O projeto e operação de uma bomba de água (bomba) em um motor de automóvel

A troca de calor no motor é produzida pela transferência de energia de uma fonte na área do cilindro para o ar soprado através do radiador de resfriamento. Uma bomba centrífuga de palhetas, comumente chamada de bomba, é responsável por transmitir movimento ao refrigerante em um sistema do tipo líquido. Muitas vezes por inércia, a água, embora a água limpa não seja usada em carros há muito tempo.

Componentes da bomba

A bomba de circulação anticongelante é teoricamente bastante despretensiosa, seu trabalho se baseia no lançamento do líquido por forças centrífugas para as bordas das pás, de onde é injetado nas camisas de resfriamento. A composição inclui:

• um eixo, em uma extremidade do qual há um impulsor de injeção feito de metal ou plástico e, na outra - uma polia de acionamento para uma correia em V ou outra transmissão;
• carcaça com flange para montagem no motor e acomodação das peças internas;
• rolamento no qual o eixo gira;
• um retentor de óleo que evita o vazamento de anticongelante e sua penetração no mancal;
• uma cavidade no corpo, que não é uma parte separada, mas fornece as propriedades hidrodinâmicas necessárias.

A bomba geralmente está localizada no motor a partir da parte onde está localizado o sistema de acionamento de acessórios usando correias ou correntes.

A física de uma bomba de água

Para fazer o agente térmico líquido se mover em círculo, é necessário criar uma diferença de pressão entre a entrada e a saída da bomba. Se essa pressão for obtida, o anticongelante se moverá da zona onde a pressão é mais alta, passando por todo o motor até a entrada da bomba com vácuo relativo.

O movimento das massas de água exigirá custos de energia. O atrito líquido do anticongelante nas paredes de todos os canais e tubos impedirá a circulação, quanto maior o volume do sistema, maior a taxa de fluxo. Para transmitir potência significativa, bem como confiabilidade máxima, quase sempre é usado um acionamento mecânico da polia de acionamento do virabrequim. Existem bombas com motor elétrico, mas seu uso é limitado aos motores mais econômicos, onde o principal é o custo mínimo de combustível, e os custos do equipamento não são considerados. Ou em motores com bombas adicionais, por exemplo, com pré-aquecedores ou aquecedores de cabine dupla.

Não há uma abordagem única de qual correia para acionar a bomba. A maioria dos motores usa uma correia dentada, mas alguns designers acharam que não valia a pena vincular a confiabilidade do tempo ao sistema de refrigeração, e a bomba é acionada pela correia externa do alternador ou por uma das adicionais. Semelhante ao compressor A/C ou bomba de direção hidráulica.

Quando o eixo com o impulsor gira, o anticongelante fornecido à sua parte central começa a seguir o perfil das pás, enquanto experimenta forças centrífugas. Como resultado, cria um excesso de pressão no tubo de saída, e o centro é reabastecido com novas porções provenientes do bloco ou radiador, dependendo da posição atual das válvulas do termostato.

Avarias e suas consequências para o motor

As falhas da bomba podem ser categorizadas como obrigatórias ou catastróficas. Não pode haver outros aqui, a importância do resfriamento é extremamente alta.

Com desgaste natural ou defeitos de fabricação na bomba, o mancal, caixa de gaxetas ou impulsor podem começar a desmoronar. Se, neste último caso, isso for provavelmente uma consequência de um defeito de fábrica ou economia criminosa na qualidade dos materiais, o rolamento e a caixa de vedação inevitavelmente envelhecerão, a única questão é o tempo. Um rolamento com defeito geralmente anuncia seus problemas com um zumbido ou ruído, às vezes com um assobio agudo.

Na maioria das vezes, os problemas da bomba começam com o aparecimento de folga nos rolamentos. Apesar da aparente simplicidade do design, eles são carregados aqui de forma significativa. Isso se deve aos seguintes fatores:

• A graxa no rolamento é colocada uma vez na fábrica e não está sujeita a renovação durante a operação.
• não importa quais sejam as vedações da cavidade interna do mancal, onde estão localizados seus corpos rolantes, esferas ou roletes, o oxigênio atmosférico penetra ali, o que em alta temperatura do conjunto provoca um rápido envelhecimento do lubrificante;
• o rolamento sofre uma carga dupla, em parte devido à necessidade de transferir potência significativa através do eixo para o rotor girando em um meio líquido em alta velocidade e principalmente devido à alta força de tensão da correia de acionamento, que, além disso, é frequentemente aperto excessivo durante os reparos se um tensor automático não for fornecido;
• extremamente raramente, uma correia separada é usada para girar a bomba, geralmente várias unidades auxiliares bastante poderosas com rotores maciços e resistência variável à rotação penduradas no acionamento comum, podem ser um gerador, árvores de cames, uma bomba de direção hidráulica e até um ar condicionado compressor;
• existem projetos em que um enorme ventilador para resfriamento forçado do radiador é conectado à polia da bomba, embora atualmente quase todos tenham deixado essa solução;
• vapores anticongelantes podem entrar no rolamento através de uma caixa de vedação com vazamento.

Mesmo que um rolamento de alta qualidade não falhe, então o jogo pode se formar como resultado do desgaste. Em alguns nós, isso é bastante seguro, mas não no caso de uma bomba. Seu eixo é vedado com um retentor de desenho complexo, que é pressionado pelo excesso de pressão de dentro do sistema. Ele não será capaz de trabalhar em condições de vibração de alta frequência devido à folga do rolamento por um longo tempo. O anticongelante quente penetrando gota a gota começará a entrar no rolamento, lavará o lubrificante ou causará sua degradação, e tudo terminará com uma avalanche de desgaste.

O perigo desse fenômeno também é que a bomba é frequentemente acionada pela correia dentada, da qual depende a segurança do motor como um todo. A correia não foi projetada para funcionar em condições em que é derramada com anticongelante quente, ela se desgastará rapidamente e quebrará. Na maioria dos motores, isso não apenas levará a uma parada, mas a uma violação das fases de abertura da válvula em um motor ainda em rotação, que terminará com o encontro das placas das válvulas com os fundos dos pistões. As hastes das válvulas dobrarão, você terá que desmontar o motor e trocar as peças.

Nesse sentido, é sempre recomendável substituir a bomba preventivamente a cada instalação programada de um novo kit de distribuição, cuja frequência é claramente indicada nas instruções. Mesmo que a bomba pareça muito bem. A confiabilidade é mais importante, além disso, você não precisa gastar dinheiro com desmontagem não programada da frente do motor.

Há exceções para todas as regras. No caso de substituição da bomba, isso se deve ao uso de produtos que obviamente possuem um recurso maior que até mesmo os equipamentos de fábrica. Mas também são muito mais caros. O que preferir, substituição frequente ou um recurso incrível - todos podem decidir por si mesmos. Embora qualquer uma das bombas mais maravilhosas possa ser involuntariamente morta por anticongelante de baixa qualidade, sua substituição prematura ou violações no mecanismo ou tecnologia de tensionamento da correia.