Pompować, aby chłodzić
Pompa płynu chłodzącego, bo o niej mowa w niniejszym artykule, jest najważniejszym elementem składowym układu chłodzenia w samochodach. Jej głównym zadaniem jest wymuszenie przepływu cieczy chłodzącej przez układ chłodzenia silnika. Niestety jak to zwykle bywa z elementami, na których ciąży duża odpowiedzialność, pompy płynu chłodzącego ulegają częstym uszkodzeniom. Powodują je zarówno awarie wewnętrzne, jak również czynniki niezależne, wynikające np. z nieprawidłowego napięcia lub prowadzenia pasa napędowego.
Jak to działa?
Pompy płynu chłodzącego montowane we współczesnych samochodach, wchodzą w skład układu pasowego lub układu rozrządu. Ich praca jest proporcjonalna do prędkości obrotowej silnika. Należy pamiętać, iż pompy płynu chłodzącego nie mogą regulować temperatury silnika, ponieważ pracują w sposób ciągły – funkcję regulacji temperatury spełnia w tradycyjnych rozwiązaniach termostat. W najnowszych koncepcjach pomp napędzanych silnikiem elektrycznym lub pomp mechanicznych wyposażonych w sprzęgło elektromagnetyczne, możliwe jest odłączanie ich od pasa napędowego. Zaletą takich rozwiązań jest możliwość dostosowania prędkości wirnika pompy do prędkości wymaganej w danej sytuacji: da się w ten sposób kontrolować ilość cieczy przepływającej przez układ chłodzenia, a nawet całkowicie zatrzymać pompę, co w tradycyjnych układach jest niemożliwe.
Kulki, czy wałki?
W rozwiązaniach stosowanych w większości samochodów, pompy płynu chłodzącego są wyposażone w zintegrowane łożyska wałów. Czym różnią się one od tradycyjnych łożyskowań? Przede wszystkim tym, iż w zintegrowanych łożyskach wyeliminowany został tzw. pierścień wewnętrzny. Pozwoliło to na poruszanie się elementów obrotowych pomiędzy wałem pompy, a pierścieniem zewnętrznym łożyska. Najczęściej spotykane są dwa ich typy zintegrowanych łożysk wałów: kulkowo-kulkowe oraz wałkowo-kulkowe. Te ostatnie są znacznie bardziej odporne na wszelkiego rodzaju obciążenia, przede wszystkim zaś te generowane przez układ napędowy. Aby zintegrowane łożyska wałów mogły prawidłowo funkcjonować przez cały okres eksploatacji pompy płynu chłodzącego, konieczne jest odpowiednie obrobienie gniazda łożyska umieszczonego w obudowie pompy. Dzięki niemu zostaje bowiem zachowany odpowiedni odstęp promieniowy dla elementów tocznych.
Uszczelka i wirnik
Pomiędzy łożyskiem pompy płynu chłodzącego a jej wirnikiem, znajduje się uszczelka. Z jednej strony jest ona przymocowana do obudowy pompy, z drugiej zaś do wału łożyska. Uszczelki są wrażliwe na stan cieczy w układzie chłodzenia – płyny „przechodzone” lub o nieodpowiednim składzie, znacznie skracają ich żywotność. Jeden z najważniejszych elementów wchodzących w skład pomp płynu chłodzącego stanowią wirniki, które są odpowiedzialne za wymuszenie ruchu cieczy w układzie chłodzenia. Wirniki stosowane w pompach różnią się od siebie zarówno liczbą łopatek (od 4 do 12), kształtem, a także rozmiarami i materiałem, z którego zostały wykonane. Najczęściej jest nim stalowa blacha, żelazo lub mosiądz. Najnowszym rozwiązaniem są wirniki wykonane z tworzywa sztucznego, a właściwie technopolimerów. Charakteryzują się one zwiększoną wytrzymałością fizyczną, a także odpornością na wysoką temperaturę i korozję.
Co się psuje?
Uszkodzenia pomp płynu chłodzącego związane są przede wszystkim z warunkami, w których one funkcjonują. Na skutek nieprawidłowego (najczęściej zbyt dużego) napięcia pasa napędowego lub jego złego prowadzenia, dochodzi do trwałych uszkodzeń łożysk lub oderwania pierścienia regulującego od koła zębatego. Inną przyczyną może być również niewłaściwe wyważenie dodatkowych elementów instalowanych na wale pompy. Z kolei obecność ciał obcych w układzie chłodzenia pojazdu, jest częstą przyczyną wyłamań łopatek wirnika pompy. Żywotność pomp płynu chłodzącego skraca też korozja ich poszczególnych elementów: szczególnie groźne dla tych ostatnich jest stosowanie niewłaściwego lub zużytego płynu chłodzącego, a także – co gorsza – zwykłej wody.