Ηλεκτρικές αντλίες νερού
αντλία νερού

Ηλεκτρικές αντλίες νερού

Προσφέρουν απόδοση ψύξης λειτουργώντας ξεχωριστά από τον ιμάντα μετάδοσης κίνησης και επιτρέποντας στο ψυκτικό υγρό να ρέει ανεξάρτητα από τις στροφές του κινητήρα.

Οι αντλίες νερού αποτελούν μέρος του σύγχρονου συστήματος διαχείρισης θερμότητας που περιλαμβάνει όλο το φάσμα της ψύξης και του κλιματισμού. Είναι απαραίτητες για τους υδρόψυκτους κινητήρες και συμβάλλουν σημαντικά στην ασφάλεια και την ομαλή λειτουργία ενός αυτοκινήτου.

Τα περισσότερα επιβατικά αυτοκίνητα που κυκλοφορούν στον δρόμο είναι εξοπλισμένα με μηχανικά κινούμενες αντλίες νερού, οι οποίες παίρνουν κίνηση μέσω ιμάντων. Οι σύγχρονες ηλεκτρικές αντλίες νερού λειτουργούν πολύ διαφορετικά από τις συμβατικές – μηχανικές, ρυθμίζοντας ηλεκτρονικά τη ροή του ψυκτικού στο κύκλωμα ψύξης, ανεξάρτητα από την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα. Με αυτό τον τρόπο, περιορίζεται η σπατάλη ενέργειας και καυσίμου, όταν δεν απαιτείται μεγάλη παροχή από την αντλία.

Αρχή λειτουργίας

Οι μηχανικές αντλίες, οι οποίες κινούνται απευθείας από τον κινητήρα, παρέχουν συνεχώς ψυκτικό υγρό, όσο λειτουργεί ο κινητήρας, ακόμη και όταν δεν υπάρχει ανάγκη ψύξης. Μία μηχανική αντλία νερού με ιμάντα λειτουργεί στην ίδια ταχύτητα με τον κινητήρα, χωρίς να επηρεάζεται από τη θερμοκρασία του. Όταν το αυτοκίνητο ταξιδεύει με υψηλές ταχύτητες στον αυτοκινητόδρομο, ο κινητήρας απαιτεί λιγότερη ψύξη, καθώς ο αέρας τον ψύχει φυσικά. Ωστόσο, οι στροφές του είναι υψηλές, με ανάλογη επιρροή στη λειτουργία της μηχανικής αντλίας νερού, οπότε έχουμε υπερβολική ψύξη, καταναλώνοντας ισχύ. Αντίστοιχα, στο μποτιλιάρισμα, ο κινητήρας δουλεύει στο ρελαντί ή σε χαμηλές στροφές, ομοίως και η μηχανική αντλία που κινείται με ιμάντα, παρόλο που, σε αυτήν την κατάσταση, απαιτείται επιπλέον ροή ψυκτικού για την ψύξη του κινητήρα. Ως εκ τούτου, λειτουργεί με υψηλή απόδοση, όταν δεν απαιτείται, και το αντίθετο όταν απαιτείται.

Οι ηλεκτρικές αντλίες ενεργοποιούνται μεταβλητά, ανάλογα με την απαιτούμενη απόδοση ψύξης. Αυτή η ψύξη του κινητήρα με βάση τη ζήτηση μειώνει την απαίτηση ισχύος, καθώς και τις απώλειες τριβής και την κατανάλωση καυσίμου. Στην περίπτωση της ηλεκτρικής αντλίας, η ταχύτητά της ρυθμίζεται από μία ηλεκτρονική μονάδα για τη βέλτιστη θερμοκρασία.

Κατά τη διάρκεια της ψυχρής εκκίνησης, η ηλεκτρική αντλία ψυκτικού δεν αντλεί υγρό. Αυτό επιτρέπει στον κινητήρα να φτάσει τη θερμοκρασία λειτουργίας του πιο γρήγορα. Όταν, πια, επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία, η ηλεκτρονική μονάδα αλλάζει, συνεχώς, την ταχύτητα της ηλεκτρικής αντλίας νερού, ώστε να διατηρείται η βέλτιστη θερμοκρασία ανεξάρτητα από τις στροφές του κινητήρα.

Ο συνεχώς μεταβαλλόμενος έλεγχος επιτυγχάνεται μέσω ενός σήματος διαμορφωμένου πλάτους παλμού (PWM). Με αυτόν τον τρόπο, ο όγκος παροχής μπορεί να ελέγχεται πέρα από τις στροφές του κινητήρα, σύμφωνα με την πραγματική ζήτηση, και η θερμοκρασία του ψυκτικού μπορεί να διατηρείται σταθερή, όπως ακριβώς απαιτείται από το σύστημα. Ακόμη και στο ρελαντί ή μετά το σβήσιμο του κινητήρα, μία ηλεκτρική αντλία ψυκτικού μπορεί να προσφέρει επαρκή απόδοση ψύξης, καθώς δεν συνδέεται με τις στροφές του.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κύριες ή δευτερεύουσες αντλίες, καθώς λειτουργούν ανεξάρτητα από τον κινητήρα και όπως απαιτείται. Η τάση λειτουργίας τους είναι δυνατό να διαφέρει, ανάλογα με την αντλία νερού και το αυτοκίνητο, και κυμαίνεται μεταξύ 12 και 360 volt. Και η ισχύς τους, αντίστοιχα, μπορεί να διαφέρει, ανάλογα με την αντλία νερού, και κυμαίνεται μεταξύ 15 και 1.000 watt.

Αφού επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία του κινητήρα, η ταχύτητα της ηλεκτρικής αντλίας νερού αναπροσαρμόζεται, συνεχώς, ώστε να διατηρείται η βέλτιστη θερμοκρασία ανεξάρτητα από τις στροφές του κινητήρα.

Τα οφέλη

Το κύριο όφελος από τη χρήση της ηλεκτρικής αντλίας νερού είναι ο βελτιωμένος έλεγχος της θερμοκρασίας κινητήρα, σε συνδυασμό με την εξοικονόμηση καυσίμου και την αυξημένη ιπποδύναμη. Η προσαρμογή της ποσότητας της ροής του ψυκτικού, σύμφωνα με αυτό που πραγματικά απαιτείται, έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και μειώνει τις εκπομπές ρύπων, ειδικά σε συνθήκες ψυχρής εκκίνησης. Η ισχύς του κινητήρα που χρησιμοποιείται από την εν λόγω αντλία αυξάνεται, όσο ανεβαίνουν οι στροφές, αλλά και ο κυβισμός. Αυτό μεταφράζεται σε έως και 10 kw επιπλέον ισχύ, με ταυτόχρονη εξοικονόμηση καυσίμου. Η εξοικονόμηση καυσίμου εκτιμάται ότι είναι της τάξης του 3,5% έως 10%.

Άλλο πλεονέκτημα είναι οι χαμηλότερες εκπομπές ρύπων, λόγω της ταχύτερης προθέρμανσης του κινητήρα και της καλύτερης διαχείρισης της θερμοκρασίας του, μαζί με τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Η ταχύτερη αντίδραση του συστήματος θέρμανσης, μετά από μία κρύα εκκίνηση, επιφέρει βελτιωμένη αίσθηση και μεγαλύτερη ασφάλεια για τους επιβάτες.

Η μείωση του βάρους είναι, επίσης, μία βασική απαίτηση κάθε κατασκευαστή. Μία ηλεκτρική αντλία ζυγίζει λιγότερο από το μισό, συγκριτικά με μία μηχανική διάταξη. Σε πολλές περιπτώσεις, η χρήση της ηλεκτρικής αντλίας εξασφαλίζει χώρο, συνεισφέροντας στον στόχο του downsizing. Επιπλέον, προσφέρει ευελιξία τοποθέτησης, καθώς η αντλία είναι δυνατό να στερεωθεί σε οποιαδήποτε θέση, όπως απαιτείται, εντός του χώρου του κινητήρα, επιτρέποντας έτσι, περισσότερες επιλογές στον σχεδιασμό, π.χ. ενσωμάτωση σε άλλα στοιχεία του κυκλώματος ψύξης.

Μεγάλη γκάμα εφαρμογών

Οι ηλεκτρικές αντλίες νερού καθιστούν δυνατή μία πολύ μεγάλη γκάμα εφαρμογών, εκτός από την ψύξη του κινητήρα:

  • Έμμεση ψύξη αέρα εισαγωγής
  • Ψύξη των καυσαερίων κατά τη διαδικασία ανακυκλοφορίας
  • Ψύξη ηλεκτρονικών ισχύος ή και μπαταρίας, σε υβριδικά και ηλεκτρικά αυτοκίνητα
  • Ψύξη κιβωτίου ταχυτήτων.

Ανάλογα με τον τύπο κίνησης (κινητήρας εσωτερικής καύσης, υβριδικός, ηλεκτρικός) και το σύστημα, μπορούν να τοποθετηθούν μία ή και περισσότερες αντλίες σε ένα αυτοκίνητο.

ΤΟΥ ΝΙΚΟΥ ΒΑΣΙΛΑΚΗ   

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ:

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
Εγγραφείτε στο newsletter

Για να λαμβάνετε τα τελευταία νέα, ενημερώσεις και ειδικές προσφορές απευθείας στο email σας.