Результаты анализа, проведенного компанией Gates на основании рекламаций, подтверждают, что приблизительно 80 % всех сбоев в работе водяных помп (ВП) возникает по причине несоблюдения правил установки.
- Чуть более 50 % этих сбоев связано с «охлаждающей жидкостью»: смешивание охлаждающих жидкостей разного типа, неправильная промывка системы, использование водопроводной воды в качестве разбавителя вместо дистиллированной/деионизированной воды.
- Чуть менее 30 % сбоев возникает в результате ненадлежащего использования герметика в ВП, которые поставляются в комплекте с прокладкой или резиновым уплотнительным кольцом.
Сочетание всех этих факторов приводит к отказу ВП в результате постоянной утечки через наиболее чувствительный компонент — механическое уплотнение.
Очевидно, что всех этих рекламаций можно было бы избежать. Компания Gates подготовила видеоролик о монтаже, в котором рассказывается, как правильно установить ВП.
В этой статье более подробно рассматривается процедура монтажа помпы и объясняется, как повреждение механического уплотнения приводит к утечке и, в конечном счете, к преждевременному выходу ВП из строя.
1. Механическое уплотнение
См. рис. 1. Как правило, механическое уплотнение состоит из двух уплотнительных элементов/колец:
- Статическое уплотнение/кольцо
- Динамическое уплотнение/кольцо
Рис. 1
Статическое кольцо фиксируется внутри корпуса ВП и не вращается (= статический). При этом давление пружины позволяет ему перемещаться вдоль оси подшипника/вала рабочего колеса. За счет совместного усилия пружины и гидравлического давления, создаваемого охлаждающей жидкостью внутри герметичного корпуса, уплотнительные поверхности прижимаются друг к другу. При таком сопряжении поверхностей исключается утечка между валом и корпусом ВП. Динамическое кольцо фиксируется на валу. Поэтому динамическое кольцо вращается вместе с валом, приводимым в движение шкивом.
2. Почему механическое уплотнение является важным и чувствительным компонентом
Поверхности статических и динамических уплотнений подвергаются прецизионной механической обработке, благодаря которой обеспечиваются высокие показатели плоскостности и допуска обработки.
Внутри узла обе уплотняющие поверхности прижимаются друг к другу. Если бы уплотняющие поверхности вращались друг относительно друга в сухом состоянии без какой-либо смазки, они бы быстро изнашивались и выходили из строя. Такой износ обусловлен трением и нагревом
(см. рис. 2).
Пленка охлаждающей жидкости, которая образуется между динамическим и статическим кольцами, предотвращает трение и нагрев, поэтому перед включением ВП необходимо обеспечить наличие охлаждающей жидкости в помпе. Благодаря этой пленке образуется микрозазор, который поддерживается за счет пружины и гидравлических усилий, прижимающих уплотнительные поверхности друг к другу, и при этом давление между уплотнительными поверхностями (жидкостная пленка), создаваемое за счет охлаждающей жидкости, действует на разделение этих поверхностей.
Эта пленка охлаждающей жидкости выполняет функцию смазывающего и охлаждающего материала между уплотнительными поверхностями. В то же время пленка обеспечивает идеальное уплотнение между статическим и динамическим уплотнительными кольцами. Действие этой пленки аналогично действию масляной пленки, образуемой между стенками цилиндра двигателя и поршневыми кольцами.
Рис. 2
3. Создание пленки охлаждающей жидкости для защиты механического уплотнения
Для защиты поверхностей механического уплотнения от трения и нагрева необходимо обеспечить наличие слоя охлаждающей жидкости (микрозазора).
Не поддавайтесь искушению покрутить рабочее колесо ВП непосредственно после извлечения из коробки. «Сухой» ход новой помпы быстро приведет к выходу механического уплотнения из строя.
Существуют два способа создания пленки охлаждающей жидкости:
- Погрузите новую ВП (рабочим колесом вниз) в чистую емкость с охлаждающей жидкостью, рекомендованную производителем ТС (запрещается повторно использовать бывшую в употреблении охлаждающую жидкость, так как инородные частицы или грязь могут привести к преждевременному выходу из строя). Проверните шкив ВП приблизительно 10 раз вручную, чтобы пленка охлаждающей жидкости распределилась между поверхностями механического уплотнения.
- Альтернативный вариант: при установке новой ВП на двигатель залейте в систему охлаждения новую охлаждающую жидкость. Затем проверните ВП вручную приблизительно 10 раз, чтобы распределить пленку охлаждающей жидкости между поверхностями механического уплотнения.
Перед проверкой плавности хода рабочего колеса необходимо создать пленку охлаждающей жидкости; в противном случае механическое уплотнение будет повреждено, что приведет к разрушительным последствиям еще до монтажа ВП. При этом во время работы уплотнение будет интенсивно разрушаться и быстро выйдет из строя; в результате возникнет постоянная утечка.
4. Опорожнение и заполнение систем охлаждения
Перед установкой новой ВП полностью слейте жидкость из системы охлаждения и удалите из нее инородные материалы, в том числе ржавчину, накипь и любые твердые частицы.
Эта процедура эффективно осуществляется с помощью инструмента для промывки Gates PowerClean (R) Flush Tool 91002. Этот инструмент создает мощный, контролируемый поток и удаляет грязь, не повреждая компоненты системы.
Если система охлаждения опорожняется не в полной мере и не промывается, новая охлаждающая жидкость смешивается со старой и загрязняется.
5. Типы инородных включений
Наличие в системе грязи в виде твердых частиц размером всего 50 микрон (0,05 мм) может привести к необратимому повреждению поверхностей уплотнения (см. рис. 3). При повреждении уплотнительной поверхности возникшие на ней насечки образуют каналы утечки (см. рис. 4). Через эти каналы охлаждающая жидкость непрерывно вытекает из дренажного отверстия ВП в резервуар дренажной камеры. После заполнения резервуара жидкость начнет вытекать из вентиляционного отверстия дренажной камеры.
Дренажное отверстие — это небольшое отверстие, расположенное, как правило, в нижней точке ВП (после монтажа ВП). Утечка небольшого количества охлаждающей жидкости из этого отверстия — нормальное явление при пуске после монтажа. Многие ВП (примечание: не все ВП) оснащаются «дренажными камерами». Эти камеры предназначены для улавливания и выпаривания поступающей в них охлаждающей жидкости. Интенсивная утечка охлаждающей жидкости указывает на повреждение внутреннего уплотнения. В этом случае необходимо заменить ВП.
Обесцвеченные следы вытекшей охлаждающей жидкости вокруг дренажного отверстия и на корпусе ВП указывают на повреждение механического уплотнения вследствие загрязнения жидкости.
См. также: https://www.gatestechzone.com/ru/диагностика/система-охлаждения/признаки-неисправности-водяного- насоса
Рис. 3
Наличие грязи приводит к повреждению уплотнительных поверхностей механических уплотнений и образованию насечек, через которые вытекает охлаждающая жидкость. Результат — постоянная утечка из дренажного отверстия во время работы.
Рис. 4
Использование продуктов, предотвращающих утечки в системе охлаждения, может привести к необратимому повреждению механических уплотнений ВП. Это связано с тем, что такие продукты могут содержать соединения на основе глины и стекловолокна. Попадание компонентов таких соединений в зазор между уплотнительными поверхностями приводит к разделению уплотнений, повреждению их поверхностей и образованию каналов утечки (см. рис .5).
Для защиты поверхностей механического уплотнения от трения и нагрева необходимо обеспечить наличие слоя охлаждающей жидкости (микрозазора).
Рис. 5
6. Использование жидких уплотнительных материалов
Как правило, новые водяные помпы поставляются в комплекте с прокладкой. В качестве прокладки может использоваться бумажный, металлический или композитный компонент, а также резиновое уплотнительное кольцо. Только поставляемую в комплекте прокладку можно использовать в качестве уплотнительного материала между ВП и блоком двигателя. Категорически запрещается использовать какой-либо уплотнительный материал (герметик) в дополнение к такой прокладке. Эта избыточная и опасная мера нарушает условия гарантии, поскольку приводит к повреждению механического уплотнения. В результате возникает постоянная утечка и ВП преждевременно выходит из строя.
Если прокладки не входят в комплект поставки и производитель ТС рекомендует использовать уплотнительные материалы (герметик), соблюдайте рекомендации в отношении размера слоя используемого герметика (см. рис. 6). При чрезмерном количестве герметика существует риск засасывания излишков материала внутрь системы охлаждения, откуда герметик может попасть в механическое уплотнение. Неизбежный результат — преждевременный отказ ВП. В этом случае герметик более не выполняет функцию уплотнительного материала, а становится каналом утечки. Попадание компонентов герметика в зазор между уплотнительными поверхностями приводит к разделению уплотнений, повреждению их поверхностей и образованию каналов утечки.
Для защиты поверхностей механического уплотнения от трения и нагрева необходимо обеспечить наличие слоя охлаждающей жидкости (микрозазора).
Рис. 6
7. Смешивание охлаждающих жидкостей разного типа
При смешивании разных охлаждающих жидкостей возникают химические реакции, которые приводят к образованию свертывающихся
гелеобразных веществ при отделении (выпадании) силикатов из раствора охлаждающей жидкости. В результате система охлаждения засоряется.
Как правило, автомобильные системы охлаждения содержат смесь дистиллированной, деминерализованной или деионизированной воды с охлаждающей жидкостью в соотношении 50/50. Не используйте водопроводную воду! Водопроводная вода может содержать хлорид, который вызывает коррозию. Водопроводная вода может содержать кальций и магний, которые могут осаждаться внутри системы охлаждения, что приводит к закупориванию шлангов радиатора отопителя и, как результат, к отказу ВП.
Как правило, охлаждающая жидкость содержит этиленгликоль или пропиленгликоль. Смазочные и охлаждающие свойства гликоля и охлаждающие свойства воды помогают защищать механическое уплотнение.
См. также: https://www.gatestechzone.com/ru/новости/2021-07-cooling-system-maintenance
8. Рекомендованная практика выполнения работ в мастерской:
- Обязательно промойте систему охлаждения с помощью инструмента для промывки Gates PowerClean (R) Flush Tool 91002
- Запрещается вращать ВП вручную в сухом состоянии; предварительно помпу следует погрузить в новую охлаждающую жидкость
- Запрещается наносить герметик на компоненты ВП, оснащенной прокладкой или уплотнительным кольцом
- Обязательно проверьте расширительный бачок и/или радиатор на наличие грязи (инородных включений)
- Обязательно требуйте использования высококачественной охлаждающей жидкости, рекомендованной производителем автомобиля, при каждой замене охлаждающей жидкости