включаться и выключаться тогда, когда этого захочет водитель, потому что она практически всегда оборудована специальным реле с кнопкой выключения.

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:

Жидкость, находящаяся в нижнем бачке радиатора, через канал в центре корпуса жидкостного насоса проходит внутрь помпы.
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.
Через отверстие этой трубки охлаждающая жидкость первым делом окажется в патрубках около разогретых выпускных клапанов.

Указанная схема движения жидкости в такой последовательности обеспечивает немедленное и первоочередное охлаждение именно тех деталей силового агрегата, которые максимально нагреваются. Далее жидкость следует по рубашке двигателя, охлаждая остальные теплонагруженные элементы мотора.

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.

Отключаемая помпа

Стоит отметить некоторые центробежные насосы охлаждающей жидкости, которые являются устройствами отключаемого типа и устанавливаются на отдельных моделях двигателей, среди них встречаются моторы с турбиной. Такие отключаемые насосы способны обеспечить максимально быстрый прогрев двигателя при холодном запуске. Добиться результата становится возможным благодаря тому, что происходит отключение циркуляции охлаждающей жидкости в рубашке двигателя до того момента, пока температура силового агрегата не достигает отметки в 30°С. Сама охлаждающая жидкость находится в двигателе постоянно, но без движения. Это позволяет мотору и жидкости в нем прогреваться намного быстрее, что очень актуально в условиях эксплуатации двигателя при низких температурах. Еще одним плюсом использования отключаемой помпы является снижение нагрузок на холодный мотор при прогреве, что ведет к увеличению его ресурса и снижению расхода горючего.

Подача охлаждающей жидкости в таких насосах прерывается с помощью заслонки, которая является кольцевой диафрагмой. Именно она перекрывает канал подачи жидкости из помпы. Примечательно то, что крыльчатка в насосе продолжает вращение. Указанная диафрагма соединяется с мембраной при помощи специальных рычагов. Мембрана перемещается тогда, когда на неё начинает действовать разрежение. Предназначенный для этого канал соединяет пространство перед диафрагмой с впускным коллектором, который и является источником вакуума.

Такая вакуумная магистраль перекрыта регулировочным клапаном, который включен в общую систему управления двигателем. Когда клапан открывается, на мембрану начинает воздействовать разрежение и она перемещается, тем самым нейтрализуя эффект от работы вращающейся крыльчатки жидкостного центробежного насоса. Если происходит закрытие клапана, мембрана вернется в исходное положение под действием пружины, а диафрагма освободит рабочее колесо и насос начнет работать по обычному принципу.