Για να λειτουργεί αποτελεσµατικά ένας κινητήρας, πρέπει να φτάσει γρήγορα τη βέλτιστη θερµοκρασία λειτουργίας του και να παραµένει, συνεχώς, όσο το δυνατόν πιο κοντά σε αυτή τη θερµοκρασία υπό µεταβαλλόµενες συνθήκες. Τα εξαρτήµατα στο κύκλωµα ψύξης που επιτρέπουν να συµβεί αυτό είναι το ψυγείο, το ψυκτικό υγρό, οι σωλήνες, ο θερµοστάτης και η αντλία νερού.
Η αντλία νερού αναρροφά το ψυκτικό υγρό από το ψυγείο, µέσω του κάτω εύκαµπτου σωλήνα του ψυγείου και, στη συνέχεια, το συµπιέζει για να κυκλοφορήσει στο κύκλωµα ψύξης µέσα από τα υδροχιτώνια, να επιστρέψει πίσω στο ψυγείο και να βοηθήσει στην αποµάκρυνση της θερµότητας του κινητήρα. Τις περισσότερες φορές, η αντλία νερού κινείται µε ιµάντα από την τροχαλία του στροφαλοφόρου. Μπορεί, επίσης, να κρυφτεί κάτω από το κάλυµµα του ιµάντα χρονισµού στο µπροστινό µέρος του κινητήρα σε οχήµατα µε ιµάντα χρονισµού.
Η µηχανική αντλία νερού παίρνει κίνηση είτε από τον ιµάντα κίνησης παρελκοµένων του κινητήρα, είτε από τον ιµάντα χρονισµού. Το ψυκτικό υγρό που συγκεντρώνεται µεταξύ των πτερυγίων της φτερωτής ταξιδεύει προς τα έξω χάρις στην φυγόκεντρη δύναµη και η αναρρόφηση έλκει το ψυκτικό στην αντλία νερού από το ψυγείο. Αφού το ψυκτικό εισέλθει στην αντλία νερού, περνάει µέσα από τον κινητήρα, όπου απορροφά τη θερµότητα που παράγει η διαδικασία καύσης και στη συνέχεια γυρίζει στο ψυγείο, όπου η θερµότητα να µπορεί να αποβληθεί στο περιβάλλον.
Τα µέρη της αντλίας
Οι περισσότερες μηχανικές αντλίες νερού έχουν πέντε βασικά εξαρτήματα:
- Το περίβλημα ή εξωτερικό κέλυφος που περιβάλλει την αντλία.
- Τη φτερωτή περιστρέφεται και διανέμει το ψυκτικό σε όλο το σύστημα ψύξης.
- Το συγκρότημα του ρουλεμάν είναι το μηχανικό στήριγμα που επιτρέπει τη συνεχή περιστροφή της φτερωτής.
- Την πλήμνη, η οποία είναι το σημείο σύνδεσης για την περιστροφή της φτερωτής.
- Τέλος, την τσιμούχα που προστατεύει το συγκρότημα ρουλεμάν από το ψυκτικό υγρό και τους ρύπους.
Από αυτά τα πέντε κύρια εξαρτήματα, η τσιμούχα της αντλίας νερού και το ρουλεμάν παρουσιάζουν ως επί το πλείστον περιπτώσεις αστοχίας.
Το εξωτερικό κέλυφος
Το περίβλημα ή κέλυφος είναι, συνήθως, κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο ή κράμα αλουμινίου, αν και αρκετοί σύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούν περιβλήματα από πρεσαριστό χάλυβα.
Οι σύγχρονες αντλίες χρησιμοποιούν στεγανοποιητικούς δακτυλίους (O-ring) για την τοποθέτησή τους ή φλάντζες υψηλής ποιότητας από καουτσούκ HBNR. Σε αυτές τις περιπτώσεις δεν πρέπει να χρησιμοποιείτε φλαντζόκολλα κατά την τοποθέτηση.
Προσοχή: Η υπερβολική χρήση φλαντζόκολλας οδηγεί σε πρόωρη αστοχία της αντλίας με την περίσσεια να περνάει μέσα από την αντλία νερού καταστρέφοντας τις τσιμούχες του άξονα. Ποτέ μην χρησιμοποιείτε φλαντζόκολλα όπου υπάρχουν O-ring.
Οι μηχανικές αντλίες νερού έχουν σχεδιαστεί σκόπιμα με μία οπή υπερχείλισης. Ο σκοπός της οπής είναι να απομακρύνει το ψυκτικό μακριά από το ρουλεμάν της αντλίας νερού, όταν υπάρχει διαρροή από την τσιμούχα της αντλίας.
Σε αρκετές καινούργιες αντλίες υπάρχει ένας θάλαμος που περιβάλλει την οπή. Αυτός ο θάλαμος επιτρέπει τη συλλογή και την εξάτμιση της κανονικής διαρροής, αντί να πέσουν μία ή δύο σταγόνες στο χώρο του κινητήρα ή στο έδαφος, καθώς αυτό προκαλεί ανησυχία στον χρήστη και μολύνει το περιβάλλον.
Εάν μία διαρροή εξακολουθεί να είναι εμφανής ή πιο έντονη μετά από λίγες ημέρες λειτουργίας, υπάρχει πρόβλημα και θα πρέπει να προσδιοριστεί η αιτία πριν αντικατασταθεί και δεύτερη αντλία νερού.
Η φτερωτή
Οι αντλίες νερού που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα, είναι φυγοκεντρικές με πτερύγια. Η φτερωτή είναι το άκρο ενός άξονα, όπου υπάρχουν φτερά. Με την κίνηση του άξονα, η φτερωτή παρασύρει το νερό σε περιστροφή. Λόγω φυγόκεντρης δύναμης, το νερό πιέζεται προς την θήκη που περιβάλλει την φτερωτή. Στη θήκη υπάρχει ο οχετός, μέσω του οποίου το νερό οδηγείται προς τα υδροχιτώνια.
Τα χαρακτηριστικά που καθιέρωσαν την φυγοκεντρική υδραντλία είναι τα εξής:
- Κυκλοφορεί μεγάλη ποσότητα νερού, ανάλογα με το μέγεθός της.
- Δεν βουλώνει εύκολα από ξένα σώματα.
- Είναι απλή στην κατασκευή.
- Όταν σβήσει ο κινητήρας, εξακολουθεί να επιτρέπει μία μικρή κυκλοφορία νερού.
Οι φτερωτές κατασκευάζονται, συνήθως, από χυτοσίδηρο, αλουμίνιο ή ατσάλι. Ο χυτοσίδηρος και το ατσάλι είναι πιο ανθεκτικά σαν υλικά, αλλά και πιο δαπανηρά και χρησιμοποιούνται συχνότερα σε βαρέα οχήματα. Ο χάλυβας είναι ανθεκτικός, αλλά, επιρρεπής σε παραμόρφωση. Κατά βάση, οι πλαστικές φτερωτές δεν διαρκούν τόσο πολύ όσο οι μεταλλικές αντίστοιχες.
Η βλάβη λόγω σπηλαίωσης της φτερωτής είναι άμεσο αποτέλεσμα κακής συντήρησης του συστήματος ψύξης. Εμφανίζεται όταν υπάρχουν φυσαλίδες αέρα στο ψυκτικό υγρό. Αυτές οι φυσαλίδες χτυπούν τα μεταλλικά μέρη στον κινητήρα με εξαιρετικά υψηλή πίεση με αποτέλεσμα τη διάβρωση του μετάλλου. Τα σύγχρονα ψυκτικά υγρά έχουν πρόσθετα που αποτρέπουν τη σπηλαίωση. Τα εν λόγω πρόσθετα εξαντλούνται με την πάροδο του χρόνου, παρόλο που η προστασία κατά του παγώματος εξακολουθεί να υπάρχει. Η σπηλαίωση εμφανίζεται έντονη, όταν αργεί κάποιος να αντικαταστήσει το ψυκτικό υγρό, στα πλαίσια της τακτικής συντήρησης.
Η σωστή συντήρηση του συστήματος ψύξης είναι κρίσιμη για τη μεγάλη διάρκεια ζωής της φτερωτής. Η κακή συντήρηση του συστήματος ψύξης μπορεί να προκαλέσει σπηλαίωση και, τελικά, να οδηγήσει σε αστοχία της φτερωτής.
Το ρουλεµάν
Το ρουλεμάν της αντλίας νερού επιτρέπει την περιστροφή της. Το συγκρότημά του (ως επί το πλείστον, υπάρχουν δύο συνεργαζόμενα ρουλεμάν) περιβάλλεται από μία θήκη γεμάτη με γράσο διαρκείας. Τα δύο άκρα της θήκης φέρουν τσιμούχες. Στο ένα άκρο βρίσκεται η πλήμνη ή η τροχαλία της αντλίας νερού και στο άλλο άκρο η φτερωτή.
Ένας άξονας περιστρέφεται στο κέντρο της θήκης του ρουλεμάν. Η θήκη του ρουλεμάν τοποθετείται με πίεση στο περίβλημα της αντλίας νερού μαζί με την τσιμούχα.
Υπάρχουν δύο τύποι από διατάξεις ρουλεµάν στις σύγχρονες αντίες νερού: µε δύο ένσφαιρα ρουλεµάν και µε ένα ένσφαιρο και ένα βελονοειδές.
Ο σχεδιασμός με δύο ένσφαιρα ρουλεμάν χρησιμοποιείται για αντλίες νερού υψηλής ταχύτητας και σε αυτές που έχουν ελάχιστα εξαρτήματα. Συνήθως, χρησιμοποιείται σε αντλίες χαμηλού κόστους.
Οι συνδυασμοί με ένσφαιρο και βελονοειδές ρουλεμάν χρησιμοποιούνται όπου υπάρχουν υψηλά φορτία, όπως σε εφαρμογές βαρέως τύπου και γεωργικές εφαρμογές. Καθώς τα αυτοκίνητα γίνονται όλο και πιο προηγμένα τεχνολογικά, αυτός ο τύπος ρουλεμάν χρησιμοποιείται πιο συχνά.
Τις περισσότερες φορές, οι βλάβες των αντλιών νερού αποδίδονται λανθασμένα σε αστοχία ρουλεμάν όταν, στην πραγματικότητα, η αστοχία του ρουλεμάν προκαλείται από κακή στεγανοποίηση της τσιμούχας της αντλίας.
Yπάρχει διαφορά μεταξύ της τσιμούχας της αντλίας νερού και των δύο τσιμουχών γράσου των ρουλεμάν. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η τσιμούχα της αντλίας νερού προστατεύει ρευστά και ρύπους από την είσοδο στο συγκρότημα ρουλεμάν. Η λειτουργία των δύο τσιμουχών των ρουλεμάν συγκρατούν το γράσο μέσα στο συγκρότημα του ρουλεμάν.
Επομένως, κατά τη διάγνωση της βλάβης της αντλίας νερού όταν εντοπίζονται διαρροές και ρύποι στο συγκρότημα του ρουλεμάν, σημαίνει ότι έχει υπάρξει προηγούμενη αστοχία της τσιμούχας της αντλίας νερού.
Η πλήµνη
Η πλήμνη της αντλίας νερού κάνει τη βαριά δουλειά, καθώς μπορεί να υπάρχουν πολλαπλές τροχαλίες ή/και ένας μεγάλος βαρύς συμπλέκτης βεντιλατέρ τοποθετημένος σε αυτή.
Η τσιµούχα
Η τσιμούχα της αντλίας νερού προστατεύει το συγκρότημα ρουλεμάν από την έκθεση σε ψυκτικό και ρύπους.
Κατά κανόνα, αποτελείται από δύο συρόμενους δακτυλίους και ένα σπειροειδές ελατήριο. Το ψυκτικό υγρό στο σύστημα ψύξης είναι υπεύθυνο για τη λίπανση και την ψύξη και των δύο δακτυλίων ολίσθησης.
Υπάρχουν τρεις κύριες αιτίες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής μίας τσιμούχας και μπορεί να οδηγήσουν σε πρόωρη βλάβη της αντλίας.
- Πρώτον, μπορεί να προκύψει διαρροή και αστοχία της τσιμούχας από τη λειτουργία του κινητήρα σε υψηλή θερμοκρασία. Ένας υπερθερμασμένος κινητήρας που λειτουργεί με χαμηλά επίπεδα ψυκτικού μπορεί να προκαλέσει:
- Θερμική γήρανση των ελαστομερών.
- Πιθανό βρασμό του ρευστού φιλμ μεταξύ των επιφανειών στεγανοποίησης.
- Πιθανή παραμόρφωση της τσιμούχας.
- Δεύτερον, η αστοχία της τσιμούχας μπορεί να προκληθεί από μόλυνση σκληρής σκόνης που προκαλεί λείανση ή εναποθέσεις μεταξύ των επιφανειών στεγανοποίησης.
- Ο τρίτος λόγος αφορά μηχανικές αιτίες που μπορεί να περιλαμβάνουν:
- Κακή ευθυγράμμιση άξονα ή οπής
- Ρουλεμάν με μπόσικα
- Λανθασμένη τοποθέτηση τσιμούχας
- Υπερβολικούς κραδασμούς λόγω κακής ευθυγράμμισης ιμάντων, τροχαλιών ή ελαττωματικού συμπλέκτη βεντιλατέρ.
Σφάλµατα τοποθέτησης
Η πρόωρη αστοχία της αντλίας νερού συνδέεται, πολύ συχνά, με φθορά της εσωτερικής στεγανοποίησης. Παρόλα αυτά, oι περισσότερες βλάβες της αντλίας νερού δεν οφείλονται σε κακή ποιότητα της αντλίας, αλλά σε κακή τοποθέτηση. Πριν αντικαταστήσετε την αντλία νερού, θα πρέπει πρώτα να διαγνώσετε το πρόβλημα που προκάλεσε τη βλάβη της παλιάς αντλίας νερού. Κατά μέσο όρο, μια αντλία νερού θα αντέξει 100.000 χιλιόμετρα. Εάν αστοχήσει πριν από αυτό το διάστημα και αντικατασταθεί χωρίς σωστή διάγνωση, η διάρκεια ζωής της νέας αντλίας θα είναι κάπως μικρότερη από ό,τι θα έπρεπε.
Μόλις τοποθετηθεί η νέα αντλία νερού, είναι φυσιολογικό να δείτε μία μικρή διαρροή ψυκτικού υγρού στην οπή αποστράγγισης, καθώς χρειάζεται λίγος χρόνος για να αποκατασταθεί η σωστή λειτουργία της τσιμούχας.
Όταν λειτουργήσει λίγο ο κινητήρας, η διαρροή θα σταματήσει ή θα περιοριστεί σημαντικά. Εάν η αντλία παρουσιάζει σημάδια μεγαλύτερης διαρροής από την οπή αποστράγγισης μετά την περίοδο λειτουργίας, η αντλία νερού είναι ελαττωματική.
Προσοχή: Ποτέ μην περιστρέφετε την αντλία με το χέρι, όταν βρίσκεται σε στεγνή κατάσταση -αφού την αφαιρέσετε από το κουτί πριν την τοποθετήσετε-, καθώς η ξηρή περιστροφή μπορεί να καταστρέψει την τσιμούχα.
Η αντλία σε ξηρή κατάσταση, μπορεί να κάνει έναν θόρυβο, αλλά θα σταματήσει όταν το ψυκτικό λιπαίνει την επιφάνεια επαφής της τσιμούχας, αφού τοποθετηθεί η αντλία νερού στον κινητήρα. Εάν θέλετε να ελέγξετε την περιστροφή της νέας αντλίας πριν την τοποθετήσετε, βυθίστε την αντλία σε δοχείο γεμάτο με ψυκτικό υγρό και ελέγξτε την περιστροφή της χωρίς κανένα κίνδυνο.
Χρησιμοποιείτε πάντα νέο ψυκτικό υγρό και βεβαιωθείτε ότι η αντλία νερού είναι υγρή κατά την εκκίνηση. Κατά την τοποθέτηση της νέας αντλίας, γεμίστε το σύστημα ψυκτικού και, στη συνέχεια, γυρίστε την τροχαλία της αντλίας με το χέρι με πολλές περιστροφές πριν τοποθετήσετε τον ιμάντα στην τροχαλία. Αυτό θα αναγκάσει μία ποσότητα ψυκτικού να περάσει ανάμεσα στους δύο δακτυλίους στεγανοποίησης πριν ξεκινήσετε τον κινητήρα.
Ακολουθήστε τις υποδείξεις του κατασκευαστή κατά την τοποθέτηση. Συνήθως δεν επιτρέπει την χρήση φλαντζόκολλας.
Εάν χρησιμοποιήσετε φλαντζόκολλα όταν υπάρχει O ring, μία περίσσεια ποσότητας από αυτή αναμιγνύεται με το ψυκτικό υγρό και εισχωρεί στην επιφάνεια επαφής της τσιμούχας προκαλώντας διαρροή.
Εάν η αντλία νερού δεν έχει φλάντζα, η φλαντζόκολλα πρέπει να εφαρμόζεται με φειδώ και μόνο όπου απαιτείται. Εφαρμόστε ένα λεπτό ομοιόμορφο στρώμα κατά μήκος της ακμής και γύρω από τις οπές των βιδών. Η υπερβολική ποσότητα φλαντζόκολλας δυσκολεύει στην ευθυγράμμιση των εξαρτημάτων και κρύβει τον κίνδυνο να περάσει κόλλα στο κύκλωμα, όπου μπορεί να προκαλέσει σημαντική ζημιά.
Οι βλάβες
Όπως κάθε μηχανικό εξάρτημα, η τσιμούχα της αντλίας νερού κάποια στιγμή θα φθαρεί. Ακόμη και με το καλύτερο πρόγραμμα συντήρησης, τα ανταλλακτικά έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής. Μία συνηθισμένη αστοχία θα ξεκινήσει με την εμφάνιση μιας μικρής ποσότητας ψυκτικού από την οπή υπερχείλισης. Αυτό μπορεί να περάσει απαρατήρητο μέχρι να εμφανιστεί το υγρό στο έδαφος ή να γίνει εμφανής η μυρωδιά του καμένου υγρού.
Οι κυριότερες αιτίες βλάβης μίας αντλίας νερού είναι:
- Ελαττωματική τσιμούχα
- Τροχαλία κίνησης
- Προβληματικός ιμάντας
- Διάβρωση
- Κακή τοποθέτηση
- Σπηλαίωση
Και τα συμπτώματα που θα εμφανιστούν:
- Διαρροή νερού
- Σφύριγμα από την αντλία
- Υπερθέρμανση
- Ίχνη σκουριάς στο δοχείο διαστολής
- Αυξομειώσεις θερμοκρασίας
Η ηλεκτρόλυση είναι το αποτέλεσμα του ηλεκτρισμού που ρέει μέσω του συστήματος ψύξης και προκαλεί ηλεκτροχημικό φορτίο σε ορισμένα μέταλλα. Αυτή η ροή ρεύματος μπορεί να προκαλέσει ζημιά σε όλο το σύστημα ψύξης και να προξενήσει αποχρωματισμό, διάβρωση και αποφλοίωση μετάλλων, καθώς και δημιουργία μικρών οπών. Η αιτία της ηλεκτρόλυσης είναι μία χαλαρή ή κατεστραμμένη γείωση σε οποιαδήποτε ηλεκτρική πηγή ή η κακή ισορροπία του pH του ψυκτικού.
Εάν η αντλία νερού που πρόκειται να αντικατασταθεί έχει αυτά τα χαρακτηριστικά, ελέγξτε το ηλεκτρικό σύστημα. Μην χρησιμοποιείτε ποτέ το ψυγείο ως γείωση. Η κακή συντήρηση του συστήματος ψύξης μπορεί να προκαλέσει ανισορροπία PH του ψυκτικού μέσου που προκαλεί χημική ηλεκτρόλυση.
Η σπηλαίωση προκαλεί στο ψυκτικό υγρό υπέρθερμο ατμό που μπορεί να διαβρώσει τόσο το πλαστικό όσο και το μέταλλο. Η λανθασμένη ανάμειξη ψυκτικού και νερού είναι η κύρια αιτία της σπηλαίωσης.
Όταν δηµιουργείται σπηλαίωση, οι περιορισµοί στη ροή του ψυκτικού υγρού µπορούν, επίσης, να προκαλέσουν κενά λόγω της πίεσης ατµών και της αναρρόφησης που δηµιουργούνται από την αντλία.
ΝΙΚΟΣ ΒΑΣΙΛΑΚΗΣ
