Принцип работы водяного насоса

Автомобили

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 насоса системы охлаждения

Конструктивно помпа представляет собой классический центробежный насос для перекачки воды и неагрессивных жидкостей. Она состоит из следующих деталей:

  • Герметичный корпус. Он имеет сложную форму и чаще всего изготавливается из алюминиевых сплавов. Для подключения в систему в корпусе выполнены два патрубка — всасывающий и напорный. Первый подключается к магистрали, идущей от радиатора, а второй к магистрали рубашки охлаждения двигателя.
  • Вал — осуществляет передачу вращения от привода к крыльчатке помпы.
  • Крыльчатка, или рабочее колесо. Имеет лопасти специальной формы, с помощью которых осуществляет нагнетание охлаждающей жидкости в систему.
  • Приводной шкив.
  • Уплотнители (сальники) — предотвращает утечку охлаждающей жидкости в местах крепления насоса к магистралям.
  • Подшипники.

Располагается помпа в системе охлаждения двигателя между радиатором и рубашкой. Чаще всего — это передняя часть мотора.

Изначально в качестве охлаждающей жидкости применялась просто очищенная вода, а потому такой насос нередко называют помпа водяного охлаждения двигателя. Сейчас этот термин неактуален, поскольку для охлаждения применяют не чистую воду, а водные растворы с ингибиторами коррозии (в теплом климате) и антифризы (в зимнее время), в состав которых также входит этиленгликоль.

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.

Попадая в центральную часть помпы, жидкость движется по лопастям крыльчатки и под действием центробежной силы нагнетается через выходной патрубок в рубашку системы охлаждения двигателя (к головке блока цилиндров). Под действием высокого давления охлаждающая жидкость проходит по контуру через основные узлы и выполняет отвод тепла. После этого она вновь возвращается к радиатору, где остужается и всасывается насосом для нового цикла охлаждения.

Виды насосов охлаждающей системы

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.

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.

Возможные неисправности помпы системы охлаждения

Поломка насоса охлаждающей жидкости может привести к остановке всей системы. Это может серьезно отразиться на состоянии двигателя. Наиболее частыми проблемами помпы являются:

  • Износ уплотнителя (сальника). В этом случае происходит утечка охлаждающей жидкости.
  • Поломка рабочего колеса. При разрушении крыльчатки нагнетание жидкости становится хуже (падает давление) или вовсе прекращается.
  • Заклинивание подшипников. Если смазка насоса ухудшается, что также может быть следствием подтекания жидкости охлаждения, помпа начинает работать с перебоями.
  • Увеличение люфта между крыльчаткой и валом насоса. В процессе работы рабочее колесо, закрепленное на валу, может разболтаться, что приводит к нестабильной работе помпы и другим поломкам.
  • Химическая коррозия. Чаще всего эта проблема затрагивает рабочее колесо насоса и возникает, если используются жидкости низкого качества.
  • Разрушение под действием кавитации. Пузырьки воздуха, которые могут возникать при работе насоса, интенсивно разрушают его изнутри, что приводит к ломкости деталей и их поражению коррозией.
  • Загрязнение системы. Химические отложения и просто грязь, попадающая внутрь насоса, со временем образуют твердый налет на его деталях, что затрудняет вращение рабочего колеса и прохождение жидкости.
  • Разрушение подшипников. В этом случае при работе насоса появляется характерный свист. Заменить такие подшипники сложно, а потому в этом случае насос просто меняют.
  • Обрыв ремня привода. При использовании некачественного ремня или несвоевременной его замене может произойти разрыв или проскальзывание.
Читайте также:  Что заливать в гур ларгус

При остановке работы системы охлаждения двигателя всего на 5-6 минут может произойти перегрев двигателя. Действие высоких температур нарушает геометрию головки блока цилиндров и ведет к повреждениям кривошипно-шатунного механизма. Не стоит игнорировать мелкие неисправности системы охлаждения, так как в дальнейшем они могут привести к серьезному ремонту.

Представленные на современном рынке в большом разнообразии для воды помпы практически ничем не отличаются от обычного насосного оборудования ни по конструкции, ни по функциональным возможностям. Более высокая стоимость таких устройств объясняется тем, что они, если сравнивать их с обычными насосами, характеризуется высокой производительностью и способны формировать поток воды с более мощным напором. Кроме того, водяные помпы отличаются высокой мобильностью и работают автономно, что позволяет использовать их даже в тех местах, где применение обычных насосов не представляется возможным.

Принцип работы водяного насоса

По настоящему мобильными является бензиновые и дизельные помпы

Назначение, конструкция и принцип действия

Основу конструкции помп, предназначенных для перекачивания воды, составляют два элемента: непосредственно сам насос и двигатель, который приводит его в действие. Если раньше помпы для воды выпускались исключительно в ручном исполнении, то сейчас они оснащаются приводными двигателями, работающими на газе, бензине, дизельном топливе и электричестве.

Благодаря своим техническим и эксплуатационным характеристикам водяные помпы обладают широкими функциональными возможностями, что позволяет успешно использовать такое оборудование для решения различных хозяйственных и бытовых задач:

  • осушения искусственных и естественных водоемов;
  • откачивания воды из затопленных погребов и подвальных помещений, строительных котлованов и траншей;
  • осушения заболоченных участков, а также участков, на которых вода скопилась в результате обильных осадков или интенсивного таяния снега;
  • ликвидации последствий наводнений и паводковых ситуаций;
  • устранения последствий аварий в системах водоснабжения и канализации;
  • обеспечения функционирования систем полива и орошения;
  • тушения пожаров;
  • откачивания жидкой среды из выгребных ям, септиков и резервуаров очистных сооружений;
  • перекачивания воды из различных резервуаров и их наполнения.

Принцип работы водяного насоса

Устройство водяной помпы на основе двигателя внутреннего сгорания

Водяные помпы оснащаются преимущественно центробежными насосами, принцип работы которых заключается в следующем.

  • Вода, попадающая во внутреннюю камеру такого устройства через его входной патрубок, захватывается лопатками вращающегося рабочего колеса, которое приводится в движение при помощи приводного двигателя.
  • Центробежная сила отбрасывает перемещаемую воду к стенкам рабочей камеры и увеличивает давление жидкости.
  • Под воздействием давления вода выталкивается из внутренней камеры насоса через его напорный патрубок.
  • В результате в центральной части внутренней камеры создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию новой порции перекачиваемой воды.

Принцип работы водяного насоса

Принцип работы вертикального центробежного насоса

Поскольку вращение рабочего колеса центробежного насоса происходит с постоянной скоростью, процесс перекачивания воды через его внутреннюю камеру протекает в постоянном режиме, без пульсаций, что является одним из наиболее значимых достоинств устройств данного типа.

Основные виды

Помпы для перекачивания воды классифицируются по различным параметрам. В зависимости от того, какого типа двигатель приводит в действие насос, помпы могут быть:

Наиболее распространенными видами водяных помп, которые отличаются простотой эксплуатации и доступной стоимостью, являются устройства, оснащаемые электродвигателем. Для их работы необходимо наличие электрической сети с напряжением 220 В.

Принцип работы водяного насоса

Водяная помпа с электродвигателем справится с откачкой незначительного объема воды из подвала

Водяные помпы, оснащенные бензиновыми и дизельными двигателями, являются полностью автономными, для их функционирования не требуется наличия электрической сети. Благодаря этому использовать такое насосное оборудование можно в любом месте, где в этом возникает необходимость. К достоинствам бензиновых и дизельных помповых устройств также следует отнести:

  • высокую производительность;
  • высокое значение создаваемого напора воды;
  • простоту технического обслуживания и ремонта;
  • возможность работать практически в беспрерывном режиме за счет охлаждения рабочих узлов потоком перекачиваемой воды;
  • быстрый запуск даже в условиях минусовых температур.

Принцип работы водяного насоса

Габариты бензиновой или дизельной помпы зависят от её мощности и производительности

Из недостатков бензиновых и дизельных помп для воды, если сравнивать их с электрическими устройствами, следует отметить большие габариты и вес, а также значительный шум при работе.

Ручные помпы для воды, приводимые в действие приложением физических усилий пользователя, сегодня также достаточно активно используются собственниками дач и частных домов, не подключенных к сети центрального электроснабжения. Такие устройства производятся в различном конструктивном исполнении и могут быть применены лишь в тех случаях, когда глубина подземного источника, из которого необходимо откачать воду, не слишком значительна.

Принцип работы водяного насоса

Основные разновидности ручных помп для воды

Сегодня производители предлагают несколько типов ручных помп:

  1. поршневые, работающие по принципу хорошо знакомой всем колонки;
  2. штанговые, которые способны откачивать воду с глубины, доходящей до 30 метров;
  3. крыльчатые, функционирующие по принципу центробежного насоса;
  4. мембранные (или диафрагменные);
  5. роторные.

Принцип работы водяного насоса

Принцип действия ручной помпы поршневого типа

По расположению водяной помпы по отношению к перекачиваемой воде выделяют поверхностные и погружные устройства. Первые, как следует из их названия, располагаются на поверхности земли, в непосредственной близости от водного источника, а в перекачиваемую жидкость погружается всасывающий шланг, верхний конец которого подсоединяется к всасывающему патрубку устройства. По удобству эксплуатации и технического обслуживания поверхностные модели являются более предпочтительным вариантом, но они не могут откачивать воду из подземных источников значительной глубины.

Погружная помпа для воды в процессе эксплуатации располагается в толще перекачиваемой жидкой среды, которая поднимается на поверхность по заборной трубе или шлангу. Поскольку насосы погружного типа работают не по всасывающему, а по напорному принципу, их можно использовать для откачивания жидкой среды из подземных источников даже очень значительной глубины (100 м и более).

Читайте также:  Лада ларгус кросс размер шин и дисков

Принцип работы водяного насоса

Погружная помпа может использоваться для откачивания воды из колодцев, цистерн или котлованов

На различные типы помпы водяные насосы делятся также в зависимости от типа и степени загрязненности жидкой среды, которую они могут перекачивать.

  • Водяные помпы для перекачивания чистой и слабозагрязненной воды без ущерба для своего технического состояния могут работать с жидкостью, в составе которой содержатся частицы твердых включений с размером не больше 0,5–0,8 мм.
  • Помпы, предназначенные для перекачивания жидких сред, характеризующихся средней степенью загрязненности, отличаются высокой производительностью и способностью формировать поток жидкости с мощным напором. Применять их можно в тех случаях, когда размер частиц твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой воды, не превышает 1,5 см. К таким высоконапорным устройствам относятся пожарные мотопомпы, используемые не только для тушения пожаров, но и для решения различных бытовых и хозяйственных задач, связанных с необходимостью откачивания воды и ее дальнейшей транспортировки по напорному шлангу или рукаву на значительные расстояния.
  • Помпы для воды, характеризующейся сильной степенью загрязнения, применяются для перекачивания жидких сред, содержащих в своем составе твердые частицы, размер которых доходит до 2,5 см. Насосное оборудование данного типа отличается высокой производительностью и способно создавать напор потока жидкой среды, значение которого доходит до 35 метров водяного столба.
  • Насосное оборудование фекального типа специально предназначено для перекачивания канализационных сточных вод, в составе которых содержатся крупные и волокнистые нерастворимые включения. Конструкция таких насосов дополнена специальным устройством, в функции которого входит измельчение нерастворимых твердых и волокнистых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкой среде.

Рекомендации по выбору

Для правильного выбора насосного оборудования недостаточно ориентироваться на водяных насосов типа помпа фото или на видеорекламу, в таких случаях необходимо обращать внимание на целый ряд перечисленных ниже технических параметров.

  • Производительность оборудования указывает на то, какое количество жидкой среды водяная помпа способна перекачать в единицу времени. Прежде чем выбрать насос по данному параметру, следует рассчитать общую потребность в воде, которую должен обеспечивать насос соответствующей производительности.
  • Важен также напор потока жидкой среды, который способен сформировать насос. Выбирая модель водяной помпы по значению создаваемого ей напора, необходимо сначала определить глубину подземного источника, из которого необходимо откачивать воду, а также рассчитать общую длину горизонтального участка трубопровода, по которому жидкая среда должна транспортироваться до точек водозабора. Кроме того, если вода после ее откачивания из подземного источника должна перемещаться по трубам или шлангу не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном, то высоту подъема также надо учесть в расчетах.
  • Если выбирается помпа для воды бензинового или дизельного типа, то следует учитывать такой параметр, как расход топлива приводным двигателем, что напрямую влияет на экономичность эксплуатации устройства.

При выборе помповых насосных устройств предпочтение лучше отдавать продукции авторитетных компаний, уделяющих серьезное внимание надежности, функциональности, удобству использования и длительности эксплуатационного срока производимого оборудования.

Принцип работы водяного насоса

При выборе помпы следует обратить внимание на комплектацию оборудования

Помпы для розлива питьевой воды

К отдельной категории помповых устройств относятся механические или электрические приспособления, специально предназначенные для розлива питьевой воды из пластиковых бутылей большой емкости. Такие устройства можно встретить во многих офисах или в общественных учреждениях с большим количеством посетителей. С такими же целями используются кулеры, но они, в отличие от помп, которые только перекачивают воду из емкости, дополнительно фильтруют и охлаждают ее.

Принцип работы водяного насоса

Самая простая помпа для розлива бутилированной воды – это ручной насос. приводимый в действие ладонью

Сегодня производители предлагают два вида помп, используемых для розлива питьевой воды: механические и электрические. Естественно, более удобными в использовании являются электрические помпы, которые приводятся в действие и отключаются простым нажатием на кнопку. Работать помпы электрического типа могут от специального блока питания, подключаемого к стандартной электросети, либо от аккумуляторной батареи с напряжением 12 В.

Для того чтобы привести в действие помпу для питьевой воды механического типа, необходимо нажать на верхнюю часть корпуса такого приспособления. В отличие от электрических, механические помпы выдают воду не непрерывным потоком, а порциями – при каждом нажатии.

Водяной насос помогает облегчить полив огорода и сада, набрать воды для бытовых нужд и т.д. Водяной насос – представляет собой гидравлическую машину, служащую для перекачки различных жидкостей из одного места в другое вертикальным или горизонтальным образом.

Устройство водяного насоса

Водяные насосы бывают разных типов в зависимости от целей его использования.

Водяные насосы имеют две категории:

  1. Бытовые, т.е. для бытовых нужд и небольших объемов работы: полив участка, откачивание грязной или ненужной воды и т.д.
  2. Профессиональные – насосы больших размеров и мощностей, применяемых на производствах чего-либо и для обеспечения водой населенные пункты.

Принцип работы водяного насосаПри покупке водяного насоса следует узнать, есть ли на него гарантия

Бытовые насосы различают по способу их применения: дренажные, водоснабжающие, циркуляционные. Кроме этого, насосы разделают по их назначению: скважинные, колодезные, самовсасывающие. Все эти виды насосов могут быть: инжекторными, погружными (например, колодезные, скважинные, дренажные или фекальные), наружными (чаще используют для водоснабжения).

Для понятия принципа работы водяного насоса необходимо сначала понять, как он устроен. Устройство водяных насосов в зависимости от их назначения различно, но схема у них общая.

Насос состоит из следующих основных узлов:

  • Корпуса;
  • Электродвигателя;
  • Нагнетательного патрубка;
  • Всасывающего патрубка;
  • Рабочего колеса (ротора);
  • Рабочего вала;
  • Сальников;
  • Подшипников;
  • Направляющего устройства;
  • Кожуха.

Чашу корпус делают из стали или чугуна, внутри нее расположена крыльчатка. Конструкция корпуса имеет расположенное снизу отверстие для всасывания жидкостей и для выхода, находящееся на боковом ребре корпуса.

Корпус имеет спиральную форму для задания жидкости верного направления в процессе работы насоса.

Корпус может быть отдельным элементом, к которому подсоединены патрубки, а может быть литым, представляя собой единую конструкцию. На корпусе имеются кронштейны для крепления насоса. В отверстие, куда происходит всасывание жидкости в рабочую камеру, ввинчен принимающий патрубок. С помощью него к насосу подключается трубопровод, который размещен в источнике жидкости. Конструкция допускает патрубок в составе корпуса и как отдельный элемент, в зависимости от принципа работы насоса.

Читайте также:  Газпром и роснефть сравнение

К выходному отверстию сбоку корпуса подсоединен нагнетательный патрубок, через который происходит передача воды из рабочей камеры к потребителю с помощью напорного трубопровода, подключенного к данному патрубку. Патрубок входит в состав литого корпуса.

Принцип работы водяного насоса

Главной составляющей водяного насоса, осуществляющую основную работу, является ротор или рабочее колесо (крыльчатка). Как правило, ротор делают из стали, меди или чугуна. Состоит он из двух дисков, соединенных друг с другом. Между ними находятся изогнутые лопатки, идущие от центра к краям. Изгиб направлен против оси вращения самого колеса. В центре колеса имеется горловина (отверстие), диаметр которой равен диаметру патрубка, через который происходит всасывание воды или любой другой жидкости. Патрубок и колесо имеют плотное соединение, чтобы лопатки имели контакт с поступающей водой. Лопасти ротора расположены так, чтобы не допустить протекание жидкости в щели, а свободное место было лишь в дисковых желобах.

Роторы бывают нескольких типов:

  • Открытого (открытые лопасти, расположенные на одном диске);
  • Закрытого;
  • Штампованного;
  • Клепанного;
  • Литого.

Принцип работы водяного насосаДля использования водного насоса не нужно обладать особыми навыками

Ротор открытого типа отличается от закрытого размещением лопастей на одном диске и не имеют покрывающий. Открытый тип роторов используют для перекачки очень густых жидкостей и суспензий при низком давлении, т.к. такие лопасти легко чистить. Ротор закрытого типа, сделанного одной монолитной деталью, чаще устанавливают в простых насосах. Штампованные роторы устанавливают в больших и мощных насосах.

Водяная помпа

Форма лопаток может быть, как прямя, так и под углом, что влияет на скорость вращения. В высокоскоростных насосах лопатки идут от втулок. Крепление колес с такими лопатками осуществляется шпонками. В простых бытовых маломощных водяных насосах используют клепаные крыльчатки.

Ротор крепят на вал, который передает ему вращательный момент. Вал установлен на подшипники, чтобы исключить вибрации и перекос в процессе работы.

Материалом для изготовления валов простых насосов служит сталь, для насосов с повышенной нагрузкой их делают из легированной стали со сплавом хрома, никеля или ванадия, из нержавеющий стали делают валы для насосов, перекачивающих различные кислоты. При неотрегулированной балансировки вала может возникнуть вибрация, что станет причиной серьезной поломки насоса.

Валы бывают:

  • Гибкие: применяют в насосах с превышением критических оборотов;
  • Жесткие: используют для насосов спокойного режима работы без высоких скоростей;
  • Слитные (рабочий вал насоса выполняет еще и функцию вала двигателя): устанавливают в бытовых насосах, в которых на ротор электродвигателя устанавливают крыльчатки насоса.

Подшипники водяных насосов делают с чугунными вкладышами, которые залиты баббитом. Их смазывают жидкой или густой смазками. Подшипники бывают роликовые, шариковые, резиновые, текстильные и т.п. К корпусу относится и кожух и является его частью. Резиновая прокладка между кожухом и корпусом служит для герметизации.

Сальник служит для защиты двигателя от воды, расположен на стыке рабочей камеры и задней стенки. Сальники имеют мягкую набивку из хлопка, бумаги или асбестового шнура. Со стороны всасывания жидкости на сальнике установлен водяной затвор. Устройство сальника содержит муфту и уплотняющее кольцо, к которому из нагнетательного трубопровода поступает жидкость, не дающая попасть воздуху в рабочую камеру.

Что такое водяной насос помпа

От того какой принцип действия создания вакуумной камеры, насосы бывают разными.

А именно:

Центробежный водяной насос перекачивает жидкость с помощью вращения рабочего колеса. Вращаясь, рабочее колесо создает центробежную силу, которая вытесняет потоки жидкости или воды на большие расстояния. Благодаря этому, давление в центре работающего рабочего колеса уменьшается, за счет чего происходит приток жидкости.

Принцип работы водяного насосаЧтобы водяной насос служил долго, его своевременно нужно обслуживать

Рабочей силой вибрационных водяных насосов является электромагнитный двигатель. Магнит под действием переменного тока притягивает и отпускает поршень, заставляя его менять свое положение десятки раз в секунду. Создающиеся вибрационные колебания способствуют всасыванию жидкости в рабочую камеру. После жидкость выталкивается в напорный патрубок через клапан. Вихревой насос имеет в корпусе плоский диск с радиально расположенными лопатками. Вакуум создается вращением ротора с периферическими лопатками.

Одной из разновидностей водяного насоса является водяная помпа. Водяная помпа представляет собой устройство, имеющее механический или электромеханический привод, который обеспечивает циркуляцию жидкости, забор воды из скважины или колодца.

Состоит помпа из:

  • Корпуса;
  • Крыльчатки;
  • Вала;
  • Сальника насосной камеры.

Водяные помпы также применяют для работы двигателей транспорта, на подлодках для работы балластных цистерн и корабельных доках для накачивания и откачивания воды.

Как работает помпа

Помпа работает как обычный центробежный водяной насос, но имеет несколько отличий.

Принцип работы водяного насосаСуществуют очень компактные водяные насосы, однако они не мощные

Это:

  • Создает циркуляцию жидкостей;
  • Имеет каналы для отвода и привода жидкостей.

Более мощные насосы имеют несколько колес и называются многоступенчатыми. В насосы, служащие для перекачки каучука либо иных густых материалов, устанавливают керамические роторы.

Кроме бытовых нужд, водяной насос или водяная помпа играет важную роль в работе двигателя автомобилей, обеспечивая охлаждение двигателей внутреннего сгорания. Она обеспечивает принудительное равномерное циркулирование охлаждающей жидкости по охлаждающей системе двигателя: от радиатора до расширительного бачка.

Добавить комментарий

6 − 6 =