Una recente analisi dei dati sui reclami condotta da Gates conferma che circa l'80% di tutti i reclami relativi alle pompe dell'acqua (PA) sono il risultato del mancato rispetto delle procedure di installazione consigliate.
- Poco più del 50% di questi reclami ha come oggetto il "refrigerante" in generale: miscelazione di tipi diversi di refrigerante, lavaggio interno del sistema non corretto, uso di acqua del rubinetto come diluente al posto di acqua distillata/deionizzata
- Poco meno del 30% dei reclami è dovuto all'uso improprio di sigillante sulle PA, che erano già provviste di guarnizione o anello di tenuta in gomma
La combinazione di tutti questi fattori comporta guasti alla PA, causati da perdite continue dal suo componente più sensibile: la tenuta meccanica.
Chiaramente, tutti questi reclami avrebbero potuto essere evitati. Per venire incontro agli installatori, Gates ha prodotto un video sulla procedura di montaggio che illustra la corretta installazione di una PA.
In questo articolo esamineremo in dettaglio la procedura di installazione e spiegheremo perché una tenuta meccanica danneggiata causa perdite ed eventuali guasti prematuri della PA.
1.La tenuta meccanica
Osserviamo la Fig. 1. Una tenuta meccanica è generalmente composta da due anelli di tenuta:
- Anello di tenuta statico
- Anello di tenuta dinamico
Fig. 1
Il gruppo tenuta statica è fissato all'alloggiamento della PA e non ruota (= statico), ma la pressione della molla gli consente di spostarsi lungo l'asse del cuscinetto/albero della girante. La combinazione della forza della molla e della pressione idraulica del refrigerante assicura che le superfici di tenuta siano spinte l'una contro l'altra. In questo modo si evitano perdite tra l'albero e l'alloggiamento della PA. Il gruppo tenuta dinamica è fissato all'albero. Pertanto, la tenuta dinamica ruota insieme all'albero condotto azionato dalla puleggia.
2. Perché la tenuta meccanica è un componente così importante e sensibile
Sia la superficie della tenuta statica che quella della tenuta dinamica sono state sottoposte a lavorazione di precisione secondo rigide tolleranze di produzione per ottenere un'elevata qualità di planarità.
All'interno del gruppo, le due superfici di tenuta sono a contatto tra loro. Se le superfici di tenuta ruotassero l'una contro l'altra a secco, senza alcuna forma di lubrificazione, sarebbero soggette a usura e si guasterebbero presto a causa della combinazione di attrito superficiale e generazione di calore
(vedere Fig .2).
Per prevenire l'attrito superficiale e la generazione di calore, è sempre necessario introdurre un sottile strato di refrigerante tra la tenuta dinamica e quella statica prima della messa in funzione della PA. Questo sottile strato crea uno spazio microscopico che viene mantenuto dalla forza della molla e dalla forza idraulica che spingono le superfici di tenuta una contro l'altra, mentre la pressione esercitata dal liquido refrigerante tra le superfici di tenuta (il sottile strato di fluido) le allontana.
Questo sottile strato di refrigerante assicura la lubrificazione e consente il raffreddamento tra le superfici di tenuta. Allo stesso tempo, garantisce anche una perfetta tenuta tra l'anello statico e quello dinamico. Il fenomeno è molto simile a quello generato dallo strato d'olio che si forma tra la parete del cilindro e le fasce elastiche del motore.
Fig.2
3.Creazione di un sottile strato di refrigerante a protezione della tenuta meccanica
Ricordatevi che è sempre necessario introdurre un sottile strato di refrigerante (spazio microscopico) per proteggere le superfici della tenuta meccanica dall'attrito superficiale e dalla generazione di calore.
Astenetevi dal ruotare la girante sulla PA una volta estratta dalla scatola. Ogni tentativo di mettere in funzione una PA nuova a secco provocherà il rapido guasto della tenuta meccanica.
Esistono due modi per creare un sottile strato di refrigerante:
- Immergete la PA nuova, con la girante rivolta verso il basso, in un contenitore pulito di refrigerante raccomandato dal produttore del veicolo (non utilizzate mai il vecchio refrigerante, perché la presenza di eventuali particelle o contaminanti provocherà guasti prematuri). Ruotate manualmente la puleggia della PA circa 10 volte per consentire al refrigerante di distribuirsi uniformemente tra le superfici della tenuta meccanica
- In alternativa, quando installate la PA nuova sul motore, rabboccate il sistema di raffreddamento con il nuovo refrigerante. La PA può quindi essere ruotata manualmente per circa 10 volte, per consentire al refrigerante di distribuirsi uniformemente tra le superfici della tenuta meccanica
Se non inserite lo strato di refrigerante prima di verificare il libero movimento della girante, comprometterete la tenuta meccanica con conseguenze devastanti anche prima dell'installazione della PA. Infatti, la tenuta si usurerà e si romperà presto, con conseguenti perdite continue durante il funzionamento.
4.Svuotamento e riempimento dei sistemi di raffreddamento
Prima di montare una nuova PA, svuotate completamente il sistema di raffreddamento e assicuratevi che tutte le impurità, come ruggine, incrostazioni e qualsiasi altra particella solida eventualmente presente, siano state rimosse.
Per farlo in modo sicuro ed efficiente, utilizzate lo strumento di lavaggio interno PowerClean (R) di Gates 91002. Lo strumento consente di ottenere un flusso controllato ma potente che rimuove i contaminanti senza danneggiare alcun componente.
Se il sistema di raffreddamento non è stato completamente svuotato e lavato, il nuovo refrigerante si mischia con quello vecchio e con le particelle contaminanti già presenti.
5.Tipi di contaminanti
La contaminazione da particelle solide di dimensioni fino a 50 micron (0,05 mm) può causare danni irreversibili alle superfici di tenuta (vedere Fig.3). Una volta danneggiata la superficie di tenuta, eventuali intaccature fungeranno da vie di perdita (vedere Fig.4). Queste vie consentiranno al refrigerante di fuoriuscire continuamente dal foro di scarico della PA e di entrare nel serbatoio della camera di scarico. Quando il serbatoio è pieno, si verificheranno perdite dal foro di sfiato della camera di scarico.
Il foro di scarico è un piccolo foro generalmente situato sul punto più basso della PA nella posizione di montaggio. Dopo l'installazione, una piccola perdita di refrigerante dal foro di scarico è normale, soprattutto in partenza. Molte PA dispongono di "camere di scarico" (anche se non tutte ne sono provviste). La funzione di queste camere è di catturare e far evaporare queste perdite di refrigerante. Se le perdite di refrigerante sono abbondanti vuol dire che una tenuta interna è guasta. La PA deve essere sostituita.
Segni scoloriti di perdita di refrigerante intorno al foro di scarico e sul corpo stesso della PA indicano che la tenuta meccanica si è guastata a causa di qualche forma di contaminazione.
Vedere anche: https://www.gatestechzone.com/en/problem-diagnosis/cooling-system/water-pump-failure- signs
Fig.3
La contaminazione da particelle danneggia le superfici della tenuta meccanica, creando intaccature che fungono da vie di perdita. Una conseguenza diretta è la perdita continua dal foro di scarico durante il funzionamento.
Fig.4
I prodotti utilizzati per arrestare le perdite del sistema di raffreddamento possono causare danni irreversibili alle tenute meccaniche sulle PA. Infatti, questi tipi di prodotti possono contenere una combinazione di composti a base di argilla e fibre di vetro. L'intrusione di elementi del composto tra le superfici di tenuta provoca separazione, danni alle superfici di tenuta e crea vie di perdita (vedere Fig.5).
Ricordatevi che è sempre necessario introdurre un sottile strato di refrigerante (spazio microscopico) per proteggere le superfici della tenuta meccanica dall'attrito superficiale e dalla generazione di calore.
Fig.5
6.Utilizzo di sigillanti liquidi
Una PA nuova viene generalmente fornita completa di guarnizione. La guarnizione può essere di carta, metallo, materiale composito o un anello di tenuta in gomma. La guarnizione fornita deve essere l'unica forma di tenuta tra la PA e il blocco motore. Non utilizzate mai sigillante insieme a una di queste guarnizioni. Non è necessario, è pericoloso e invalida la garanzia, perché comporta danni alla tenuta meccanica. La conseguenza è una perdita continua e un guasto prematuro della PA.
Se non sono fornite guarnizioni e il produttore del veicolo consiglia l'uso di sigillante, assicuratevi di applicarlo rispettando le quantità raccomandate (vedere Fig. 6). Quantità eccessive di sigillante potrebbero essere aspirate all'interno del sistema di raffreddamento e raggiungere la tenuta meccanica. La conseguenza inevitabile è il guasto prematuro della PA. Il sigillante non assolve più alla sua funzione, ma al contrario crea una via di perdita. L'intrusione di elementi del composto tra le superfici di tenuta provoca separazione, danni alle superfici di tenuta e crea vie di perdita.
Ricordatevi che è sempre necessario introdurre un sottile strato di refrigerante (spazio microscopico) per proteggere le superfici della tenuta meccanica dall'attrito superficiale e dalla generazione di calore.
Fig.6
7.Miscelazione di diversi tipi di refrigerante
L'intermiscelazione di refrigeranti a tecnologia diversa causa reazioni chimiche che possono produrre il coagulo di sostanze gelatinose
se i silicati si separano (precipitano) dalla soluzione refrigerante. Ciò crea ostruzioni nel sistema di raffreddamento.
I sistemi di raffreddamento per autoveicoli contengono normalmente una miscela 50/50 di acqua distillata, demineralizzata o deionizzata e refrigerante. Non usate acqua del rubinetto! L'acqua del rubinetto contiene quasi sempre cloruro corrosivo. L'acqua del rubinetto può contenere calcio e magnesio che possono depositarsi all'interno del sistema di raffreddamento, causando ostruzioni all'interno dei tubi del radiatore con conseguenti guasti alla PA.
Il refrigerante generalmente contiene etilenglicol o propilenglicol. Le proprietà di lubrificazione e raffreddamento del glicol, insieme alle proprietà di raffreddamento dell'acqua, contribuiscono a proteggere la tenuta meccanica.
Vedere anche: https://www.gatestechzone.com/en/news/2021-07-cooling-system-maintenance
8.Buone pratiche di officina:
- Lavate correttamente il sistema di raffreddamento con uno strumento di lavaggio interno PowerClean (R) di Gates 91002
- Non fate girare manualmente la PA a secco, ma solo immergendola in refrigerante nuovo
- Non applicate sigillante a PA già provviste di guarnizione o anello di tenuta
- Controllate che la vaschetta di espansione e/o il radiatore non presentino segni di contaminazione
- Attenetevi alle indicazioni del produttore del veicolo sulla qualità del refrigerante ogni volta che rabboccate il sistema di raffreddamento