Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что охлаждает двигатели насосов

Охлаждение промышленных электродвигателей

Нагрев любой электрической машины обусловлен преобразованием части электроэнергии в тепловую, трением отдельных конструктивных элементов, величиной нагрузки на валу. Учитывая то, что обмотки большинства промышленных электродвигателей могут работать при температуре, не превышающей 90-95 градусов, становится актуальным вопрос выбора эффективных систем охлаждения.

На практике применяют несколько конструктивных решений, способных обеспечить снижение температуры ЭД различных типов до нормируемых значений. Наибольшее распространение в промышленных электродвигателях средней и большой мощности получили следующие варианты.

Устройство центробежного насоса

Помпа зачастую устанавливается в передней части бензинового и дизельного силового агрегата. Решение оснащается двумя типами привода. Механический привод наиболее распространен. Механизм устроен так, что усилие передается от коленвала или распределительного вала силовой установки. Для этого используется ременная передача. Электрический тип привода основан на использовании электродвигателя, который дополнительно имеет собственную систему управления. Помпа системы охлаждения имеет ряд конструктивных элементов:

  • корпус;
  • вал;
  • подшипник;
  • рабочее колесо (крыльчатка);
  • сальник насосной камеры;
  • прокладка;

Насос охлаждающей жидкости является насосом центробежного типа. В процессе работы помпа способна создать давление в системе охлаждения на приблизительной отметке около 1-й атмосферы. Такого давления вполне достаточно для того, чтобы точка кипения антифриза в системе сдвинулась вверх на 20 градусов по Цельсию.

Конструктивно насос ОЖ состоит из рабочего колеса, которое закреплено на валу со шкивом. Данное колесо может также иметь название «крыльчатка». Вся конструкция заключена в отдельном корпусе. Корпус помпы изготавливают из чугуна, а также можно встретить изделия из литого алюминия или магниевых сплавов. Встречаются и более удешевленные версии, когда отдельные элементы насоса изготовлены из пластмассы. В корпусе помпы имеются особые каналы, по которым реализован подвода и отвод охлаждающей жидкости к крыльчатке.

Корпус насоса жестко фиксируется на блоке цилиндров двигателя, а между блоком ДВС и корпусом помпы размещается специальная уплотнительная прокладка. Стоит понимать, что важную роль в работе помпы играет качественная герметизация насоса и наилучшее уплотнение. Именно указанная уплотнительная прокладка не позволяет вытекать охлаждающей жидкости из насоса в том месте, где помпа соединяется с рубашкой охлаждения двигателя. Там, где вал выходит из корпуса насоса, дополнительно установлен сальник помпы. Данные решения надежно герметизируют устройство и уплотняют стык корпуса насоса и блока, тем самым эффективно предотвращается утечка охлаждающей жидкости из корпуса.

За принудительную циркуляцию жидкости в системе отвечает рабочее колесо в корпусе насоса. Колесо выполнено так, что имеет специальные лопасти особой формы. Именно по этой причине колесо называют крыльчаткой, которая закрепляется на валу привода.

Приводной вал фиксируется в корпусе на подшипниках, которые отвечают за вращение вала. На противоположной стороне приводного вала установлен приводной шкив, который приводится в действие механическим способом от двигателя или отдельным электромотором.

Устройство водяного насоса

Насос системы охлаждения имеет достаточно простую конструкцию с минимумом деталей: на валу, закрепленном на двух подшипниках, расположена металлическая или пластиковая крыльчатка, перекачивающая антифриз по кругу. Для герметизации соединения вала и рабочей камеры используется сальник, а для уплотнения стыков патрубков – прокладки из специальной резины. Вся конструкция заключена в прочный металлический корпус из алюминия или чугуна, устойчивый к вибрации и перепадам температур.

Вал насоса приводится в действие от коленвала двигателя через шкив, то есть механическим способом. Таким образом, водяная помпа начинает работать одновременно с двигателем, и чем выше скорость автомобиля (больше обороты вала), тем активней идет движение антифриза в системе.

Устанавливается насос на корпусе двигателя на специальную прокладку, гасящую вибрацию при работе механизмов.

Слабыми местами водяной помпы можно считать детали, подверженные трению и нагрузкам: сальник и подшипники. Как правило, поломка насоса связана именно с ними.

Чаще всего выходит из строя сальник: из-за его износа охлаждающая жидкость попадает на подшипники и смывает с них смазку, после чего они приходят в негодность.

Принципиальная схема торцевого сальника:
1. Вращающееся кольцо. 2. Стационарное кольцо.
3. Уплотнительная манжета. 4. Прижимная пружина.

Пружина в сальнике выполняет функцию подстройки: благодаря ей трущиеся кольца плотно прижаты друг к другу, независимо от степени износа.

Ресурс водяной помпы составляет от 60 до 160 тыс. км (а в некоторых случаях и больше), а выход из строя обусловлен механическим износом.

Регламента замены помпы нет, но чаще всего ее меняют одновременно с каждой второй заменой ремня ГРМ, и тогда же делают профилактическую проверку ремней генератора.

Как правило, водяной насос не ремонтируют: подгонка деталей настолько точная, что разборка и сборка технически нецелесообразны. Поэтому при поломке легче и быстрей поставить новый насос, чем делать трудоемкий и ненадежный ремонт.

Насос системы охлаждения двигателя (помпы): устройство виды и принцип работы,фото

Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос, или помпа. Он может иметь механический или электрический тип привода. Если помпа неисправна, вся система охлаждения будет находиться в нерабочем состоянии, что приведет к перегреву двигателя.

Устройство центробежного насоса

Помпа зачастую устанавливается в передней части бензинового и дизельного силового агрегата. Решение оснащается двумя типами привода. Механический привод наиболее распространен. Механизм устроен так, что усилие передается от коленвала или распределительного вала силовой установки. Для этого используется ременная передача. Электрический тип привода основан на использовании электродвигателя, который дополнительно имеет собственную систему управления. Помпа системы охлаждения имеет ряд конструктивных элементов:

  • корпус;
  • вал;
  • подшипник;
  • рабочее колесо (крыльчатка);
  • сальник насосной камеры;
  • прокладка;
Читать еще:  W124 что залить в двигатель

Насос охлаждающей жидкости является насосом центробежного типа. В процессе работы помпа способна создать давление в системе охлаждения на приблизительной отметке около 1-й атмосферы. Такого давления вполне достаточно для того, чтобы точка кипения антифриза в системе сдвинулась вверх на 20 градусов по Цельсию.

Конструктивно насос ОЖ состоит из рабочего колеса, которое закреплено на валу со шкивом. Данное колесо может также иметь название «крыльчатка». Вся конструкция заключена в отдельном корпусе. Корпус помпы изготавливают из чугуна, а также можно встретить изделия из литого алюминия или магниевых сплавов. Встречаются и более удешевленные версии, когда отдельные элементы насоса изготовлены из пластмассы. В корпусе помпы имеются особые каналы, по которым реализован подвода и отвод охлаждающей жидкости к крыльчатке.

Корпус насоса жестко фиксируется на блоке цилиндров двигателя, а между блоком ДВС и корпусом помпы размещается специальная уплотнительная прокладка. Стоит понимать, что важную роль в работе помпы играет качественная герметизация насоса и наилучшее уплотнение. Именно указанная уплотнительная прокладка не позволяет вытекать охлаждающей жидкости из насоса в том месте, где помпа соединяется с рубашкой охлаждения двигателя. Там, где вал выходит из корпуса насоса, дополнительно установлен сальник помпы. Данные решения надежно герметизируют устройство и уплотняют стык корпуса насоса и блока, тем самым эффективно предотвращается утечка охлаждающей жидкости из корпуса.

Приводной вал фиксируется в корпусе на подшипниках, которые отвечают за вращение вала. На противоположной стороне приводного вала установлен приводной шкив, который приводится в действие механическим способом от двигателя или отдельным электромотором.

Принцип работы помпы охлаждения двигателя

Главной задачей насоса системы охлаждения является создание избыточного давления для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в контурах. С практической стороны это ускоряет процесс теплообмена между узлами двигателя и охлаждающей жидкостью.

При запуске двигателя автомобиля привод насоса через ременную передачу и вал передает вращательное движение рабочему колесу. В этот момент на входе (всасывающем патрубке) создается разрежение, способствующее всасыванию жидкости в помпу. Жидкость при этом находится в охлажденном состоянии, так как поступает из радиатора системы охлаждения.

Виды насосов охлаждающей системы

Виды насосов системы охлаждения Используемые в современном автомобилестроении насосы охлаждающей жидкости не имеют принципиальных конструктивных отличий. Но они могут разделяться в зависимости от типа привода, назначения и конструкции корпуса. Привод насоса может осуществляться двумя способами: Механический — вал помпы соединен при помощи ременной передачи с коленвалом или распредвалом мотора. В этом случае она приводится в движение синхронно с запуском двигателя. Электрический — в такой схеме вал насоса приводится в движение дополнительным электродвигателем, работа которого контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ).

По назначению помпа автомобильного двигателя может быть: Основной. Такой насос выполняет непосредственную перекачку жидкости в системе охлаждения. Дополнительной. Устанавливается не на всех автомобилях и может предназначаться для вспомогательного охлаждения в регионах с очень жарким климатом, снижения температуры отработавших газов, охлаждения турбонагнетателя в моторах с турбонаддувом, дополнительного охлаждения двигателя после остановки. В отличие от основного насоса, дополнительный приводится в работу индивидуальным электродвигателем. HP Neverstop Laser promo.dns-shop.ru Купить Сроки эксплуатации насоса для перекачки охлаждающей жидкости зависят от типа конструкции его корпуса. По этому параметру различают: Разборные. Этот тип применяется в старых и отечественных автомобилях.

Такая конструкция позволяет выполнить ремонт и промывку помпы. Неразборные. В большинстве стран помпа двигателя считается недорогой расходной запчастью, а потому многие производители перешли к изготовлению неразборных насосов. Их необходимо полностью заменять каждые 60 тысяч километров пробега автомобиля. При установке нового насоса обязательно выполняется замена приводного ремня. Помимо описанных выше конструкций, также существуют отключаемые насосы. Они позволяют отключать поступление охлаждающей жидкости, пока она не прогреется до температуры 30°С. Это позволяет обеспечить более быстрый прогрев двигателя и улучшить показатели расхода топлива.

Основные неисправности

Неисправный водяной насос может принести немало бед для владельца своего автомобиля, поскольку нарушается система циркуляции охлаждающей жидкости, что ведет к перегреву мотора. Таким образом, нужно знать и понимать, как определить неисправность помпы, а также вовремя заменить деталь.

Стоит отметить, что большинство современных автомобилей оснащены неразборными помпами. Поскольку стоимость детали низкая, и нет смысла проводить переборку элемента. В таких странах, как США и Германия, такой элемент, как водяной насос системы охлаждения считается расходным материалом.

Итак, как распознать неисправность водяного насоса:

  • При запуске двигателя на холодную слышен глухой звук с подкапотного пространства. Стоит отметить, что это может быть связано с другими неисправностями, такими как генератор или приводной ремень.
  • Из-под шкива помпы видны подтеки охлаждающей жидкости. Это означает, что появился люфт между валом и корпусом, или износился резиновый уплотнитель.
  • При проведении диагностики слышен люфт подшипника водяного насоса, но не видно подтеков охлаждающей жидкости. В данном случае, если помпа разборная достаточно заменить подшипник, если нет — придется менять весь элемент.

Методы устранения неисправностей

Устранение поломки водяного насоса зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Так, если водяной насос разборной (для старых моделей автомобилей), есть возможность его перебрать, а вот для неразборных придется менять элемент в сборе.

Ремонт разборной помпы

Ремонт разборного водяного насоса стоит доверить профессионалам, поскольку они знают допустимые зазоры между валом и корпусом, а также могут определить ремонтнопригодность элемента. Так, если было решено, что насос пригодный для ремонта, необходимо провести следующие действия:

  1. Снимаем ремень со шкива насоса.
  2. Демонтируем сам шкив (обычно закреплен на 3 или 4 болтах).
  3. Откручиваем корпус и снимаем помпу в сборе.
  4. С внутренней части демонтируем крыльчатку и стопорные кольца вала.
  5. Проводим выпрессовку приводного вала.
  6. Выпрессуем подшипник, который наверняка остался в корпусе.
  7. Теперь необходимо заменить детали, которые были изношены.
  8. Сборка проводится в обратном порядке.
Читать еще:  Что такое момент двигателя термин

Конечно, для каждой модели автомобиля этот процесс будет проводиться по-разному, все зависит от конструктивных особенностей транспортного средства и силового агрегата.

Замена неразборного водяного насоса

Процесс замены неразборного водяного насоса достаточно типичный для всех автомобилей. Так, нет необходимости снимать шкив, поскольку он идет в сборе. Итак, рассмотрим, последовательность действий направленные на замену помпы:

  1. Снимаем приводной ремень со шкива водяного насоса.
  2. Откручиваем болты крепления корпуса от блока цилиндров.
  3. Вынимаем водяной насос.
  4. Сборку проводим в обратном порядке.

Стоит отметить, что большинство автомобилистов не знают, что между водяным насосом и корпусом двигателя есть прокладка, которая в комплекте с новой деталью зачастую не идет и ее необходимо покупать отдельно.

Зачем нужен дополнительный насос

Недостатком данной системы является то, что помпа работает до тех пор, пока двигатель остается включенным,но если после его выключения мотор останется перегретым, то это может привести к его поломке. Следовательно, машину нельзя будет завести.
Именно для того, чтобы решить данную проблему, и необходим дополнительный насос. Он обладает электрическим приводом.

Преимущества такого насоса очевидны:

  • ​ Он не работает, пока двигатель включен.
  • ​ Тосол циркулирует в системе даже после того, как мотор был заглушен.

Примечание: это приводит к тому, что перегревание двигателя удается устранить. Однако нужно следить за тем, чтобы в системе всегда было достаточное количество антифриза.

  • ​ Он работает до тех пор, пока температура не понизится до оптимального значения.
  • ​ Его работа способствует включению вентилятора (если это нужно), который работает за счет электрического привода.

Примечание: это явление чаще всего наблюдается именно летом, когда автомобиль перегревается с максимальной силой.

Ваз 21093 охлаждение

Можно выделить такие признаки неисправности помпы:

  • ​ Наблюдается повышенный шум во время циркуляции охлаждающей жидкости.
  • ​ Повышение температуры в системе.
  • ​ Тосол вытекает.

Примечание: причин утечки антифриза есть очень много, поэтому это не всегда говорит о плохом состоянии помпы. Возможно, повреждена какая-нибудь другая деталь системы.

  • ​ Заклинивание помпы. При этом также издается скрежет, шуршание, шум.

Если помпа сломана, то отремонтировать ее уже нельзя. Единственное, что остается – это заменить насос.

Езда при неисправной помпе

Ездить с неисправной помпой нельзя. Если водитель не хочет заниматься капитальным ремонтом своего автомобиля (причём далеко не факт, что этот ремонт будет удачным), то единственный способ перемещения для него — взять неисправный автомобиль на буксир и без запуска двигателя доставить его в ближайший сервисный центр или в гараж для ремонта. Итак, водяная помпа является очень важным агрегатом, шутить с которым категорически не рекомендуется. К счастью, на большинстве автомобилей помпу можно заменить своими руками, причём справиться с этой задачей под силу даже начинающему водителю. Возможно, у новичка на это уйдёт больше времени, чем у профессионала. Но при этом он получит бесценный опыт и сэкономит деньги.

Топливный насос высокого давления (ТНВД): что это такое и для чего он нужен,виды,фото

Керамические колодки: плюсы и минусы,какие выбрать,отзывы,фото

ЭГУР Servotronic: что это такое и как он работает?

Топливная система common rail: что это и как работает,виды

Отключаемый насос

На сегодняшний день есть такой тип насосов, которые называют отключающимися. Они устанавливаются на некоторых моделях машин марки Volkswagen. Суть данного устройство в том, что он, к примеру, не сразу включается в работу. Из-за этого в холодное время года можно гораздо быстрее прогреть двигатель. Это не только сэкономит время, но еще и сэкономит топливо. Для того чтобы прекратить подачу жидкости в систему, используется кольцевая диафрагма или, другими словами, заслонка. Когда путь для жидкости перекрывается, крыльчатка не перестает вращаться.

Мы каждый день узнаем о насоса что-нибудь новенькое, такое, о чем мы раньше, по многим причинам, и не задумывались. У нас есть насос, он прекрасно качает воду из источника, которой хватает на полив сада-огорода и пользование ею всеми членами семьи и на работу всей бытовой техники. Зачем нам знать еще больше об этом удивительном агрегате?

Мы даже знаем сейчас, что каждый, в принципе, бытовой насос, в зависимости от его конструкции, можно использовать, как в качестве перекачивающего устройства, придав ему механическую энергию внешнего привода, так и в качестве двигателя, через который можно получить дополнительную энергию. Например, раскручивая ротор электродвигателя насоса струей поступающей жидкости, можно, при некотором изменении конструкции, получить источник электроэнергии в доме.

Если взять более простые конструкции, то можно привести пример водяной мельницы, где двигателем и своеобразным механическим насосом можно рассматривать ее водное колесо. Многие, если не сказать, большинство гидронасосов имею возможность обратного применения.

Но сейчас речь пойдет совсем о другом. Мы поговорим о стандартном применении гидронасосов и источниках энергии для них, которые применяются в бытовых и промышленных агрегатах перекачки воды. Мы будем говорить о самом выгодном виде механических двигателей для насосов – электродвигателях, которые имеют самое широкое распространение в насосах, как бытовых, так и во всех отраслях промышленности.

Асинхронный электродвигатель. Плюсы и минусы применения. Конструкции типов

Положительные стороны от применения электродвигателей в работе насосов видны с первого раза: это частые включения (повторные пуски) двигателей в работу в зависимости от водных параметров в магистрали, малое энергопотребление, простота конструкций и выгодность производства, динамичность и малые размеры электродвигателей и многое другое.

Читать еще:  Бензиновый двигатель зил 131 характеристики

Мы разберем самый «выгодный» в производстве и простой в бытовом применении асинхронный электродвигатель (индукционный двигатель), как электрическую машину переменного тока с частотой вращения ротора меньшим по сравнению с частотой магнитного поля, которое создается токами в обмотке статора:

Он прост в изготовлении;

Имеет относительно низкую цену;

Надежен и неприхотлив при работе;

Энерго- и эксплуатационно малозатратен;

Имеет простой доступ к подключению в домашнюю электросеть без дополнительных преобразующих устройств;

Нет необходимости регулировать частоту вращения ротора.

Но при этом такие электромашины с асинхронным (индукционным) двигателем:

Имеют низкий по силе пусковой момент;

Большую величину пускового тока;

Мощность с низким коэффициентом;

Сложности с регулировкой скоростных характеристик ротора и отсутствие необходимой точности вращения;

Скоростные характеристики вращения ротора ограничиваются частотными показателями сети (бытовая сеть имеет частоту в 50 Гц – двигатель может максимально развить обороты не более 3000 в минуту);

Огромная (в квадрате) связь электромагнитного поля на статоре с напряжением в сети – при любом изменении напряжения в 2 раза, вращающий момент двигателя измениться в 4 раза, что намного хуже таких же показаний в электродвигателях на постоянном токе.

Для людей далеких от всяких технических конструкций проведем легкий «ликбез»:

Асинхронный электродвигатель имеет в своей конструкции статор (часть электромотора, которая находится в неподвижном, стабильном положении) и ротор (часть, которая вращается при подключении двигателя к сети), они разделены воздушным зазором и не соприкасаются между собой;

Статорная обмотка является многофазной (3-хфазной), с проводниками равноудаленными один от другого на 120 градусов относительно оси вращения;

Магнитное поле возникает в магнитопроводе статора, который меняет полярность под воздействием частоты тока проходящего по обмотке. Магнитопровод представляет собой пластины из электротехнической стали, собранных методом шихтовки в общий блок;

Роторы в асинхронном двигателе могут быть конструктивно 2-х типов: короткозамкнутый и фазный. Их единственное различие – это исполнение обмотки на роторе, при аналогичном магнитопроводе как у статора.

Короткозамкнутый ротор имеющий обмотку в виде «беличьего колеса» по аналогии конструкции, собирается из алюминиевых (иногда из меди или латуни) стержневых проводников, которые замкнуты с 2-мя торцевыми кольцами, проходя через специальные пазы в сердечнике ротора.

У такого типа обмоток ротора при нерегулируемом пуске образуется не очень большой по величине пусковой момент, но требующий больших величин тока. Сейчас применяют в основном роторы с глубокими пазами для стержней, что позволяет увеличить сопротивление в обмотке и уменьшить величину пускового тока. Из-за таких недостатков раньше мало применяли короткозамкнутую схему обмотки ротора, но теперь при развитии линии частотных преобразователей многие фирмы достигли эффекта плавного пуска электродвигателей, регулируя наращивание частоты пускового тока.

Так появились электромашины с короткозамкнутой схемой ротора со ступенчатым регулированием скорости вращения вала, появились многоскоростные электродвигатели с изменением числа пар полюсов в обмотке статора.

Разновидностью асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором считаются двигатели с массивными роторами, где эта деталь механизма изготовлена полностью из ферромагнитного материала (стальной цилиндр) – это одновременно и магнитопровод и обмотка-проводник. Вращение ротора здесь происходит за счет создания индукции магнитного поля ротора, во взаимодействии с вихревыми токами магнитного потока статора. Такие конструкции намного проще изготавливать, следовательно они обходятся дешевле в производстве, имеют большую механическую прочность, что очень необходимо для машин с большой скоростью вращения и они имеют более высокую величину пускового момента.

Принцип работы асинхронного электродвигателя с фазовым ротором

Асинхронные электродвигатели с фазовым ротором допускают плавное регулирование скорости вращения вала ротора в широком диапазоне. Фазный ротор содержит в своей конструкции многофазную (3-хфазную) обмотку, выведенную на 2 контактных кольца, которые соединены с ротором единой конструкцией. Соединение с регулированной по величине напряжения электросетью происходит за счет графитовых или металлографитовых щеток, соприкасаемых с кольцами в единую цепь с обмотками ротора.

В конструкцию управления работой ротора входят так же:

Пускорегулирующий реостат, как активное сопротивление к каждой фазе;

Дроссели индуктивности каждой фазы роторного узла, что, в конечном итоге, позволяет уменьшить пусковые токи и держит их на постоянном уровне;

Дополнительны источник постоянного тока, что позволяет получать величины синхронной электромашины, то есть зависимость оборотов от частоты напряжения на ротора без разниц величин;

Для управления скоростными характеристиками и электромагнитными полями на роторе включено питание установки от инвертора для машин с двойным питанием. Но возможно использовать эту конструкцию без помощи инвертора с заменой фазировки на противоположную от статорной.

Возможны еще несколько вариантов электродвигателей для насосов. Например, трёхфазный коллекторный асинхронный двигатель с питанием со стороны ротора и другие электромашины.

Выбор насоса в программе подбора

Многими программами подбора можно воспользоваться бесплатно на сайте производителей, такой выбор насосов учитывает дополнительные параметры, экономит время на поиск нужных данных и может в реальном времени показать стоимость устройств.

Рисунок 10. Общий вид результатов подбора насосов

Нельзя пренебрегать свойствами перекачиваемой среды. Обычно напорно-расходные графики производителей, указанные в каталогах, отражают характеристики насоса при перекачке воды.

Преимущество программ подбора в том, что существует возможность задать в исходные данные плотность жидкости и правильно спроецировать рабочую точку насоса. Учитывая данные преимущества программный подбор насоса более точный в сравнении графическим.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector