تصميم وتشغيل مضخة مياه (مضخة) في محرك السيارة
يتم التبادل الحراري في المحرك عن طريق نقل الطاقة من مصدر في منطقة الأسطوانة إلى الهواء المنفوخ من خلال المبرد المبرد. تعتبر مضخة دوارة الطرد المركزي ، والتي تسمى عادةً المضخة ، مسؤولة عن إعطاء الحركة لسائل التبريد في نظام من النوع السائل. غالبًا بسبب القصور الذاتي ، والمياه ، على الرغم من عدم استخدام المياه النظيفة في السيارات لفترة طويلة.
مكونات المضخة
من الناحية النظرية ، فإن مضخة الدوران المضادة للتجمد بسيطة نوعًا ما ، ويستند عملها على السائل الذي يتم إلقاؤه بواسطة قوى الطرد المركزي إلى حواف الشفرات ، حيث يتم حقنه في سترات التبريد. التكوين يشمل:
- عمود ، يوجد في أحد طرفيه دافع حقن مصنوع من المعدن أو البلاستيك ، وفي الطرف الآخر - بكرة محرك لحزام V أو ناقل حركة آخر ؛
- مبيت مع شفة للتركيب على المحرك واستيعاب الأجزاء الداخلية ؛
- المحمل الذي يدور عليه العمود ؛
- ختم الزيت الذي يمنع تسرب مادة التجمد واختراقها إلى المحمل ؛
- تجويف في الجسم ، وهو ليس جزءًا منفصلاً ، ولكنه يوفر الخصائص الهيدروديناميكية اللازمة.
عادة ما توجد المضخة على المحرك من الجزء الذي يوجد به نظام القيادة الإضافي باستخدام أحزمة أو سلاسل.
فيزياء مضخة الماء
لجعل عامل الحرارة السائل يتحرك في دائرة ، من الضروري خلق فرق ضغط بين مدخل ومخرج المضخة. إذا تم الحصول على مثل هذا الضغط ، فسوف ينتقل مانع التجمد من المنطقة التي يكون فيها الضغط أعلى ، عبر المحرك بأكمله إلى مدخل المضخة مع فراغ نسبي.
تتطلب حركة الكتل المائية تكاليف طاقة. سيمنع الاحتكاك السائل لمضاد التجمد على جدران جميع القنوات والأنابيب الدورة الدموية ، فكلما زاد حجم النظام ، زاد معدل التدفق. لنقل طاقة كبيرة ، بالإضافة إلى أقصى قدر من الموثوقية ، يتم دائمًا استخدام محرك ميكانيكي من بكرة محرك العمود المرفقي دائمًا. توجد مضخات بمحرك كهربائي ، لكن استخدامها يقتصر على المحركات الأكثر اقتصادا ، حيث يكون الشيء الرئيسي هو الحد الأدنى من تكاليف الوقود ، ولا يتم النظر في تكاليف المعدات. أو في المحركات ذات المضخات الإضافية ، على سبيل المثال ، مع أجهزة التسخين المسبق أو سخانات الكابينة المزدوجة.
لا يوجد نهج واحد من أي حزام لقيادة المضخة. تستخدم معظم المحركات حزام توقيت مسنن ، لكن بعض المصممين شعروا أنه لا يستحق ربط موثوقية التوقيت بنظام التبريد ، ويتم تشغيل المضخة من حزام المولد الخارجي أو أحد الحزام الإضافي. على غرار ضاغط مكيف الهواء أو مضخة التوجيه المعزز.
عندما يدور العمود مع المكره ، يبدأ مانع التجمد المزود بجزءه المركزي في اتباع ملف تعريف الشفرات ، مع مواجهة قوى الطرد المركزي. ونتيجة لذلك ، فإنه يخلق ضغطًا زائدًا على أنبوب المخرج ، ويتم تجديد المركز بأجزاء جديدة قادمة من الكتلة أو المبرد ، اعتمادًا على الوضع الحالي لصمامات منظم الحرارة.
الأعطال وعواقبها على المحرك
يمكن تصنيف حالات فشل المضخة على أنها إلزامية أو كارثية. لا يمكن أن يكون هناك آخرون هنا ، أهمية التبريد عالية للغاية.
مع التآكل الطبيعي أو عيوب التصنيع في المضخة ، قد يبدأ المحمل أو صندوق التعبئة أو المكره في الانهيار. إذا كان هذا في الحالة الأخيرة على الأرجح نتيجة لخلل في المصنع أو مدخرات إجرامية في جودة المواد ، فإن صندوق المحمل والتعبئة سيتقدمان حتمًا ، والسؤال الوحيد هو التوقيت. عادةً ما يعلن المحمل الفاشل عن مشاكله مع همهمة أو أزمة ، وأحيانًا مع صافرة عالية النبرة.
في أغلب الأحيان ، تبدأ مشاكل المضخة بظهور اللعب في المحامل. على الرغم من البساطة الواضحة للتصميم ، يتم تحميلها هنا بشكل كبير. هذا يرجع إلى العوامل التالية:
- يتم وضع الشحم الموجود في المحمل مرة واحدة في المصنع ولا يخضع للتجديد أثناء التشغيل.
- بغض النظر عن أختام التجويف الداخلي للمحمل ، حيث توجد عناصره المتدحرجة أو الكرات أو البكرات ، يخترق الأكسجين الجوي هناك ، مما يؤدي عند درجة حرارة عالية للتجميع إلى شيخوخة سريعة لمواد التشحيم ؛
- يواجه المحمل حملاً مزدوجًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الحاجة إلى نقل طاقة كبيرة عبر العمود إلى المكره الذي يدور في وسط سائل بسرعة عالية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى قوة التوتر العالية لحزام القيادة ، والتي غالبًا ما تكون مفرط أثناء الإصلاح إذا لم يتم توفير الموتر التلقائي ؛
- نادرًا جدًا ، يتم استخدام حزام منفصل لتدوير المضخة ، وعادة ما يتم تعليق عدة وحدات مساعدة قوية إلى حد ما مع دوارات ضخمة ومقاومة متغيرة للدوران على محرك الأقراص المشترك ، ويمكن أن تكون مولدًا وأعمدة كامات ومضخة توجيه طاقة وحتى مكيف هواء ضاغط؛
- هناك تصميمات يتم فيها توصيل مروحة ضخمة للتبريد القسري للمبرد ببكرة المضخة ، على الرغم من أن الجميع تقريبًا قد تركوا مثل هذا الحل في الوقت الحالي ؛
- يمكن أن تدخل أبخرة مانع التجمد إلى المحمل من خلال صندوق حشو متسرب.
حتى إذا لم يفشل المحمل عالي الجودة ، فقد يتشكل اللعب فيه نتيجة للتآكل. في بعض العقد ، يكون هذا آمنًا تمامًا ، لكن ليس في حالة المضخة. عمودها مغلق بختم الزيت بتصميم معقد ، والذي يتم ضغطه بالضغط الزائد من داخل النظام. لن تكون قادرة على العمل في ظروف الاهتزاز عالي التردد بسبب تشغيل المحمل لفترة طويلة. سيبدأ التجمد الساخن الذي يخترق من خلاله قطرة تلو الأخرى في دخول المحمل أو غسل مادة التشحيم أو التسبب في تدهورها ، وسينتهي كل شيء بتآكل الانهيار الجليدي.
يكمن خطر هذه الظاهرة أيضًا في أن المضخة غالبًا ما يتم تشغيلها بواسطة حزام التوقيت ، والذي تعتمد عليه سلامة المحرك ككل. الحزام غير مصمم للعمل في الظروف التي يتم فيها سكبه بمضاد التجمد الساخن ، وسوف يتآكل وينكسر بسرعة. في معظم المحركات ، لن يؤدي ذلك إلى التوقف فحسب ، بل سيؤدي أيضًا إلى حدوث انتهاك لمراحل فتح الصمام في المحرك الذي لا يزال يدور ، والذي سينتهي باجتماع لوحات الصمام مع قيعان المكبس. ينثني الصمام ، وسوف تضطر إلى تفكيك المحرك وتغيير الأجزاء.
في هذا الصدد ، يوصى دائمًا باستبدال المضخة بشكل وقائي في كل تثبيت مجدول لمجموعة توقيت جديدة ، يتم تحديد ترددها بوضوح في التعليمات. حتى لو كانت المضخة تبدو جيدة. تعد الموثوقية أكثر أهمية ، بالإضافة إلى أنك لست مضطرًا إلى إنفاق الأموال على التفكيك غير المجدول للجزء الأمامي للمحرك.
هناك استثناءات لكل قاعدة. في حالة استبدال المضخة ، يرجع ذلك إلى استخدام المنتجات التي من الواضح أنها تحتوي على مورد أطول من معدات المصنع. لكنها أيضًا أغلى بكثير. ما الذي تفضله ، الاستبدال المتكرر أو مورد رائع - يمكن للجميع أن يقرر بنفسه. على الرغم من أنه يمكن قتل أي من أروع المضخات عن غير قصد بواسطة مادة مانعة للتجمد منخفضة الجودة ، أو استبدالها في وقت غير مناسب ، أو حدوث انتهاكات في آلية أو تقنية شد محرك الحزام.
