La conception et le fonctionnement d'une pompe à eau (pompe) dans un moteur automobile

L'échange de chaleur dans le moteur s'effectue par le transfert d'énergie d'une source située dans la zone du cylindre à l'air soufflé à travers le radiateur de refroidissement. Une pompe centrifuge à palettes, communément appelée pompe, est chargée de donner le mouvement au liquide de refroidissement dans un système de type liquide. Souvent par inertie, l'eau, même si l'eau propre n'est plus utilisée dans les voitures depuis longtemps.

Composants de la pompe

La pompe de circulation antigel est théoriquement réalisée sans prétention, son travail est basé sur le fait que le liquide est projeté par les forces centrifuges sur les bords des aubes, d'où il est injecté dans les chemises de refroidissement. La compo comprend :

• un arbre, à une extrémité duquel se trouve une roue d'injection en métal ou en plastique, et à l'autre - une poulie d'entraînement pour une courroie trapézoïdale ou une autre transmission;
• boîtier avec une bride pour le montage sur le moteur et logeant les pièces internes ;
• roulement sur lequel l'arbre tourne;
• un joint d'huile qui empêche les fuites d'antigel et sa pénétration dans le roulement ;
• une cavité dans le corps, qui n'est pas une pièce séparée, mais fournit les propriétés hydrodynamiques nécessaires.

La pompe est généralement située sur le moteur à partir de la partie où se trouve le système d'entraînement des accessoires à l'aide de courroies ou de chaînes.

La physique d'une pompe à eau

Pour faire tourner le caloporteur liquide en cercle, il est nécessaire de créer une différence de pression entre l'entrée et la sortie de la pompe. Si une telle pression est obtenue, alors l'antigel se déplacera de la zone où la pression est la plus élevée, à travers tout le moteur jusqu'à l'entrée de la pompe avec un vide relatif.

Le mouvement des masses d'eau nécessitera des dépenses énergétiques. Le frottement liquide de l'antigel sur les parois de tous les canaux et tuyaux empêchera la circulation, plus le volume du système est important, plus le débit est élevé. Pour transmettre une puissance importante, ainsi qu'une fiabilité maximale, un entraînement mécanique à partir de la poulie d'entraînement du vilebrequin est presque toujours utilisé. Il existe des pompes à moteur électrique, mais leur utilisation est limitée aux moteurs les plus économiques, où l'essentiel est le coût minimal du carburant, et les coûts d'équipement ne sont pas pris en compte. Ou dans les moteurs avec des pompes supplémentaires, par exemple avec des préchauffeurs ou des chauffages de cabine doubles.

Il n'y a pas d'approche unique à partir de quelle courroie pour entraîner la pompe. La plupart des moteurs utilisent une courroie de distribution crantée, mais certains concepteurs ont estimé qu'il ne valait pas la peine de lier la fiabilité de la synchronisation au système de refroidissement, et la pompe y est entraînée à partir de la courroie d'alternateur externe ou de l'une des courroies supplémentaires. Semblable au compresseur de climatisation ou à la pompe de direction assistée.

Lorsque l'arbre avec la roue tourne, l'antigel fourni à sa partie centrale commence à suivre le profil des pales, tout en subissant des forces centrifuges. En conséquence, cela crée une surpression sur le tuyau de sortie et le centre est réapprovisionné avec de nouvelles portions provenant du bloc ou du radiateur, en fonction de la position actuelle des vannes thermostatiques.

Les dysfonctionnements et leurs conséquences sur le moteur

Les pannes de pompe peuvent être classées comme obligatoires ou catastrophiques. Il ne peut y en avoir d'autres ici, l'importance du refroidissement est extrêmement élevée.

En cas d'usure naturelle ou de défauts de fabrication de la pompe, le roulement, le presse-étoupe ou la roue peuvent commencer à s'effondrer. Si dans ce dernier cas il s'agit probablement d'un défaut d'usine ou d'économies criminelles sur la qualité des matériaux, alors le roulement et le presse-étoupe vieilliront inévitablement, la seule question est le timing. Un roulement mourant annonce généralement ses problèmes avec un bourdonnement ou un craquement, parfois un sifflement aigu.

Le plus souvent, les problèmes de pompe commencent par l'apparition de jeu dans les roulements. Malgré l'apparente simplicité de la conception, ils sont chargés ici de manière significative. Cela est dû aux facteurs suivants :

• le roulement est rempli de graisse une fois en usine et ne peut pas être remplacé pendant le fonctionnement.
• quels que soient les joints de la cavité interne du roulement, où se trouvent ses éléments roulants, billes ou galets, l'oxygène atmosphérique y pénètre, ce qui à haute température de l'ensemble provoque un vieillissement rapide du lubrifiant ;
• le roulement subit une double charge, en partie en raison de la nécessité de transférer une puissance importante à travers l'arbre vers la roue tournant dans un milieu liquide à grande vitesse, et principalement en raison de la force de tension élevée de la courroie d'entraînement, qui, de plus, est souvent trop serré lors des réparations si un tendeur automatique n'est pas fourni ;
• extrêmement rarement, une courroie séparée est utilisée pour faire tourner la pompe, généralement plusieurs unités auxiliaires assez puissantes avec des rotors massifs et une résistance variable à la rotation accrochées à l'entraînement commun, il peut s'agir d'un générateur, d'arbres à cames, d'une pompe de direction assistée et même d'une climatisation compresseur;
• il existe des conceptions dans lesquelles un énorme ventilateur pour le refroidissement forcé du radiateur est fixé à la poulie de la pompe, bien qu'à l'heure actuelle presque tout le monde ait laissé une telle solution;
• les vapeurs d'antigel peuvent pénétrer dans le roulement par un presse-étoupe qui fuit.

Même si un roulement de haute qualité ne tombe pas en panne, un jeu peut s'y former en raison de l'usure. Dans certains nœuds, c'est assez sûr, mais pas dans le cas d'une pompe. Son arbre est scellé par un joint d'huile de conception complexe, qui est pressé par une surpression de l'intérieur du système. Il ne pourra pas fonctionner dans des conditions de vibrations à haute fréquence en raison du jeu des roulements pendant une longue période. L'antigel chaud qui le pénètre goutte à goutte va commencer à pénétrer dans le roulement, laver le lubrifiant ou provoquer sa dégradation, et tout se terminera par une avalanche d'usure.

Le danger de ce phénomène est également que la pompe est souvent entraînée par la courroie de distribution, dont dépend la sécurité du moteur dans son ensemble. La courroie n'est pas conçue pour fonctionner dans des conditions où elle est versée avec de l'antigel chaud, elle s'usera et se cassera rapidement. Sur la plupart des moteurs, cela conduira non seulement à un arrêt, mais à une violation des phases d'ouverture des soupapes sur un moteur encore en rotation, qui se terminera par une rencontre des plaques de soupape avec les fonds de piston. Les tiges de soupapes vont se plier, il faudra démonter le moteur et changer les pièces.

A cet égard, il est toujours recommandé de remplacer préventivement la pompe à chaque installation programmée d'un nouveau kit de calage, dont la fréquence est clairement indiquée dans la notice. Même si la pompe a l'air plutôt bien. La fiabilité est plus importante, de plus, vous n'avez pas à dépenser d'argent pour un démontage imprévu de l'avant du moteur.

Il y a des exceptions à chaque règle. Dans le cas d'un remplacement de pompe, cela est dû à l'utilisation de produits qui ont évidemment une ressource plus longue que même l'équipement d'usine. Mais ils sont aussi beaucoup plus chers. Que préférer, un remplacement fréquent ou une ressource incroyable - chacun peut décider par lui-même. Bien que l'une des pompes les plus merveilleuses puisse être involontairement tuée par un antigel de mauvaise qualité, son remplacement intempestif ou des violations du mécanisme ou de la technologie de tension de l'entraînement par courroie.