Jaké jsou příznaky selhání čerpadla?

Zde najdete užitečné informace a cenné rady o čerpadle chladicí kapaliny nebo vodní pumpě pro automobily.

Čerpadlo chladicí kapaliny cirkuluje chladicí kapalinu v chladicím okruhu a spolehlivě odvádí teplo motoru do okolního vzduchu. Zároveň je to nejvíce zatěžovaná součást chladicího systému. Na této stránce zjistíte, jak fungují čerpadla chladicí kapaliny, co může způsobit jejich selhání a co je třeba vzít v úvahu při jejich výměně.

Důležité bezpečnostní pokyny
Následující informace a praktické rady sestavila společnost HELLA, aby poskytla odbornou pomoc autoservisům. Informace uvedené na této webové stránce by měli používat pouze vhodně vyškolení odborníci.

Porucha vodní pumpy

Možné vzory poškození při poruše vodního čerpadla

ČERPADLO: PRINCIP FUNKCE

Čerpadla chladicí kapaliny, často jednoduše nazývaná vodní čerpadla, jsou většinou poháněna mechanicky, prostřednictvím rozvodového nebo hadovitého řemene, a pohybují chladicí kapalinou chladicím okruhem motoru. Čerpadla mohou být přímo připojena přírubou k motoru nebo mohou být také namontována samostatně. Strukturální formy jsou velmi odlišné.

Čerpadla chladicí kapaliny musí odolávat velkým teplotním výkyvům (od -40°C do cca +120°C). Variabilní otáčky (500–8000 ot./min) a tlaky až 3 bary vyžadují vysokou odolnost ložisek a těsnění.

Pro úsporu paliva budou v budoucnu stále častěji používána elektricky poháněná a elektronicky řízená čerpadla chladicí kapaliny.

Princip

Hnací kolo a oběžné kolo jsou umístěny na hřídeli s kloubovou opěrou. Mechanická ucpávka utěsňuje hřídel čerpadla směrem ven. Rotační pohyb oběžného kola posouvá chladicí kapalinu přes chladicí systém. Oběžná kola jsou obvykle vyrobena z plastu nebo kovu. Zatížení ložisek s plastovými oběžnými koly je menší. Zároveň nejsou tak náchylné ke kavitaci. Plastová oběžná kola však časem zkřehnou. Mechanická ucpávka je neustále mazána a chlazena chladicí kapalinou. Kvůli konstrukci může malé množství chladicí kapaliny vniknout do prázdného prostoru za O-kroužkem a unikat ven na odlehčovacím portu čerpadla. Možná viditelné stopy chladicí kapaliny nejsou jasným důkazem závady čerpadla.

Životnost čerpadla chladicí kapaliny je výrazně ovlivněna následujícími faktory:
správná instalace;

• péče a údržba chladicího systému;
• kvalitu chladiva.
• Stav a funkční připravenost hnacího řemene a souvisejících pomocných jednotek.

Elektrická čerpadla chladicí kapaliny

Mechanická čerpadla chladicí kapaliny, která jsou přímo poháněna motorem, neustále pohybují chladicí kapalinou za chodu motoru, i když není potřeba chlazení. Elektrická čerpadla chladicí kapaliny s integrovaným elektronickým ovládáním se naopak zapínají plynule podle požadovaného chladicího výkonu. Lze je použít jako hlavní, pomocná nebo i oběhová čerpadla a pracovat nezávisle na motoru a podle potřeby. Při studeném startu elektrické čerpadlo chladicí kapaliny nejprve nepracuje. Díky tomu motor rychleji dosáhne provozní teploty. I při volnoběhu nebo po zastavení motoru může elektrické čerpadlo chladicí kapaliny poskytnout dostatečný chladicí výkon, protože to nesouvisí s otáčkami motoru. Tato potřeba chlazení motoru snižuje spotřebu energie a zároveň snižuje ztráty třením a spotřebu paliva. Elektrická čerpadla chladicí kapaliny v moderních chladicích systémech tak pomáhají snižovat škodlivé emise.

Další výhodou je, že elektrická čerpadla chladicí kapaliny lze instalovat jednotlivě mimo motor. Jsou relativně lehké a díky jejich bezkartáčovému provedení nevyžadují žádnou údržbu. Při provozním napětí 12–360 V dosahují výkonu od 15 do 1000 W. Elektromotor čerpadla je chlazen chladicí kapalinou. Plynulé ovládání se provádí zapnutím řídicího signálu šířky pulzu (PWM). Objemový průtok lze tedy nastavit nezávisle na otáčkách motoru podle aktuální potřeby a teplotu chladicí kapaliny lze udržovat konstantní podle podmínek systému. Díky integraci do palubní elektroniky jsou pro diagnostiku k dispozici elektrická čerpadla chladicí kapaliny. V závislosti na typu pohonu (spalovací motor, hybridní, elektrický) a systému může být ve vozidle instalováno jedno nebo více čerpadel.

Elektrická čerpadla chladicí kapaliny mají mnoho aplikací:

• chlazení motoru,
• chlazení plnicího vzduchu,
• chlazení systému recirkulace výfukových plynů,
• Chlazení pohonu a baterie v hybridních a elektrických vozidlech
• chlazení převodovky,
• chlazení různých pomocných pohonů.

ZÁVADY ČERPADLA: ZNÁMKY

PORUCHA ČERPADLA CHLADICÍ KAPALINY MŮŽE MÍT NÁSLEDUJÍCÍ NÁSLEDKY:

• Zvuky
• Úbytek chladicí kapaliny (obrázek 2)
• Nedostatečné chlazení/přehřívání motoru

SELHÁNÍ MŮŽE BÝT ZPŮSOBENO NÁSLEDUJÍCÍMI DŮVODY:

• Mechanické poškození:
  — oslabené/zlomené oběžné kolo
  – selhání ložiska nebo těsnění
  — poškození hnacího kola
• Zmenšení průřezu v důsledku koroze nebo tmelu
• Kavitace:
  — poškození oběžného kola v důsledku tvorby a rozpadu bublinek páry v chladicí kapalině (obr. 3)
• Elektrická závada (zkrat/přerušený vodič)

PŘÍČINY PORUCHY ČERPADLA – MOŽNÉ POŠKOZENÍ: POŠKOZENÍ

POŠKOZENÉ HNACÍ KOLO/UVOLNĚNÝ KROUŽEK HNACÍHO KOLA:

• Příliš vysoké napnutí hnacího řemene
• Nesprávné seřízení pásu

PORUCHA LOŽISKA VODNÍHO ČERPADLA (SEPARATOR LOŽISKA):

• Silné vibrace v důsledku vadné spojky Visco

ÚNIK CHLADICÍ KAPALINY U ČERPADLA NAPŘÍKLAD Z NÁSLEDUJÍCÍCH DŮVODŮ:

• Nadměrná aplikace tmelu. Zbytky tmelu se mohou dostat do chladicího okruhu a poškodit např. mechanickou ucpávku

KOROZE V CELÉM CHLADICÍM SYSTÉMU:

• Vadné těsnění hlavy válců – výfukové plyny motoru vstupují do chladicího systému. Negativní změna hodnoty pH

ČÁSTI ČERPADLA, JAKO JSOU OBĚŽNÉ KOLO, SKŘÍŇ, MECHANICKÉ TĚSNĚNÍ A HŘÍDEL JSOU VÁŽNĚ POŠKOZENY KOROZI DÝNOVOU:

• Stará chladicí kapalina s vysokým podílem chloridů (sloučenin solí) v kombinaci s vysokými teplotami.

NADMĚRNÝ ÚNIK CHLADICÍ KAPALINY NA VÝSTUPU:

• Způsobeno korozí v chladicím systému

VÝMĚNA ČERPADLA (VODNÍHO ČERPADLA): VIDEO

Instrukce k instalaci

Při výměně čerpadla chladicí kapaliny je třeba vždy dodržet uvedené normy v průvodních dokumentech k čerpadlu a speciální montážní návod výrobce vozidla. Pokud je chladicí systém znečištěný, je nutné jej propláchnout. K tomuto účelu je vhodný například čistič chladicího systému HELLA.

Chladicí systém smí být naplněn pouze chladicí kapalinou, která odpovídá specifikacím výrobce vozidla. Naplňte systém nebo z něj odstraňte vzduch podle pokynů výrobce vozidla. Nesprávná instalace může způsobit přehřátí motoru, poškození řemenového pohonu a/nebo poškození motoru.

Informace o použití, specifikacích a intervalech výměn chladicí kapaliny naleznete v příslušných technických informacích „Chladicí kapaliny“.

HELLA je partnerem nezávislých workshopů –
společně uvedeme váš vůz zpět do provozu co nejdříve

Čerpadlo je důležitým prvkem chladicího a topného systému v automobilu, což naznačuje nutnost jeho stálého nepřetržitého provozu ve správné formě. Často přitom dochází k situacím, kdy vodní čerpadlo začne plnit své deklarované funkce jinak než na začátku, a to se může projevit různě. V tomto případě je vhodné zmínit výraznou vůli na hřídeli samotného čerpadla, viditelné porušení těsnosti výrobku, případně jiné závady, které se projeví opotřebením hlavního zařízení. Pokud jsou takové příznaky zjištěny, můžeme s jistotou říci, že vodní čerpadlo nefunguje správně, což znamená, že vyžaduje opravu nebo výměnu.

Příznaky, které indikují poruchu čerpadla

V praxi je známo šest faktorů, které budou indikovat pokles výkonu čerpadla. Vyjmenujme a stručně popišme každý z těchto bodů:

• Vzhled cizího hluku, který není charakteristický pro počáteční provoz čerpadla. Měli byste poslouchat, zda se při zapnutí čerpadla neozývají neobvyklé, nečisté zvuky připomínající kňučení nebo slabé vytí. Přítomnost takového hluku téměř zaručeně naznačuje, že ložisko se opotřebovalo do takové míry, že při každém otočení čerpadla se oběžné kolo dotýká jeho skříně. Za takových okolností je nutná výměna vadného ložiska.
• Značná vůle v řemenici vodní pumpy. Důvodem je dočasné opotřebení celého zařízení a také různé druhy mechanického poškození. Ložisko jako nejvíce zapojený prvek systému je často prvním, kdo selže v celé konstrukci čerpadla. Přítomnost hry můžete zkontrolovat prsty – existující prostorové mezery jsou snadno rozpoznatelné a hmatatelné.
• Ztráta komplexní těsnosti v důsledku toho, vzhled netěsností. Hlavní místa úniku jsou umístěna na základně těsnění, ale nemrznoucí kapalina může unikat i z jiných míst – z oběžného kola nebo skříně čerpadla. Netěsnosti lze vidět v podobě olejových nebo mokrých skvrn přímo na podlaze/země pod vozem, případně v dutině pod kapotou.
• Vůně nemrznoucí směsi ve vzduchu. Charakteristický, přetrvávající zápach nemrznoucí kapaliny je cítit při každém otevření kapoty vozu, ale také v kabině samotné, protože do ní budou neustále vycházet odpovídající výpary ventilačním systémem. Vůně má nasládlé kyselé tóny smíchané s podílem alkoholových par.
• Odchylka rotačních středů upevnění. Tento příznak se týká zejména systému rozvodu plynu a jeho hnacích ozubených kol nebo napínacích kladek. Odchylky od sudé normy lze zjistit umístěním pravítka, měřicí pásky nebo jiného sudého předmětu rovnoběžně s čerpadlem a válečky.
• Plynulé a rychlé zvýšení teploty běžícího motoru při zapnutí. Varovná kontrolka na palubní desce vozidla bude indikovat zvýšení teploty samotného motoru a také napuštěné nemrznoucí kapaliny. Když teplota dosáhne bodu varu, může z nemrznoucí směsi začít vycházet charakteristická horká pára. Pokud k tomu dojde, stupeň nebezpečí takové poruchy je považován za kritický a používání vozu s takovým problémem je přísně zakázáno z důvodů ohrožení bezpečnosti řidiče a jeho okolí.

Pokud jste jako řidič zjistili alespoň jeden z výše uvedených příznaků, doporučujeme vám kontaktovat důvěryhodné servisní středisko a provést požadovaná diagnostická opatření. Některé z těchto faktorů jsou natolik závažné, že jejich ignorování povede k výraznému přehřátí zařízení a představuje vážné nebezpečí pro účastníky silničního provozu, včetně samotného řidiče. Specialisté servisní dílny budou schopni identifikovat příčiny stávajících „příznaků“ a také přijmou nezbytná opatření k nápravě poruch.

Příčiny poruchy čerpadla

Každý majitel vozidla se tak či onak zajímá o odpověď na otázku, proč může čerpadlo začít fungovat nesprávně. V ignoranci navíc často zůstávají nejen začínající řidiči, ale i velmi zkušení motoristé se značnými zkušenostmi. Pro oba bude užitečné dozvědět se o objektivních důvodech, proč jedna z hlavních částí stroje, vodní čerpadlo, selhává. Uvádíme ty hlavní:

• Porucha ložiska čerpadla. Hlavním důvodem je banální běh času, který způsobuje značné otěry materiálů ložisek, a proto přestává plynule procházet kruhy otáčení čerpadla. Proces zastarávání této části lze urychlit akcemi, jako je nadměrné, nadměrné napínání řemene, které vytváří zbytečné namáhání. To se také může stát v důsledku nemrznoucí kapaliny, která se dostane na třecí páry, když se ložisko dostane do kontaktu s tělesem čerpadla, k čemuž dochází, když těsnění není utěsněné.
• Manžety se sundají, úroveň těsnění se změní. Ze dvou prvků těsnění čerpadla (olejové těsnění a manžety) je to olejové těsnění-těsnění, které jako první trpí neopravitelným opotřebením. Hlavním důvodem je dočasné opotřebení a také přirozené opálení pryžových součástí. Obvykle se jako první rozbijí těsnící prvky vyrobené z levnějších nekvalitních materiálů.
• Nesouosost montáže. Tato vlastnost se týká rozvodu plynu a jeho hnacích mechanismů nebo napínacích kladek. Odchylky od nynějška lze pozorovat držením pravítka, měřicí pásky nebo jiného hladkého předmětu rovnoběžně s čerpadlem a válečky. Může k tomu dojít v důsledku nesprávné instalace a také v důsledku uvolněného upevnění svorek k bloku motoru. Častou příčinou vzniku podobných typů vad může být také známá tovární vada, která se v dnešních výrobních podmínkách zdá být velmi obtížně zcela odstranitelná.

Po nanesení těsnicího prostředku používaného k odstranění netěsností chladiče je pozorováno snížení výkonu čerpadla, a tedy i pokles tlaku v chladicím systému. Jeho složení se mísí s chladicí kapalinou a ucpává voštiny (kanály) chladiče a také se přilepí na oběžné kolo čerpadla. Pokud taková situace nastane, je nutné vypustit nemrznoucí kapalinu, demontovat čerpadlo a následně propláchnout chladicí systém pomocí profesionálních přípravků nebo pomocných materiálů, které jsou po ruce.

Efektivní diagnostické metody

Známky poruchy, které jsme zmínili výše, může řidič identifikovat a zkontrolovat sám v garáži nebo na parkovišti. K tomu je potřeba hmatem vyzkoušet, zda je na základně hřídele čerpadla alespoň minimální vůle. Vezměte tělo hřídele dvěma prsty a pohybujte s ním v různých směrech po hřídeli a sledujte jeho chování. Během normálního provozu ložiska by neměla být žádná vůle v žádné části pohybu.

Existuje možnost důkladnější, poloprofesionální kontroly provozu systému bez demontáže samotného čerpadla. Provádí se podle sekvenčního algoritmu:

• Uveďte motor na provozní teplotu. V tomto případě by se teplota samotné chladicí kapaliny pohybovala v rozmezí více než 90 stupňů Celsia.
• Zatímco mechanismus funguje, sevřete vyčnívající tlustou trubku nemrznoucí kapalinou vycházející z tělesa chladiče.
• Sledujte, zda je cítit tlak. Pokud ano, čerpadlo funguje správně a není třeba jej v tuto chvíli nebo v blízké budoucnosti vyměňovat. Při absenci takového tlaku nebo v přítomnosti ostrých pulzací stojí za to vyvodit závěr o částečném nebo úplném selhání čerpadla nebo jednoho z jeho prvků.

Z důvodů osobní bezpečnosti se doporučuje provádět uvedené činnosti v rukavicích a také pomocí speciálního hadru. V opačném případě si můžete způsobit vážné popáleniny pokožky rukou, protože teplota chladicí kapaliny je poměrně vysoká.

Stejně účinným diagnostickým opatřením by byla vizuální kontrola sedla vodní pumpy. Chcete-li provést tuto manipulaci, musíte odstranit pojistný ochranný kryt časování, který blokuje přístup k čerpadlu. Ne všechna auta mají takový plášť, takže se zde musíte zaměřit na svůj vlastní model auta. Poté můžete sedadlo pečlivě zkontrolovat, abyste zjistili případné změny nebo odchylky od stanovené normy.

Při diagnostice provozuschopnosti čerpadla byste neměli přehlédnout možnost úniku nemrznoucí kapaliny v motorovém prostoru nebo pod těsněním těsnicího systému. Hlavní místa úniku jsou na základně těsnění, ale nemrznoucí kapalina může unikat z jiných míst, jako je oběžné kolo nebo skříň čerpadla. Netěsnosti lze vidět jako olejové nebo mokré skvrny přímo na podlaze/země pod autem nebo v městské oblasti pod kapotou. Můžete najít kaluže kapaliny, okamžité kapky pocházející z míst, kde těsnění nebylo utěsněno, nebo již vysušená místa, která byla dříve vystavena úniku kapaliny. Tyto značky mají obvykle rezavě hnědou nebo hnědou barvu v závislosti na stáří skvrny.

Před demontáží čerpadla pro další diagnostiku (kontrola oběžného kola a ložiska) se musíte ujistit, že termostat chladicího systému funguje správně a že v samotném systému není vzduchový uzávěr. V opačném případě je nutné opravit související problémy. Pokud je čerpadlo demontováno, je nutné zkontrolovat stav oběžného kola. Zejména celistvost lopatek, stejně jako jejich tvar.

Budete také muset zkontrolovat oblast, kde je čerpadlo připojeno k bloku motoru. Z vypouštěcího otvoru by nemělo docházet k úniku chladicí kapaliny. Pokud však dojde k menším, sotva znatelným únikům, možná nebudete muset čerpadlo měnit, ale přesto stojí za to pokusit se jich zbavit sami výměnou těsnicí části nebo použitím těsnicího gelu nebo lepidla.

Jak vadné čerpadlo vydává hluk?

Po určení úrovně poruchy čerpadla motoru automobilu se majitelé automobilů často ptají, zda naléhavě potřebují vyměnit součást nebo zda se mohou na chvíli omezit na opravy. V tomto případě není žádný mistr schopen dát zcela jednoznačnou odpověď, protože to závisí na několika skutečných faktorech, které mají značný význam. Možnost opravy je ovlivněna stupněm opotřebení čerpadla, původní kvalitou, značkou, která jej vyrobila, ale i cenou nových modelů. Na základě praktických výzkumů je zřejmé, že objektivně budou opravy účinné a účelné pouze tehdy, bude-li nutné vyměnit zaschlé a ztvrdlé pryžové těsnění.