Уплотнение современных водяных насосов

Feb 08, 2024

За последние 20 лет мы стали свидетелями развития водяных насосов и систем охлаждения, направленных на снижение выбросов при запуске. Мы также стали свидетелями революции в материалах, используемых для блоков цилиндров, головок цилиндров и компонентов системы охлаждения. Сегодня охлаждающая жидкость может течь через железный блок, алюминиевую ГБЦ и пластиковый корпус термостата.

Герметизация этих компонентов является непростой задачей для инженеров, поскольку они имеют разную скорость расширения. Обычные волокнистые прокладки и некоторые герметики не выдерживают расширения и сжатия различных компонентов.

Рассмотрим механические силы, действующие на водяной насос. У большинства водяных насосов сила, прикладываемая к корпусу ремнем системы привода вспомогательных агрегатов. Эта боковая нагрузка создает нагрузку не только на вал, но и на корпус. Некоторые OEM-производители приводят насос в действие с помощью шкива, установленного на распределительном валу. Вместе с этими изменениями двигателя и водяного насоса поменялись и прокладки.

Некоторые водяные насосы уплотнены уплотнительными кольцами на входе и выходе. В большинстве случаев герметик не требуется. В большинстве инструкций по установке рекомендуется покрыть эти уплотнительные кольца охлаждающей жидкостью или маслом для смазки уплотнения и обеспечения возможности независимого расширения и сжатия двух компонентов.

Перед установкой уплотнительного кольца убедитесь, что поверхности гладкие и не содержат мусора. Кроме того, проверьте корпус на предмет кавитационных повреждений: уплотнительное кольцо не может герметизировать поверхность, покрытую ямками.

Современные несущие прокладки, расположенные между двигателем и водяным насосом, позволяют двум компонентам расширяться и сжиматься, не нарушая герметичность. Эти типы прокладок состоят из эластомерных материалов, отформованных на поверхности пластиковой или металлической детали.

Эти типы прокладок «сжимаются» на месте. Их толщина и материалы определяют уплотняющие способности прокладки. Также обратите внимание, что величина зажимного усилия имеет решающее значение, и рекомендуется использовать динамометрический ключ.

Если новый или восстановленный водяной насос поставляется с несущей прокладкой, вы не улучшите уплотнение, покрыв его герметиком из тюбика или баллончика. Фактически, вы можете создать проблемы, если не позволите кромке прокладки изменить форму, чтобы приспособиться к разным скоростям расширения. Кроме того, добавленное вещество может быть химически несовместимо с новой прокладкой.

Если для прокладки несущего типа требуется герметик, некоторые из них будут включать его в комплект. Большинство производителей сменных прокладок прилагают инструкции по установке, в которых указано, нужно ли применять герметики.

Главным убийцей прокладок водяного насоса является охлаждающая жидкость. Свежая охлаждающая жидкость содержит буферы, которые могут контролировать pH. Пренебрежение интервалами замены охлаждающей жидкости может привести к истощению присадок охлаждающей жидкости, которые поддерживают кондиционирование материалов прокладок. Кавитирующая кислотная охлаждающая жидкость еще более вредна для пластиковых композитных рабочих колес и прокладок, поскольку пары становятся кислыми.

Кроме того, прокладки разработаны с учетом совместимости с составом охлаждающей жидкости. Использование неправильной охлаждающей жидкости может привести к хрупкости пластиковых прокладок держателя. Неподходящая охлаждающая жидкость также может повредить уплотнения вала водяного насоса.

В чрезвычайно холодном климате можно использовать смесь антифриза с концентрацией до 70% для снижения температуры замерзания охлаждающей жидкости, но компромиссом является снижение эффективности охлаждения, поскольку этиленгликоль менее эффективно передает тепло. Если концентрация антифриза в воде слишком высока в жаркую погоду, это может увеличить риск перегрева двигателя и повысить вероятность возникновения кавитации в насосах. Пакеты присадок для охлаждающей жидкости содержат смачивающие вещества или поверхностно-активные вещества, которые уменьшают поверхностное натяжение и позволяют охлаждающей жидкости более эффективно передавать тепло.

Состояние всей системы охлаждения может способствовать кавитации водяного насоса и повреждению прокладок. Если система не способна эффективно передавать тепло, это приведет к появлению горячих точек и повышению давления в системе. Кроме того, негерметичность системы может вызвать кавитацию в насосах, поскольку из-за отсутствия давления температура пара охлаждающей жидкости ниже. Вот почему важно проводить испытания под давлением.