Назначение и принцип работы помпы системы охлаждения
Современные ДВС охлаждаются в основном не воздухом, а специальной жидкостью – этиленгликолевым антифризом или тосолом. Ингибиторы в охлаждающей жидкости параллельно предохраняют систему охлаждения автомашины от коррозии и образования накипи, разрыва каналов при расширении или нагревании системы и собственно жидкости.
Жидкая смесь с присадками по охлаждающей системе не может перемещаться самотеком – ее толкает специальный насос. Это помпа, обеспечивающая циркуляцию антифриза, отбор и отвод тепла через радиатор охлаждения. Несмотря на единственную функцию этого агрегата, без помпы мотор не будет работать нормально и стабильно. Без охлаждения (при остановке или поломке помпы) ДВС быстро перегреется, а это чревато множеством сложных поломок и необратимых последствий.
Наиболее часто встречающиеся модели помп – механические, они приводятся в движение ременной передачей от шкива коленвала. Помпы с электроприводом устанавливаются намного реже. Классическое название узла — помпа водяного охлаждения двигателя, так как первые автомобили охлаждались исключительно водой. Современные двигатели охлаждаются смесью воды и ингибиторов (летом) и антифризом (зимой).
Самая частая причина поломки водяного насоса на машине – протечка жидкости в системе охлаждения через прохудившиеся уплотнители (сальники). При этом тосол, антифриз или дистиллированная вода попадают на подшипник помпы, вымывая смазку. Вследствие этого через определенный промежуток времени узел полностью выходит из строя. Поэтому автовладелец в профилактических целях должен периодически контролировать целостность уплотнителей и герметичность патрубков.
Основное назначение помпы на автомобиле — нагнетание повышенного давления, которое заставит жидкость в контурах перемещаться принудительно, чтобы ускорить теплообмен между антифризом и элементами ДВС. Заведенный мотор через ремень на коленчатом валу передает вращение на рабочее колесо водяного насоса. В момент начала движения лопастей на всасывающем патрубке давление падает, и холодная рабочая жидкость из радиатора всасывается в помпу. В центральном отсеке помпы жидкая смесь по крыльчатке насоса и при воздействии центробежных сил подается в контур охлаждающей системы мотора через выходной патрубок. Высокое давление заставляет жидкость перетекать по контуру через все значимые узлы двигателя, отводя тепло обратно в радиатор через трубки забора охлаждающей жидкости.
Общая конструкция помпы
Водяная помпа на отечественных машинах, зарубежных авто легкового или грузового типа обеспечивает постоянный круговорот антифриза в системе. Технически и конструктивно помпа представляет собой насос с лопатками (крыльчаткой). Вращение лопастей передается жидкости, перемещая ее по охлаждающим каналам корпуса мотора (головка блока цилиндров) для поддержания необходимого уровня температуры двигателя.
Конструкция помпы повторяет стандартную схему центробежного водяного насоса и включает в себя такие узлы и элементы:
- Алюминиевый корпус сложной конфигурации, герметизированный уплотнительными прокладками. Подключение помпы к системе охлаждения осуществляется через напорный и всасывающий патрубки, отлитые в корпусе. Первый патрубок присоединяется к каналам системы в блоке цилиндров, второй — к радиатору через магистральные трубки.
- Вал насоса, который передает момент кручения от коленвала к лопастям помпы.
- Рабочее колесо (крыльчатка) — она снабжается лопастями, нагнетающими тосол (антифриз) в систему охлаждения.
- Шкив привода.
- Сальники, предназначенные для герметизации корпуса помпы и предотвращения протекания жидкости на болтовых соединениях в местах крепления насоса к движку.
- Подшипниковые узлы.
Классический вариант расположения помпы — в системе охлаждения ДВС между рубашкой (корпусом двигателя с блоком головок цилиндров) и радиатором в переднем отделе моторного отсека. Так, на Газели водяная помпа устанавливается в передней верхней части двигателя, а на Ниссан Primera P11 – сбоку.
Общий принцип размещения помпы на разных машинах:
- В авто элемент с передним приводом насос крепится на правом торце мотора, и снаружи его не видно из-за крышки ГРМ. Такое расположение помпы можно увидеть на отечественных 2115 и 2114 моделях «Самара», на других автомобилях завода ВАЗ.
- На машинах с задним приводом помпа располагается впереди на ДВС, ременная передача идет от ГРМ или генератора. Такую конструкцию можно встретить на заднеприводных БМВ или Рено.
Очень часто грузовые авто дополнительно оснащаются электромагнитной муфтой включения вентилятора, как в системе охлаждения «Газели» или Соболя». Контроль температуры антифриза осуществляется посредством установки датчика и вывода показаний на приборную панель.
Почему ломается помпа на автомобиле
По каким причинам чаще всего нарушается работоспособность помпы, интересно знать и дилетантам, и автолюбителям со стажем. Главные проблемы, определяющие поломку водяного насоса, приведены ниже:
- «Полетел» подшипник: чаще всего это естественный износ, реже – заводской брак. Но ускоренная выработка ресурса детали может наступить и из-за непредвиденных неблагоприятных факторов. При чрезмерном или неправильном натяжении ремня подшипник подвергается бо́льшим усилиям, чем требуется, поэтому выходит из строя. Еще одна часто встречающаяся причина повышенного и быстрого износа — подтекание тосола (антифриза) на детали подшипника из-за неисправной прокладки.
- Нарушено уплотнение на сальнике или манжете. Если резина прокладки «задубела», то это, скорее всего, следствие естественных причин – длительной эксплуатации. Но применение фальсификата в качестве охлаждающей жидкости может привести к таким же результатам. Некачественный антифриз быстро разъедает резину уплотнителя, и жидкость попадает на подшипник, выводя его из рабочего состояния.
- Если антифриз разбавлен водой, то одновременно происходит и вымывание смазки из внутренностей подшипника, что тоже чревато большими неприятностями для владельца автомобиля.
- Крепление помпы производилось неправильно – несоосно, или разнос осей наблюдается вследствие заводского брака. Но такой дефект наблюдается очень редко, так как корпус помпы имеет отлитые на заводе отверстия для крепления на двигателе.
- Еще одна неявная причина поломки помпы – ее корпус неравномерно прилегает к блоку головок цилиндров ДВС. Это может произойти из-за загрязнения прилегающих узлов, коррозии металла или эксплуатационного искривления соединяемых поверхностей. Но возможен и заводской брак при отливке болванки, особенно у дешевых насосов. Если ось помпы и ось шкива не отцентрированы, то шкив будет перекошен, что обязательно вызовет повышенный износ и подшипника, и ремня (или даже обрыв ременной передачи).
- Если автомобиль ранее попадал в аварии, то несоосность деталей может появиться в результате смещения деталей кузова и/или мотора.
- Помпа, как любой агрегат, имеет расчетный моторесурс, после прохождения которого механизм постепенно разрушается. Водяной насос на автомобиле может пройти примерно 150 000-200 000 км.
Но наиболее частая причина выхода помпы из строя – некачественный герметик, который используют для ликвидации протечки радиатора. При смешивании химических компонентов герметика и антифриза эти фракции быстро загрязняют соты радиатора, осаживаются на лопастях насоса, снижая эффективность работы системы охлаждения и ускоряя поломку помпы.
Как проверить помпу без демонтажа с двигателя — пошаговая инструкция
Самостоятельно проверить работоспособность помпы достаточно просто. После пятиминутного прогревания двигателя нужно проделать следующее:
- Пережать пальцами рукой выпускной патрубок радиатора. Деталь в процессе работы может нагреваться до 90°C, поэтому следует быть осторожным. В перекрытом патрубке возрастает давление и чувствуется пульсирующая работа помпы. Если толчки насоса еле слышны, помпа неисправна и ее нужно снимать для ремонта.
- После демонтажа кожуха ГРМ водяной насос можно рассмотреть подробно. Если на корпусе виды потеки антифриза или рыжий налет, это тоже признаки неисправности.
- Если работа движка сопровождается свистом подшипника, возможно, появился люфт в приводе. При покачивании шестеренки в этом можно убедиться и решить, пора снимать насос, или нет.
Что особенно влияет на работоспособность насоса и что можно выявить визуально:
- Повреждение и загрязнение лопастей: части пластмассовой крыльчатки могут откалываться при интенсивной эксплуатации в грязных условиях. Обломанные лопатки не создают большого давления антифриза, и жидкость до требуемой температуры не охлаждается, в результате чего мотор перегревается.
- Засорился дренаж. В этом случает антифриз циркулирует по контуру не в полную силу, а последствия – те же, что и выше. Засор дренажного отверстия можно обнаружить, не снимая водяную помпу. При засоре сливных отверстий это можно проверить включением отопителя салона.
- Асинхронная работа шкивов и ГРМ вызывает повышенный износ подшипников и сальников.
Кроме того, к поломке системы охлаждения может привести постоянный перегрев ДВС, вызванный сторонними причинами, не связанными с перечисленными узлами. И еще одна хитрость для тех автовладельцев, которые не хотят ремонтировать снятую помпу, стремясь устранить поломку на месте: место сочленения помпы с ДВС должно быть чистым, без потеков, иначе неприятностей не избежать.
Признаки неисправности
Выявить проблемы с водяной помпой можно по следующим симптомам:
- Запах охладителя в салоне.
- Посторонние шумы при работе мотора, усиление сторонних звуков при нажатии на акселератор.
- После длительной стоянки под машиной появляются пятна антифриза.
- Уровень охлаждающе й жидкости в бачке постоянно падает, тосол приходится часто доливать.
- Перегрев мотора: стрелка на «торпеде» часто уходит за красную отметку.
Чтобы обеспечить стабильную работу охлаждающей системы, необходимо гарантировать ее герметичность. При наличии постоянной утечки рабочей жидкости никакая помпа справится с объемами круговорота антифриза. Но быстро и достаточно точно выявить поломку можно и без диагностических приборов или профилактических мероприятий. Для этого нужно всего лишь поддерживать двигатель в чистоте и следить за приборной панелью, не допуская аварийных показателей приборов.
Как устранить неисправности водяного насоса на автомобиле
Автомобильные мастера с опытом советуют одновременно с ремонтом старой помпы или установкой нового водяного насоса менять все сопутствующие узлы: ремень, шестерню, вентилятор (если он есть в схеме) и муфту, натяжной ролик, другие детали приводной системы в качестве эффективной профилактики, в том числе заливать новый антифриз.
Утечка антифриза из дренажа системы
Необходимо скрупулезно промыть внутренности и наружные поверхности системы охлаждения перед монтажом новой помпы. Антифриз следует заливать только тот, который рекомендован производителем. В качестве профилактической меры категорически нельзя допускать вращение помпы без смазки и охлаждающей жидкости в системе, даже 1-2 секунды. Это быстро разрушит внутренний торцевой уплотнитель.
Утечка из-под посадочной поверхности
Если водяную помпу установили недавно, и она сломалась, последовательность ремонта такова: аккуратно демонтировать насос, проверить на целостность всех деталей и снова установить на место. При этом обязательно нужно следить за усилиями и последовательностью затяжки болтов – их затягивают с противоположных сторон, двигаясь по диагонали. Параллельно следует проверить качество и прочность уплотнителя, сальника, прокладки, а также правильность их монтажа. При использовании герметика необходимо очистить устанавливаемую деталь и посадочную плоскость, герметик наносить точно по кромке изделия. Если рабочая жидкость протекает из-за неправильного (несоосного) монтажа новой помпы, ее нужно поменять на новую.
Ржавчина и коррозия на металле узла
Заменить водяную помпу на новую. Аккуратно и детально промыть всю систему перед креплением нового насоса, новая охлаждающая жидкость должна быть только той марки, которую рекомендует производитель. Проверить герметичность крышки насоса и поменять ее на новую, если она с трещиной, искривлена, со сколами, со следами коррозии.
Появление отложений внутри помпы
Только поменять помпу на новую. Старательно промыть охлаждающую систему двигателя перед монтажом новой помпы, залить в систему охлаждающую жидкость, которую рекомендует в инструкции производитель автомобиля.
Кавитация
Появление пузырьков воздуха в системе из-за разности давлений приводит к микроскопическим гидроударам, поэтому необходимо поменять помпу. Досконально промыть все каналы и трубки охлаждения перед монтажом нового изделия, заливать следует только антифриз (тосол и т.д.), рекомендованный изготовителем машины.
Повреждение подшипника насоса
Заменить помпу, проверить схему передачи ременного привода, в которую входят натяжное устройство, шкивы и ремень, шкивы. Также необходимо проконтролировать силу натяжения и соосность ремня со шкивом. Часто качество подшипника зависит от качества самой помпы – эти узлы должна выпускать одна компания-производитель, поэтому лучше сразу купить качественную помпу. Дешевый насос не всегда будет соответствовать техническим требованиям изготовителя оригинальных агрегатов. Качество уплотнения в торце насоса, добротность и долговечность подшипников недорогих помп обычно намного хуже, чем эти же параметры у оригинальной модели.
Повреждение или разрушение вала помпы
Поменять водяную помпу, проверить ремень, натяжитель и шкив. Протестировать соосность шкива и ременного привода. Если на помпе установлен вентилятор, проинспектировать его на перпендикулярность валу, проверить по этому показателю муфту. Искривление или другой дефект вентилятора, амортизация распорного кольца, выработка или поломка муфты вентилятора – эти негативные факторы помогают валу помпы быстрее разрушиться.
Срок службы водяной помпы
Опыт миллионов автолюбителей и водителей-профессионалов выявил, что добротный водяной насос брендового производителя эксплуатируется без замены или крупного ремонта в отрезке до 100 000 километров. Поэтому автовладельцы привычно заменяют помпу не сразу после выявления поломки или мелкой неисправности, (если нет явных причин для установки нового насоса), а одновременно с заменой приводного ремня ГРМ второй раз.
Практика показывает, что два ремня газораспределительного механизма служат примерно в течение пробега в 90-110 000 км, поэтому целесообразнее и экономичней менять второй ремень, помпу и антифриз сразу, за один заход. Проще говоря, фирменная водяная помпа прослужит приблизительно такой же отрезок времени, как два ремня ГРМ.
Менять ремонтировать или помпу – что выгоднее
Чаще всего владельцы авто выбирают не ремонт водяного насоса, а его замену, и вот почему: почти всегда запчасти к конкретной модели помпы найти труднее, чем новый насос в сборе. Прагматизм ситуации состоит еще и в том, что быстрее, дешевле и проще сразу заменить помпу на новую, чем разбирать старое изделие, ремонтировать, собирать его, устанавливать и налаживать.
Ремонтировать насос рационально в том случае, если нужно заменить второстепенную деталь типа патрубка или уплотнителя. Ремонт патрубка в большинстве случаев заключается в подтягивании крепежа, а прохудившуюся прокладку уплотняют качественным герметичным составом. Прочие случаи требуют более затратного подхода – замены насоса, что сэкономит деньги, время, и труд.
Можно поменять насос и самостоятельно. Если рассмотреть этот вариант на Калине или на Гранте, то начинать следует с подготовки инструмента и расходных материалов:
- Новый водяной насос.
- Набор рожковых ключей.
- Набор торцовых ключей с воротком.
- Пять литров антифриза.
- Автомобильный домкрат любой модели.
При наличии элементной базы замена насоса — дело нехитрое, и займет около часа времени. Если менять помпу на СТО, то стоимость услуги будет определяться маркой авто, наличием помпы, сложностью демонтажа и т.д. Часто механик вынужден разбирать чуть ли не половину двигателя, чтобы снять помпу или просто проверить ее исправность. Сложность ремонта чаще всего определяет цену замены насоса, и разница может составлять тысячи рублей.
Замена помпы своими руками на автомобилях ВАЗ
Если помпа точно вышла из строя, то самое быстрое решение — заменить охлаждающий насос своими руками.
Установить новый насос на ВАЗ 2107, Лада 2110 или другом российском авто можно, выполняя поочередно следующие операции:
- Подготовить ключи из списка выше и резервуар на 5-7 литров, чтобы слить старый антифриз.
- Выкрутить сливную пробку на блоке головок цилиндров. Если тосол или антифриз необходимо слить полностью и заменить на новую жидкость, сливную пробку радиатора тоже нужно выкрутить.
- Ослабить натяжную планку для регулировки ремня а генераторе и снять ремень. Затем ослабить планку натяжного механизма от насоса, которая фиксируется одной гайкой.
- Выкрутить болты крепления шкива (три штуки). Откручивая болты, шкив помпы фиксируют на месте отверткой.
- Снять шкив, открутить гайки, которыми крепится насос к блоку цилиндров ДВС.
- Освободить помпу и подготовить посадочное место под новый насос. Это значит — убрать старую прокладку, очистить посадочную поверхность от грязи и налипших излишков, установить новый уплотнитель на качественный герметик.
- Установить новую водяную помпу и проделать все операции по сборке узла в порядке, обратном описанному выше.
Правильно проделанная работа отнимает около 60 минут. Но основная задача автовладельца — вовремя обнаружить и установить поломку насоса, заменить и проверить его в работе.
При замене помпы на авто марки УАЗ есть возможность поменять т.н. полупомпу – это фрагмент корпуса с патрубком для впуска, крыльчатка с валом и ступица шкива. Остальные шаги – такие же, как и при замене помпы на Приоре, ВАЗ2109 или других моделях «Жигулей».
Внимание! При откручивании любых старых резьбовых соединений для облегчения работы рекомендуется использовать жидкость WD-40. Это вытеснитель влаги и размягчитель ржавчины. Средство глубоко и мгновенно проникает по канавкам резьбы и легко смазывает любые труднодоступные участки, облегчая откручивание заржавевших шпилек, болтов или гаек.
Езда при неисправной помпе
Эксплуатировать автомобиль с нерабочим водяным насосом нельзя. Достаточно длительная эксплуатация машины без рабочей системы охлаждения быстро приведет к необходимости проведения капитального ремонта. Рекомендуется при обнаружении поломки отбуксировать его на стоянку, а двигатель не заводить, так как переток антифриза остановлен, и рабочий мотор быстро перегреется. Глубокий перегрев приводит и к деформации головок блока цилиндров, и к заклиниванию поршней в камерах.
Впрочем, разрешается езда на машине с неисправной помпой, если на улице зима с морозами. Двигатель будет меньше перегреваться, но вынужденных остановок следует избегать – на перепадах оборотов мотор перегревается намного быстрее. Поэтому водители со стажем не меняют помпу, пока насос совсем не выйдет из строя.
Практика вождения показала, что моторесурс водяного насоса намного выше, чем указывается в техпаспорте изделия. Поэтому, пока помпа качает жидкость штатно, о ремонте или замене можно забыть.
Нужно ли менять охлаждающую жидкость при замене помпы
При замене помпы охлаждающую жидкость рекомендуется заливать новую, и это однозначное мнение и теоретиков, и практиков. Существует, как минимум, два серьезных повода для этого:
- Конструктивно и технически замена насоса без слива охладителя почти на всех марках авто невозможна. Почему бы не воспользоваться этой возможностью и не залить новый антифриз?
- Детали и узлы помпы очень чувствительны к составу антифриза и его степени очистки. Поэтому уже работавшую жидкость не следует заливать обратно в систему, даже если в посуде со слитым раствором не окажется осадков.
Важно: преобладающее количество случаев поломок водяного насоса вызвано эксплуатацией некачественного или грязного антифриза. Это — основная причина отказа от экономии на жидкости для охлаждения ДВС, потому что плохой тосол – прямой путь к капремонту автомобиля.
Заключение
Менять водяную помпу или ремонтировать ее, решать можно только после осмотра узла и установления степени износа или поломки. На необходимость замены влияет и конкретная марка помпы, сложность ремонта, наличие материальной и ресурсной базы. Но существует один совет, который пригодится всем и всегда: при ремонте насоса необходимо устанавливать новую обжимную прокладку.