Hızlı, kolay ve yapay zekâ destekli OEM kodu aramasıyla ihtiyacınız olan yedek parçayı anında bulun. Araç bilgilerinizi girerek doğru parçayı seçin!
Devirdaim pompası, motorun sürekli olarak optimum sıcaklıkta çalışmasını sağlayan önemli bir bileşendir. Soğutma sıvısını motor ve radyatör arasında dolaştırarak, motorun aşırı ısınmasını önler. Ağır vasıta araçlarında yüksek sıcaklık ve uzun süreli kullanım nedeniyle dayanıklı ve verimli bir devirdaim pompası kullanmak gereklidir. VADEN ORIGINAL, ağır vasıta motorları için yüksek kaliteli ve uzun ömürlü devirdaim pompaları sunmaktadır.
Motorları ve çalışma prensiplerini anlamak için, motor bileşenleri hakkında derinlemesine bilgi sahibi olmak gerekir. Motorun önemli bileşenlerinden biri de su pompasıdır. Basit bir ifadeyle, su pompası radyatörden motorun içine ve motorun içinden radyatöre soğutma sıvısını pompalayan bir cihazdır. Su pompası arızalandığında, tahmin edilemeyen sorunlar ortaya çıkabilir. Sızıntı yapan, yatakları aşınmış veya contaları arızalı bir su pompası, ciddi motor sorunlarına neden olabilir. Hatta, arızalı bir pompa değiştirilmezse, motor ile su pompası arasındaki sızdırmazlık alanı o kadar aşınabilir ki, yeni bir su pompası doğru şekilde takılamayabilir.
Su pompası, özellikle soğutma sisteminin diğer bileşenlerine kıyasla çok yoğun çalışır. Su pompası saatte binlerce kez döner, ancak çok sıcak soğutucu sıvısını döndürür ve bu, motor çalışırken radyatör tarafından sadece kısmen soğutulabilir. Bu nedenle, uzun kilometreler boyunca dayanacak şekilde tasarlanmıştır, ancak erken aşınmasına neden olabilecek çok zorlu koşullara maruz kalır. Çok yüksek sıcaklıklara dayanmak zorundadır ve kir, kalıntı ve hatta yanlış soğutucu sıvısına maruz kalabilir. Modern araçlarda, su pompasının beklenen ömründen çok önce aşınması hiç de nadir değildir. Bu, mekanikçilerin arızalandıklarında birçok motor parçasını set halinde değiştirmeyi önermelerinin nedenlerinden biridir; bunu aynı anda yapmak, tekrarlanan işçilik masraflarını ve yüksek maliyetli onarımları önlemeye yardımcı olabilir. Örneğin, yeni bir triger kayışı alıyorsanız, aynı anda su pompasını da değiştirmek iyi bir fikirdir. Soğutucu sıvısı çok kirlenebilir ve aşındırıcı hale gelebilir, bu da pompa kanatlarını aşındırabilir.
Su pompaları motoru soğutmakla görevlidir. Normal bir kurulumda, radyatör soğutucu sıvıyı radyatörden geçerken soğutur. Soğuk soğutucu sıvı motordan geçer, motor ısısını emer ve radyatörün üst kısmına geri taşır. Bu akışı sürdürmek için bir su pompası gerekir. Su pompası, motorun ısınan soğutma suyunu radyatöre geri iter ve çıkış tarafında bir vakum veya emme oluşturur. Soğutma suyu, radyatöre geri itilmek üzere su pompasına çekilir. Bu döngü, motor çalıştığı sürece devam eder. Su pompaları genellikle mekanik veya elektriklidir.
Mekanik su pompaları, bir kayış ve kasnak sistemi aracılığıyla motor tarafından tahrik edilir. Su akışı, motor hızıyla doğrudan ilgilidir. Motor soğuk ve rölanti hızında çalışıyorsa, su pompası sadece az miktarda soğutucu akışkan hareket ettirir. Motor sıcaksa, buhar birikir, sistemi basınçlandırır ve su kaynayana kadar sirkülasyonu engeller. Motorun bir kısmı aşırı ısınarak buhar üretirken geri kalanı normal çalışıyorsa, bu ısı atılamaz. Bu nedenle, bazı yarış motorlarında, su çok sıcak olduğunda akışı artırmak ve rölanti hızında akışı azaltmak için ayarlanabilir bir su pompası tahriki kullanılır.
Elektrikli su pompaları, su sirkülasyonunun her zaman maksimumda olması için doğrudan motor sıcaklığı tarafından kontrol edilir, bu da rölanti hızında bile silindir kafası bölgesinde yerel aşırı ısınmayı önler. Dezavantajı ise, bazı uygulamalarda çok fazla akım çekebilmeleri ve yarış motorlarına takıldıklarında aküye bağımlı olmalarıdır. Akü biterse, pompa durur ve motor aşırı ısınır.
Su pompaları, motor bileşenlerini soğutmak için içten yanmalı motorlarda uzun yıllardır kullanılmaktadır. Su pompaları mekanik veya elektrikli olabilir. Otomotiv tarihinin büyük bir bölümünde, mekanik pompalar ilk tercih olmuştur. Daha küçük ve daha verimli elektrik motorlarının ve daha yüksek taşıma kapasitesine sahip elektrik şebekelerinin geliştirilmesi, otomobil işlevlerinin neredeyse tamamının kontrolünü mümkün kılmıştır. Buna rağmen, mekanik pompa hala çoğu modelde kullanılmaktadır. Aslında, mekanik pompalar bir kayış vasıtasıyla doğrudan krank mili kasnağından çalıştırılır ve tahrik edilir. Motor devri arttıkça, su pompasının devri de artar. Böylece, yüksek motor devrlerinde mekanik su pompasının kapasitesi tam ihtiyaç duyulduğu anda artar.
Otomobilin su sirkülasyon sistemi, tahrik için aksesuar kayışı kullanan ilk otomotiv sistemi olmuştur. İlk soğutma sistemlerinde kayış tahrikli mekanik pompalar kullanılmıştır. Birkaç yıl sonra, ofset krank milinin popüler hale gelmesiyle, pompayı bloğa monte etmek uygun olmaktan çıkmıştır. Pompa, krank milinin ucuna monte edilmiş bir kasnak üzerinden, krank mili kasnağından tahrik edilen büyük bir kayış vasıtasıyla tahrik ediliyordu. Küçük, verimli elektrik motorlarının geliştirilmesi, elektrikli su pompalarının geliştirilmesini nispeten basit hale getirdi. Birkaç elektrikli pompa tasarımı denendi, ancak sadece tamponun altına monte edilen küçük motor popüler hale geldi.
Mekanik su pompaları, standart, yüksek akışlı, yüksek sıcaklık, ağır hizmet tipi yarış, hafif yarış ve elektrikli su pompaları olarak ticari olarak mevcuttur. Sokak kullanımı için satılan su pompalarının çoğu, radyatörün üst hortumunun emme manifolduna girdiği yere monte edilir. Standart su pompaları 1100-2200 cc motorlar için sunulmaktadır. Dünya çapında üretilen önde gelen motorlar genellikle aşırı kare silindir özelliklerine sahiptir.
Elektrikli su pompaları otonom bileşenlerdir. Kayış vasıtasıyla krank mili kasnağı tarafından tahrik edilmelerine gerek yoktur. Dönüş hızları, açık/kapalı devre kontrolü ile elektronik olarak kontrol edilir. Bu, performanslarının farklı hidrolik taleplere uyarlanmasını sağlar. Soğutucu akış talebinin düşük olduğu zamanlarda kapatılabildikleri için yakıt tüketiminde tasarruf sağlarlar. Elektrikli su pompaları, içten yanmalı motor kapalıyken elektrikli pompanın çalışmaya devam etmesini gerektiren hibrit araçlarda özellikle avantajlıdır. Araç üreticileri, elektrikli su pompalarını mekanik pompalarla birlikte kullanmak için yeni stratejiler geliştirmiştir. Örneğin, yüksek araç hızlarında, yüksek devirde çalışan elektrikli pompa, artan soğutma suyu talebini karşılayabilir, bu da mekanik pompanın boyutunu ve ağırlığını azaltır, bu da tüm araç kütlesi için olumludur. Bu strateji, kütle azaltma ihtiyacı olan hibrit araçlarda uygulanmaktadır.
Geleneksel içten yanmalı motorlu araçlarda, elektrikli pompalar mekanik pompaların boyutunu küçültür, kasnak oranını optimize eder, ağırlığı azaltır ve mekanik güç kayıplarını azaltır. Elektrikli su pompalarına olan talep, sadece geleneksel araçlarda değil, elektrikli ve hibrit araçlarda da artmaya devam edecektir. Elektrikli su pompalarının uygulama alanı, örneğin aşırı ısınma sırasında soğutma ve baypas soğutma gibi doğrudan enjeksiyonlu benzinli motorlarda artacaktır.
Otomotiv endüstrisinde, geleneksel su pompası hala motor soğutma sisteminin en güvenilir donanım bileşenlerinden biridir. Ancak, yakıt tüketimi ve emisyonlar daha katı hale geldikçe, üreticiler fren termal verimliliğini artırmak için seyir sırasında aksesuar yükünü azaltmaya çalışmaktadır. Geleneksel sabit hızlı su pompaları, sadece motor ısınırken soğutma suyu sıcaklığını koruyabilir. Pompa karakteristik eğrileri ve basınç kaybı eğrileri tarafından belirlenen su sirkülasyon hızı, her zaman motor soğutma performansına karşılık gelen bir katkı sağlamaz. Motorun çalışma süresinin çoğunu oluşturan ısınmış motor koşullarında, bir yandan düşük hızda atalet, diğer yandan yüksek yük koşullarında egzoz gazı ısısı nedeniyle motorun aşırı ısınması nedeniyle, araç soğutması için bazen çok büyük veya çok küçük olabilir.
Geleneksel mekanik su pompaları için, akış hızı modeli pompa tasarım spesifikasyonuna göre belirlenir. Mekanik pompalar basit hidrolik cihazlar olduğundan, mekanik pompa çalışması sırasında bu modeli değiştirmek çok zordur. Bu sınırlamayı aşmak için, değişken hızlı su pompaları ve çeşitli cihazlar önerilmiştir. Bunlar arasında, değişken hızlı elektrikli su pompaları, elektronik olarak kontrol edilen mekanik baypas su pompaları ve değişken akış hızı mekanizmasına sahip mekanik pompaların yakıt tüketimi, egzoz emisyonları ve motor soğutma kapasitesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Motor soğutma suyu devresine dahil edilen gaz kelebeği veya nozul, motor soğutma performansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Ayrıca, ısıtıcı devresinde bulunan elektronik olarak çalıştırılan su valfi, motor soğutma sisteminin geleneksel sistemlere göre daha hızlı çalışma koşullarına ulaşmasını sağlar. Isıtma sırasında yakıt tüketimini en aza indirmek için bu valfi kullanan bir ısıtma sisteminin kontrol stratejisi incelenmiştir.
Su pompası üretimi için toksik olmayan, korozyona dayanıklı (sıvı pozitifliğini etkilemeyen) malzemeler gereklidir. Elemanlar, her pompa elemanı için özel bir kalıpta yüksek sıcaklıkta dökülen hafif eriyen bir alaşımdan üretilir. Magnezyum veya alüminyum alaşımı kullanılır. Otomotiv uygulamalarında, gövde (veya pompa gövdesi) ve kapak (veya arka kapak) malzemeleri genellikle metal ile kompozit malzemelerin kombinasyonlarından oluşur.
İç boşluk, belirli delikler (veya iç su yolları) aracılığıyla araç motoruyla iletişim kurar veya yanma ürünleri boşluk duvarları boyunca akarak suyun yaklaşık 1,1 W/mºC'lik yüksek ısı iletkenliği ile soğutulur. Bu, gerekli sıvı sirkülasyonunu ve değişimini sağlar. Bu deliklerin sayısı ve hacmi, uygun yazılım kullanılarak belirlenir.
Su pompası pervanesi çeşitli tasarımlarda olabilir. Şekli ve önceden şekillendirilmiş kanatlarının konumu, doğru motor devrinde pompa verimini etkiler. Farklı uygulamalar, farklı sayıda ve düzeninde önceden şekillendirilmiş kanatlar gerektirir; bazı uygulamalar için dolaylı tahrik için pompaların kullanılması gerekir. Otomotiv uygulamalarında, pervane diski malzemeleri genellikle polimer veya plastiktir, kanatlar ise kompozitlerin, magnezit alaşımının, alüminyum alaşımının, plastik dolgulu polimerlerin veya polimer kütlesinin farklı kombinasyonlarından yapılabilir. Başka bir alternatif çözüm, özellikle dizel motor uygulamalarında popüler olan, dolgu maddesi içermeyen enjeksiyonlu termoset polimerdir. Burç yatağı nadiren kullanılırsa da, bununla birlikte pompalar mümkündür. Çoğu durumda, burçların sızdırmaz hidrodinamik profilleri, mil yüzeyindeki sıvı akışını değiştiren düşük hidrolik kayıplarını sağlar. Ek olarak, fazla ısı kaybı hacmi daha azdır ve sıcaklıklar daha düşüktür, bu da mikrofilm içinde daha az buzlanma ile pompa çalışmasını sağlar.
3.1. Pompa Gövde Malzemeleri Araç soğutma sistemleri, soğutucu pompa gövde malzemelerinin seçimini etkileyen birçok farklı tasarım hususunun etkileşimine tabidir. Bu hususlar arasında tasarım ömrü, korozyona, erozyona, kavitasyona ve aşınmaya karşı direnç sayılabilir. Muhafaza malzemesi ayrıca performansı, pompa muhafazası paketinin tanımını, termal iletkenliği, sertliği ve ağırlığı da etkiler. Muhafaza paketi, pompanın bloğa veya motor ön aksesuar tahrik muhafazasına cıvata ve su sızdırmazlığı ile monte edilmesini sağlayan tüm iç nervürleri veya braketleri içeren pompa muhafazası olarak tanımlanır. Pompa gövdesinin yapısı, araç hızı ve motora uygulanan yükün etkisiyle ilk soğutucu akışını ve akış kararlılığını doğrudan etkiler. Bu bölümde açıklanan pompa gövdesi malzemesi, yalnızca pompa gövdesi olarak kabul edilir ve pompa gövdesini oluşturan iç düz yüzeyleri ile montaj cıvata deliklerine uygulanan dış flanşları, braketleri veya nervürleri içermelidir.
Diğer hususlar arasında son kullanım pazarlarının etkileri, nihai işlevsellik ve soğutma sistemi performansı sayılabilir. Çalışanların becerileri, üretim döngüsü, takımlar ve kalite güvence prosedürleri de nihai malzeme seçiminde önemli karar sürecinin bir parçası olabilir. Soğutucu pompa gövdelerinin imalatında kullanılan çeşitli birincil malzemeler arasında gri dökme demir, alüminyum alaşımları, çinko döküm alaşımları ve polimerik kompozitler ve reçineler, plastik metal kaplamalar sayılabilir. Plastik pompa gövdesini pompa gövdesi motor bloğu portlarına kolayca uyarlamak için çeşitli alüminyum/döküm malzemeler, bağlayıcı kaplamalar, çeşitli plastik bağlayıcı kaplamalar ve diğer termoplastik yapıştırıcılar ve arayüz işleme kaplama çözümleri de deneysel olarak kullanılmıştır veya kullanılmaktadır. Bu malzemelerin her birinin, herhangi bir motorun soğutma suyu pompasında veya genel olarak çoğu araç soğutma sisteminde pratik kullanımını etkileyen avantajları ve dezavantajları vardır.
Motor soğutma sisteminden geçen soğutucu akışkanın akışı düzgün ve tam olmalıdır, bu da pompanın geniş bir hız aralığında yeterli akış üretebilme yeteneğinin değerlendirilmesine yol açar. Pervane, pompa performansında büyük bir etkiye sahiptir. Çeşitli motor soğutma sistemleri için tasarımının ve uyarlanabilirliğinin değerlendirilmesi, pompadan geçen soğutucu akışkanın açıklanmasıyla başlar. Silindir kafalarından sıvının boşaltılması, pompa girişinden aşırı soğutulmuş sıvıyı çeker ve pervane kanatlarından akmaya zorlar. Akış kanatların ucuna ulaştığında, yönünü değiştirmeli ve radyal olarak dışa doğru hareket ederek pervane kanatlarından pompa gövdesi ile çevrili alana çıkmalıdır. Bu alanda, jant yarıçapı olarak bilinen basınç pozitif olduğundan, sıvı üzerinde iş yapılır ve sabit hacimde basıncı yükselir.
Pervanenin dönme hızı, sıvıyı kenar yarıçapına doğru ve pompanın içinden hareket ettirmeli ve basınç farklarının neden olduğu kaymayı telafi etmelidir. Pervaneden çıkan sıvıya verilen enerji ile önceki iki işlemde kaybedilen enerji karşılaştırıldığında, pervane kanatlarının sıvıyı pompanın içinden gövdeye verimli bir şekilde taşıyıp taşımadığı sorusu ortaya çıkar. Bu da, yüksek bir baraj veya yüksek göbek yarıçapı/pervane yarıçapı oranına sahip bir tasarımın, sıvıyı kayma olmadan pompadan geçirmede ne kadar başarılı olabileceği sorusunu gündeme getirir. Santrifüj pompa tasarımı, buhar basıncıyla tahrik edilen bir sıvıda geliştiğinden, santrifüj motor su pompaları için yüksek göbek oranları mümkün değildir.
İçten yanmalı bir motor, aşırı yüksek ve aşırı düşük motor sıcaklıkları zararlı olabileceğinden, optimum sıcaklıkta çalışmalıdır. Motor sıcaklığını düzenlemek ve motor ömrünü uzatmak için verimli çalışan bir soğutma sistemi gereklidir. Soğutma sisteminin ana bileşenleri arasında soğutucu, su pompası, radyatör, termostat, hortumlar ve motor bloğu geçitleri bulunur. En yaygın kullanılan iki soğutma sistemi sıvı ve havadır. Sıvı soğutma sistemi, motordan ısıyı emmek için genellikle su ve antifriz karışımı olan bir soğutucu kullanır. Bu ısı, bir radyatör aracılığıyla atmosfere yayılır. Sıvı soğutma sistemi, hava soğutmadan daha etkilidir. Ancak, sıvı soğutma sisteminin maliyeti hava soğutma sisteminden daha yüksektir ve tasarımı daha karmaşıktır. Ayrıca, sıvı soğutma sistemlerinde sızıntı olabilir ve bu da motora zarar verebilir. Hava soğutmalı motorlar, motoru soğutmaya yardımcı olmak için kanallar veya fan sistemleri ile de modifiye edilir. Genellikle sıvı soğutmalı motorlardan daha küçük, daha verimli ve daha hafiftir. Çoğunlukla küçük yardımcı motorlar, motosikletler ve bazı otomotiv motorlarında kullanılır.
Soğutma sisteminin amacı, motor silindirinden ve silindir kafasından, yanma odasından, emme manifoldundan, egzoz manifoldundan, valf yaylarından ve pistondan ısıyı uzaklaştırmaktır. Güç üretmek için yakıtın yanması çok fazla ısı üretir. Bu ısının bir kısmı egzoz gazları yoluyla dışarı atılır. Geri kalan ısı motor tarafından emilir ve uzaklaştırılmazsa motor bileşenleri erir ve arızalanır. Soğutma sistemi, verimli çalışma için motor sıcaklığını 200–225 °F aralığında tutar. Ayrıca, motor sıcaklığı çalıştırma sırasında normal çalışma aralığında tutulur. Soğutma sistemi motor yağını dolaştırarak yatakları, pistonu ve valf trenini yağlar.
İçten yanmalı motorlar çalışırken ısı üretir. Ancak, bu ısı dağılımı bozulursa motorun performansı düşer. Soğutma sisteminin amacı, motorun sıcaklığını üretici tarafından belirtilen sınırlar içinde mümkün olduğunca optimum sıcaklığa yakın tutmaktır.
Silindirler, pistonlar ve valfler gibi motor bileşenleri yakıtı yakarak yüksek sıcaklıklarda ısı oluşturur. Bu ısı giderilmezse pistonların ve valflerin erimesine, contaların tahrip olmasına, aşırı aşınmaya ve sonuç olarak bazı motor bileşenlerinin işlevini yitirmesine neden olabilir. Ancak ısının tamamı giderilmez. Üretilen ısının yaklaşık %25'i, hareketli motor bileşenlerinin aşınmasını kontrol etmek için de gerekli olan yağda tutulur.
Yağlayıcı yağa çözünmeyen ısı, blok ve silindir kafalarının kanallarında bulunan ve motorun her yerinde hızla dolaşan sıvı tarafından giderilmelidir. Bu sıvı, aracın soğutma sisteminde bulunan su (veya antifrizle karıştırılmış su)dır. Silindir kafası ve valf yuvaları gibi yerlerde sıcaklık yanma sürecini engelleyebileceğinden ve ısı alışverişinden esas olarak sorumlu olan yağ-su karışımı soğutma sistemi sıvısı da devreye girer.
Ayrıca, termostatlar ve şönt valfler, motorun iç soğutma kanallarında sıvı akışını kontrol eder, böylece çalışma sıcaklıklarının daha yüksek olduğu silindir kafalarından fazla ısıyı boşaltmak için en soğuk su kullanılabilir.
İçten yanmalı bir motorda üretilen güç öncelikle ısıya dönüştürülür. Isı enerjisinin bir kısmı egzoz gazları yoluyla çevreye yayılırken, ısının büyük bir kısmı motor bileşenlerine akar. Motor parçalarına aktarılan bu ısı, parçaların sıcaklığını kabul edilemez seviyelere yükseltir ve bu da hasara ve motor ömrünün kısalmasına neden olabilir. Tatmin edici çalışma sıcaklıklarını korumak için, motor parçalarına akan ısı sürekli olarak uzaklaştırılmalıdır. Soğutma sistemi tarafından uzaklaştırılan güç, yanma süresi sıklığı ile çarpılarak uzaklaştırılması gereken güç elde edilir. Yanma süresi sıklığı genellikle motor devrinin yaklaşık 70 katı olduğundan, soğutma sisteminin kapasitesi araç motorunun yüksek enerji uzaklaştırma gereksinimlerini karşılayacak kadar büyük olmalıdır.
Soğutma sisteminin ana bileşenleri, soğutucuyu dolaşmaya zorlayan soğutucu pompası, ısıyı atmosfere dağıtan radyatör, ısıyı motordan radyatöre aktaran hava veya sıvı soğutucu, soğutucuyu taşıyan hortumlar ve soğutucunun akışını kontrol eden termostatlardır. Çoğu otomobil motorunda sıvı, donmayı önlemek ve korozyonu azaltmak için antifriz içeren su veya su-antifriz karışımıdır. Büyük araç motorlarında genellikle hava soğutucu olarak kullanılır.
5.1. Pompa Aktivasyon Mekanizmaları
Soğutucu akışkan sıcaklığı değişikliklerinin öncelikle ICE'nin termal yük koşullarına bağlı olduğunu belirtmek artık alay konusu olmuştur. Ancak, soğutucu akışkan debisi dinamiklerini anlamak için, soğutma devresindeki termal yüklerin aktivasyon ve değişikliklerinin nedenleri hakkında daha ayrıntılı bilgiye ihtiyaç vardır. Günümüzde, su pompasını çalıştırmanın temel mekanizması, ateşlemeden kaynaklanan motor krank milinin mikro titreşimleridir; devre üzerindeki termal yük çalıştırılır ve hızlanma aşamasında artabilir ve tam yükte maksimuma ulaşabilir. Akış hızı ve termal yük koşullarının birbirine bağlanmasının belirli bir şekil alamayacağı, ancak sınırda tanımlanabileceği açıktır. Normal ICE çalışma seviyelerinde, daha kısa süreli başka akış hızı pikleri de meydana gelebilir. Ancak, bunların mikro titreşimlerle ilişkili ton olarak daha yüksek akış hızlarını telafi edip etmediklerini belirlemek için her zaman değerlendirilmeleri gerekir.
5.2. Akış Hızı Dinamiği
Saniyede on defadan az mikro varyasyonlu motor hızında, genellikle pnömatik basıncın iki katı ve daha fazla hızlanma basıncına sahip pompa, motor devresinde daha büyük basınç kayıpları oluşturmayacak ve dolayısıyla motor rölanti devresinde daha fazla soğutucu akış artışı veya pompalama kayıpları olmayacaktır. Çıkış bağlantılarının değişimi sırasında meydana gelen elastohidrodinamik ile birleşen göreceli dinamik, krank milinin tanımlanmış bir çalışma noktası için, bu şekilde tanımlanan esnekliğin maksimum değerini belirler. Düşük veya sıfır akış talebinin olduğu düşük hız sürüş alanlarına kadar, negatif açılı pompa ters mekanik iş türbini gibi davranır. Gaz değişimi, aktivasyon süresi boyunca hava-soğutucu ısı değişimi için giderek daha etkili olacaktır.
Pompa tahrik sistemi aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir. – Mekanik Aktivasyon: Pompanın mekanik tahriki, motordan gelen gücü dağıtmak için bir mekanik kayış ve bir dişliden oluşur. Bu tip sistemlerde, pompa tarafından üretilen akış, motor devri ile bir şekilde ilişkilidir; aslında, motor devri ne kadar yüksekse, herhangi bir çalışma koşulunda pompalanan akış da o kadar yüksek olur. – Elektromekanik Aktivasyon: Bu tip sistemlerin avantajı, pompa akışını motorun gerçek termal ve çalışma gereksinimlerine göre kontrol etmenin mümkün olmasıdır. Bu tip pompa akış kontrolünde, geçiş sırasında güç modüle edilmeli ve önceden belirlenmiş bir değeri aşmadan programlanmış bir artış veya azalma oluşturmalıdır. Bu, normalleştirilmiş soğutma koşullarına atfedilebilecek kayıplar olmadan, dinamik artışın veya indüklenmiş termal anizotropinin önlenmesini sağlar. Mekanik olarak, önerilen tüm çözümler iki farklı aileye dayanmaktadır: – Çözüm, pompanın iç elastik gerilimi veya modal hareketinin kendisinin değişmesine doğru döner; – Çözüm, tahrik mili ile pompanın terminal mili arasındaki mesafenin değişmesine doğru döner. – Hidrolik Aktivasyon: Pompa akışının tahriki, pompaya giren akış ile pompadan çıkan akış arasındaki hidrolik diferansiyel basınç tarafından kontrol edilir. Motorun herhangi bir termal talebi veya güç talebi üzerine pompa akışının modülasyonunu sağlayan bu tip sistemlerde, diferansiyel hidrolik basıncın değişimi için valfin nasıl kontrol edildiğine bağlı olarak büyük bir potansiyel vardır.
Pompadan geçen ve motoru soğutmak için kullanılan motor soğutma sıvısının hacimsel akış hızı, hem pompa tasarımına ve performansına hem de genel motor soğutma devresinin tasarımına ve performansına bağlıdır. Tasarım açısından, pompadan geçen akış geçişinin toplam alanı küçüktür, bu da pompa boyunca belirli bir basınç farkı için maksimum akış hızını sınırlar. Motor hızı genellikle maksimum akış hızını belirler. Pompa performansı ve dolayısıyla motor soğutma devresinin talep ettiği hacimsel akış hızı, esasen pompanın bir özelliğidir. Tatmin edici bir soğutma sağlamak için, pompa motor soğutma yükündeki artışla neredeyse orantılı bir şekilde akışı artırmalıdır, ancak motor soğutma yükünün akış bağımlılığını aşmasına izin verilemez. Pompa akışı soğutma yükü talebini aşarsa, ısı transferi artmaz ve etkisiz sirkülasyon kayıpları meydana gelir.
Bu akış gelişimi, pompanın akış alanı ve hızı tarafından belirlenir ve devreler, genel soğutma sisteminin soğutma yüküne ve termal özelliklerine bağlıdır. Pompa boyunca basınç düşüşü, pompaya giren sıvının hızından kaynaklanan akış direncinin yanı sıra pompa ve boru boyunca direnci de içerir. Kontrol hacmi genellikle tüm pompayı ve radyatör girişine kadar olan boruyu içerir. Enerji dengesi, girişten pompa tahliye sıcaklığına kadar olan özgül ısı ile sıkıştırılabilirlik ve kinetik enerji terimlerinden oluşur. Sıfır kinetik enerji yaklaşımının kullanılması, sağ taraftaki kinetik enerji terimini ortadan kaldırır; ancak, çıkış sıcaklığının konumu üzerinde yineleme yaparken değerlendirilebilir.
Motor sıcaklığının verimli bir şekilde çalışmasıyla motor olası çalışma koşullarına maruz kalabilir ve gerekli performansı sağlayabilir. Soğutma sistemi, motorun iyi bir sıcaklık düzenlemesinden sorumludur. Bu hedeften uzaklaşıldığında, motor çalışma koşullarını karşılayamaz ve iyi bir verimlilikle çalışamaz. Motor soğutma sistemi, motorun uzun ömrü ve motorlu taşıtın iyi performansı gibi iki koşulu da karşılar ve motor performansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Her iki koşul da birbirine bağlıdır. Aşırı motor sıcaklığı, silindir kafasında aşınmayı artırır ve bileşenler arasındaki boşluğu engeller, bu da aşırı yük, aşınma artışı ve verimlilikte hızlı düşüşe ve yüksek spesifik yakıt tüketimine yol açar. Buna karşılık, düşük motor sıcaklığı yağ ve yakıtın viskozitesini artırarak yağın yağlama özelliklerinin azalmasına ve enjekte edilen yakıtın tam olarak yanmamasına neden olur. Her iki sorun da duman emisyonunu artırabilir.
Motor sıcaklığının kontrol edilmesinin önemi nedeniyle, birçok çalışma, soğutma sisteminin motor performansı üzerindeki etkisini analiz etmek için farklı simülasyon yöntemleri kullanmaktadır. Soğutma suyu devresi düzeninin sabit durum motor sıcaklığı, çalışma kararlılığı ve silindir kafası ile motor bloğundan ısı akış hızı üzerindeki etkisini tahmin etmek için termal ağ analizine dayalı bir prosedür geliştirilmiştir. Sonuçlar, aşırı sıcaklığı önlemek için soğutma sistemi düzeninin optimize edilmesinin önemini göstermektedir. Ayrıca, gösterilen çalışma ile tutarlı olarak, silindir kafası ve blok arasındaki sınırlarda sıkı toleransların yanı sıra silindir kafasının daha basit bir tasarımının, soğutma sisteminin termal akış modelinin ortalama motor sıcaklıklarının düşmesini sağlamak için önemli olabileceği gösterilmiştir. Öte yandan, soğutma sistemi çıkış akışı ve ısı atma yükünün motor performansı üzerindeki etkisini araştırmak için bir model geliştirilmiştir ve bu model, daha yüksek ısı atma değerlerinin yakıt tüketimini artıracağını göstermiştir.
Motoru soğutmak ve belirli bir sıcaklıkta çalıştırmak için birçok neden vardır: düşük kaliteli yakıtın yanmasını sağlar, silindir duvarlarında aşırı emisyonunu önler, motor verimliliğini artırır, motor ömrünü uzatır, motor blokları ve silindir gömlekleri için alaşımlı alüminyum gibi hafif motor ağırlıklı malzemelerin kullanılmasını sağlar. Ancak, sağlık ve emisyon yönetmeliklerine tam olarak uymak için motorlar mümkün olduğunca yüksek sıcaklıkta çalışmalıdır. Bu, yanma sıcaklıklarından soğuk şoka kadar değişen bir döngü içeren ağır bir endüstridir. Döngüsel motor, kontrollü bir şekilde, yanma gazlarını artırırken bileşen sıcaklıklarını ve egzoz gazlarını azaltan enerjiler ve akışlar oluşturur. Soğutucu pompaları, bu gazların bir kısmını (normalde çok az miktarda) temizlemek için alır.
Soğutma sistemi aşağıdaki alt sistemlerden oluşur: Fan: Sistem içinde çalışır veya aracın hareketiyle tahrik edilir. Fan Kayışı: Motor hareketini fana bağlar ve iletir. Radyatör: Isıyı atmosfere dağıtır. Soğutucu Rezervuarı: Soğutucu sistem basıncını düzenler. Su Pompası: Soğutucuyu motora taşır. Termostat Valfi: Motora giren soğutucu valfini düzenler. Hortumlar: sıvı soğutucuyu pompa, radyatör ve motor arasında taşır. Basınç Kapağı: zorla sirkülasyonlu tüm sistemi sızdırmaz hale getirir ve soğutucu basıncını kontrol eder. Sıcaklık Sensörü: soğutucu sıcaklığını izler ve motor verilerini kullanıcıya gönderir. Termostat Valfleri: baypas soğutma sıvısı akışını düzenleyerek motorun çalışma sıcaklığına ulaşma süresini düzenler. Baypas borusu: soğuk çalıştırmada soğutma sıvısını radyatörün etrafından geçirir.
Otomobil, geçtiğimiz yüzyılda önemli bir dönüşüm geçirerek bugünkü dünyayı değiştirmiştir. Motor soğutma, içten yanmalı motorların en geniş alanlarından biridir. İçten yanmalı motorların performansı her zaman ısı kayıpları ile geri kazanılabilir iş arasındaki dengeye bağlı olmuştur. Motor ısı kayıplarının azaltılması, yüksek ortam sıcaklıklarında uzun süreli kullanım sırasında ticari motorların aşırı ısınma riskini azaltmayı amaçlamaktadır. Yüksek motor sıcaklığında çalışma koşulu, sadece soğutma verimliliğini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda hacimsel sıkıştırma oranının artırılmasını ve yanma dengesizliğinin incelenmesini de gerektirir. Yakıt ekonomisinde, daha yüksek sıkıştırma oranı, yanma sırasında yakılan yakıt miktarını azaltır. Ancak yanma sıcaklığını artırır ve dolayısıyla motor kirliliğini (azot oksitler ve kurum) de artırır. Daha yüksek çalışma basıncı, motor bileşenlerinin aşınmasına neden olarak motor verimliliğini düşürür ve bu da ortalama tüketimi artırmadan önce kilometre performansını düşürür. Bir süre boyunca yakılan hava yakıtı, hava yakıt oranı ve ideal gaz denklemiyle elde edilen hava miktarı ile ifade edilebilir. Yaklaşık 14 ila 15 değerindeki karışım R, motor verimliliğini artırır ve bu da motor soğutmasının bir nedeni olan kirliliğin daha da azaltılmasını gerektirir. İç ve dış ısı alışverişinin azaltılması, motor verimliliğini artırmak için bu kayıpları azaltmalıdır.
Araç soğutma sistemi sorunları genellikle aşağıdaki su pompası sorunlarıyla bağlantılıdır: sızıntılar, yatak arızaları ve pervane hasarı. Su pompasının birincil görevi, motorun aşırı ısınmasını önlemek için soğutma sistemi boyunca soğutucu akışkanını hareket ettirmek olmakla birlikte, çok katı parametreler altında çalışmak üzere tasarlanmıştır. Su pompasını durduracak büyüklükte arızalar nadiren görülür, ancak motorun en yıkıcı ve pahalı sorunlarından bazılarına aktif olarak neden olur. Su pompası sızıntı sorunları, montaj braketinden sıvı damlaması şeklinde dışsal olabilir veya soğutma sıvısının su pompasının yataklarından akarak motor yağıyla karışmasına neden olacak şekilde içsel olabilir. Zamanlama kayışı değiştirilirken su pompalarının değiştirilmesinin nispeten düşük maliyeti göz önüne alındığında, herhangi bir büyük motor bakımı yapıldığında su pompasının hareket kolaylığını ve sızıntı eğilimini kontrol etmek veya değiştirilmesi tavsiye edilir. Termostat açıkken su pompasından yüksek hızda soğutma sıvısı geçirmek ve motor ısındıktan sonra temiz bir sistemde uzun süre soğutma sıvısı geçirmek, su pompasının performansını etkileyen kalıntıları temizlemeye yardımcı olabilir.
Termostatı test ettikten sonra radyatörde soğutucu akışkan akışı görülmezse ve dışarıdan sızıntı yoksa, su pompası arızası söz konusudur. Yatak aşınması genellikle su pompasının iç tasarımı, kullanılan parçanın kalitesi, kayış gerginliği ve su pompasının milindeki aşınma miktarına bağlıdır. Su pompası contası yüzeyinde sızıntı olması, muhtemelen rulman aşınmasının bir göstergesidir ve özellikle aşırı rölantide çalıştırma geçmişi olan motorlarda, yağ sisteminde uygun kalitede yağlayıcı bulunmaması nedeniyle daha da kötüleşebilir. Soğutma sistemi içindeki kirler veya fiziksel kötü kullanım, özellikle kaymaz naylon pervanelerde pervane aşınmasına neden olabilir.
Soğutma sistemi sızıntısı, sistemin çeşitli noktalarında, örneğin radyatör, ısıtıcı çekirdeği veya hortumlarda meydana gelebilir. Su pompası bölgelerinde sızıntı meydana geldiğinde, soğutucuyu sistemden geçirmek için yeterli basınç kalmaz ve bu da su pompasının sızıntı deliğinden dışarıya soğutucu sızmasına neden olur. Sonuç olarak, soğutucu akışkan kaybı ve bununla birlikte basınç kaybı ve ısı birikimi ile kavitasyon nedeniyle hacimsel verimsizlik olasılığı ortaya çıkar. Ek olarak, kapalı sistem giderek artan soğutucu akışkan basınçlarında çalışmak üzere tasarlanmıştır, bu da conta ve hortum bütünlüğünü çalışmanın ve soğutucu akışkan pompası tasarımının önemli bir yönü haline getirir.
Sıkıştırma contaları ve contalarla çalışan contalar, sıkıştırılabilir bir malzeme veya özel kumaş + kauçuk kaplama arayüzleri kullanarak, takılı bileşeni uygun yüzeye çevresel olarak sararak basıncı korur. Sızıntısız eksantriklik miktarı sınırlıdır, bu boşluk yaklaşık 0,001 inç'i aştığında sızıntı meydana gelebilir. Su sızdıran pompalar kaçınılmazdır. Bu nedenle, sızıntıyı önlemek için, kirletici maddelerin dolaşım havasına girmesini önleyen bir yol taslağı, atmosfere boşaltma, aracın altındaki bir tahliye tavasına boşaltma veya kirletici maddeleri kontrollü bir şekilde atmosfere boşaltan veya sıvıyı soğutma sistemine geri döndürerek döngüyü tekrarlayan tek yönlü bir valf şeklinde cihazlara ihtiyaç vardır.
Motor su pompalarında kullanılan yataklar hem küçük hem de çok sayıdadır. Bazı tasarımlarda yataklar gövdeye preslenirken, diğerlerinde yataklar ve conta tertibatları yağlayıcı ile kaplı kartuşlar halinde satılır. Yağlayıcı arızalandığında veya aşırı hızlar veya yol stresleri nedeniyle karusel sertlik eşiğini aştığında, bileşenler ve mil genellikle sallanmaya başlar. Bu sırada, yakınlarda bulunan her şey titreşimden etkilenmeye başlar; genellikle destek muhafazasında çatlaklar oluşur ve soğutucu sıvının dışarı sızmasına neden olur. Ancak dış sızıntı meydana gelmeden önce, conta bölgesindeki sıvının normal akışı bozulabilir ve bir miktar sızıntı meydana gelebilir.
Destek bulunmaması durumunda olduğu gibi sallanma hareketi, yatak yüzeyleri arasında düzensiz temas oluşturur ve bu da yerel ısınmaya ve metalin metale erken aşınmasına neden olur. Ek olarak, iki yüzeyde düzensiz hareket meydana geldiğinde, bir miktar sürtünme oluşur ve ısı üretilir. Yağlayıcı, yani soğutucu sıvı kaybolduğunda, bu ısıyı uzaklaştıracak bir sistem kalmaz ve sıcaklık, mekanik yükler ve zamanın etkisiyle metal yumuşayarak erimeye kadar ısınma devam eder.
Mil üzerinde dairesel izler bırakan arızalı bilyalı rulmanlardan veya daha kötüsü, yakın çevresindeki her şeyi hasar gören çelik rulmanlardan farklı olarak, su pompaları, motorun termal ve fiziksel sınırlamaları nedeniyle boyut ve sertlik açısından sınırlı yumuşak mekanik bileşenlere sahiptir. Bunun yerine, su pompaları, yağlama sistemine dayalı, nispeten küçük alanlara gerilmiş bir tür rulman üzerinde gerilmiş lastik bantlar gibidir. Daha fazla gerilimin birikmesine izin verildiğinde, lastik bant gerilmeye devam eder ve milin hasar görmesi veya pompanın montaj yerinin çatlaması ile birlikte lastik bant kırılana kadar daha şiddetli sapmalar ve boyut küçülmeleri meydana gelir.
Pompa pervanesinde en sık görülen hasar türü kavitasyondur. Palet veya yuva kavitasyonu, pompa içindeki basınç ile pompa girişindeki basınç arasındaki farkın en fazla olduğu yerlerde, genellikle pervane kanatlarında ve pervanenin ön desteklerinde meydana gelir. Pompa yuvaları genellikle pervanenin merkezinden yaklaşık üçte iki uzaklıkta en kötü şekilde çukurlaşır ve aşınır. Bu, kavitasyonun bir belirtisi olsa da, pompanın kendisi büyük olasılıkla doğru çalışmaktadır. Bu genellikle radyatör hava akışının zayıf olması ve/veya basınç tarafında hava sızıntısı olması sonucu ortaya çıkar.
Bir sonraki tür çark hasarı, giriş kanatçıklarının, kanatların veya pompa çarkının veya çarkın bıçaklarının basınç tarafında çevresel aşınmadır. Çalışma sırasında, soğutucudaki aşındırıcı kir veya kirleticiler çark boyunca akış kanalına fırlayarak malzemenin kademeli olarak aşınmasına neden olur. Çoğu değişken kanatlı veya çift kanatlı çarklar bu tür hasara maruz kalır, çünkü geniş, açık akış kanalları sayesinde kirin kaçması için daha az boşluk vardır ve dolayısıyla akışın temizleme etkisi daha azdır. Erozyonun başka bir şekli, çarkın arka yüzündeki aşındırıcı aşınmadır; bu da su pompası milinin aşınmış veya milin yanlış hizalanmış olduğunun bir işareti olabilir.
Soğutucu kirleticilerin filtrelenmediğinin bir başka işareti, pervane kanatlarının basınçsız tarafında, işleme yüzeyinde veya metal olmayan pervanelerin göbek çapının iç kısmında kabarcıklar veya çukurlar oluşmasıdır. Biyolojik bozulma olarak da adlandırılan bu tür pervane hasarı, geçirimsiz polimerik malzemelerde bulunan mikroorganizmaların saldırısına uğrayan organik yabancı maddelerin birikmesinden kaynaklanır. Bu mikroorganizmalar lokalize hasara neden olur, ancak aynı zamanda yapışkan bağları da zayıflatabilir, bu da birçok endüstride endişe kaynağı olan birkaç elastik polimer veya kompozitin sorununa yol açar.
Aşırı ısınan motor, soğutma sıvısı sızıntıları ve olağandışı sesler, motorunuzun su pompasının arızalandığını gösterebilir. Aracınız normal sürüş sırasında ısınırsa veya normalden daha fazla ısınırsa, su pompası sorununuz olabilir. Doğal olarak bunun sadece termostatın arızalı olduğunu düşünebilirsiniz, ancak yanılmayın. Arızalı bir termostat, radyatöre giden su geçitlerini kapatarak motorun aşırı ısınmasına neden olabilir, ancak su geçitleri motora hala açıktır. Pompa soğutma suyunu dolaştırıyor olabilir veya olmayabilir, bu nedenle arızalı bir termostat doğru sıcaklık teşhisi vermez. Bu nedenle doğru teşhis, termostatı değiştirip termostatın sorunu giderip gidermediğini kontrol etmektir. Eğer gidermezse, motorun aşırı ısınmasının nedenlerinden biri su pompasının çalışmamasıdır. Bunu tespit etmenin bir yolu, motor ısındıktan sonra kalorifer hortumlarına dokunmaktır. Su pompası çalışıyorsa, kalorifer hortumları sıcak olacaktır; kalorifer hortumları soğuksa, su pompası çalışmıyor demektir.
Motorun altındaki su pompasının sızıntı deliğinden veya conta yuvasından sızan soğutma sıvısı, su pompası arızasının başka bir belirtisidir. Sızıntı deliği, sürücünün pompa contasının bozuk olduğunu, yağ karterinden yağa sızıntı olduğunu veya yağın su kanallarından kartere sızdığını tespit edebilmesi için kasıtlı olarak yapılmıştır. Yağ sızıyorsa ve radyatördeki seviye düşükse, yağ dışarıya sızmaktadır. Yağ sızıyorsa ve iki seviye zıt taraflarda yükselip alçalıyorsa, yağ içten sızmaktadır. Yağ içten sızıyorsa ve soğutucu ile karışıyorsa, belirtiler motor dumanı ve çok kısa bir süre sonra yakıt tüketimi açısından emisyon kontrolünde arıza olur.
Gıcırtı veya cızırtı gibi olağandışı sesler de pompa arızasının belirtileri olabilir. Gıcırtı, pompa yataklarının bozuk olduğunu ve yatakların değiştirilmesi veya daha da kötüsü sıkılması gerektiğini gösterebilir. Cızırtı genellikle bir mekanik stetoskopu ile pompada izole edilerek tespit edilebilir; ses gıcırtı ise diğer motor aksesuarlarından birinde olabilir.
Aşırı ısınan motor, soğutma suyu transfer sisteminde bir arıza meydana geldiğini veya sistemin çok kritik bir durumda olduğunu gösterir. Motor doğru şekilde ısındığında, blok duvarlarının ısısı soğutma suyuna aktarılır ve soğutma suyu da ısıyı radyatörden ortam havasına aktarır. Pompalama işlevi durursa, soğutucu tamamen durur ve radyatöre ısı taşımaz. Blok duvarları aşırı ısınır, ancak soğutucu kaynama sıcaklığına ulaşır. Ancak bu noktada ısının çoğu soğutucuya aktarılır ve bu da soğutucunun buharlaşmasına neden olur. Buharlaşma olayı başladığında, buhar sıvı kütlesinin seviyesinin üzerinde toplandığı için kapalı bir devre oluşur. Duvarların yakınında, kaynama noktasına ulaşılan yerde, buhar çok az enerji transferi sağlar; gazın önemli bir akış hızına ulaşabildiği merkez hattında ise, buharlaşmada ısı transferini canlandırmak için soğutulmuş gazı getirerek tamamen boşaltır. Motor az miktarda sıvıyı ısıtır ve bu etki yeterince önemliyse, erime sıcaklığına asla ulaşılmaz. Etki yeterince önemli değilse, blok aşırı ısınır; hatta en sıcak noktalarda deforme olabilir, çatlayabilir veya eriyebilir.
Aşırı koşullarda, bloktan geçen akış buharlaşma fenomenini önleyecek kadar büyüktür. Bu aşırı durumlarda, blok malzemesi bu kadar büyük bir akışı yeterince hızlı emmek için yetersiz olabilir; bu durumda sorun devredeki ısı transferi değil, pompalanan ısının etkisi ve duvarların yakınında emilen ısının etkisidir.
Sızıntı yapan bir su pompası (veya soğutma sistemi), aşırı ısınan bir motordan daha kolay teşhis edilebilir. Aracı park ettikten sonra ön tarafında bir su birikintisi görürseniz, bu su pompası (veya soğutma sistemi) sızıntısı olduğunu gösterir. Ancak, bunu göz ardı etmeden önce sızıntının yerini kontrol edin. Sızıntı motorun önünden damlıyorsa veya iç çamurluk kalkanını ıslatıyorsa, su pompası (veya soğutma sistemi) sızıntısı vardır. Sıvı, motorun arka tarafı ile çan muhafazası arasındaki alandan geliyorsa, aslında tork konvertöründen şanzıman sıvısı sızıyor olabilir.
Su pompaları, mekanik bir kayışla tahrik edilir veya kayış tahrikli su pompası ile tasarlanmış bir motorda bulunur. Her iki tasarımda da, soğutma sıvısını tahliye tavasında tutmak için contalar ve contalar kullanılır. Bunlardan herhangi biri arızalanırsa, su tahliye tavasına sızabilir. Normalde, bu durum bakımlı bir araçta nadiren görülür. Böyle bir durumdan şüpheleniyorsanız veya su birikintisi görüyorsanız, aracınızı bir tamirciye kontrol ettirin. Su pompası (veya soğutma sistemi) sızarsa, ısı değişimi kaybolur ve motor performansı etkilenir.
Çoğu zaman, su motor ile su pompası arasından gelir ve ana contanın arızalandığını gösterir. Bu durumda, su yağ sistemine karışacak ve motor muhtemelen çalışmayacaktır. Yağ ve yakıt sisteminin çok uzun süre soğutucu sıvıyla dolmasına izin verirseniz, ciddi hasara neden olursunuz. Motorunuzda su pompası değişimi gerekiyorsa, pompayı ve contayı değiştirin ve motoru yeniden çalıştırmadan önce yıkayın. Çok az saat, yol veya kilometre kullanılmışsa, alanı kaliteli bir sızdırmazlık maddesi ile yapıştırabilirsiniz, ancak en iyi çözüm değiştirmedir.
Sezgisel olarak anlaşılabilir olsa da, çalışan bir pompa orta derecede uğultudan yüksek gıcırtı seslerine kadar çeşitli sesler çıkarabilir. Genellikle bu sesler, çeşitli sorunların belirtisidir. Yüksek bir vızıltı sesi, pompanın tehlikeli derecede yüksek bir hızda çalıştığını veya yataklarının yetersiz olduğunu gösterir. Pompa yetersiz akış sağlıyor veya hiç akış sağlamıyor olabilir. Soğutma kaybedilmişse, bu durum hızla pompanın hasar görmesine, titreşime ve muhafazanın yerinden çıkmasına neden olabilir. Pozitif deplasmanlı bir pompadan gelen ani kısıtlayıcı plaka gürültüsü, akış kontrol sorunlarının anlık termal hasara neden olduğunu gösterebilir.
Yüksek frekanslı bir gıcırtı sesi çıkaran pompa veya ana tahrik motoru, göz ardı edilmemesi gereken bir sinyal vermektedir. Bu ses, pompa gövdesinde veya atalet tekerleğinde mekanik bir arıza olduğunu veya bir milin çok yüksek hıza ayarlandığını gösterir. Tahrik motorundan gelen çarpma sesi, özellikle ana motor desteklerinde aşırı titreşim ve/veya yataklarda aşırı titreşim seviyeleri ile ilişkiliyse, kaplin veya babbash arızasını işaret edebilir.
Pompa ve ana tahrik üniteleri, çeşitli frekanslarda titreşimlere maruz kalır. Destek yapısının bozulması, büyük miktarda yüksek frekanslı titreşimlere neden olur. Titreşim sinyalindeki melodileşme veya periyodik değişiklikler, yanlış hizalama, aşırı pompa kapasite kaybı, dengesiz dönen montaj, arızalı yataklar veya temel veya montaj tabanındaki gevşeklikten kaynaklanabilir. Düşük frekanslı titreşim, arızalı bir elektrik motorundan veya elektriksel dengesizlik veya yanlış hizalama gibi sürücüyle ilgili mekanik sorunlardan kaynaklanabilir.
Su pompalarının kullanımı genellikle sorunsuz olduğundan, temel bakım, bir sorunun ortaya çıkmasını beklemekten ibarettir. Su pompası arızası, aşırı ısınmaya, contaların patlamasına veya sıcak soğutma sıvısının motor parçalarına sızması, sıçraması veya püskürmesi nedeniyle daha ciddi hasarlara neden olabilir. Su sızan pompalar, gevşeklik ve gürültü en yaygın belirtilerdir. Su pompası kontrolü basittir. Motor çalışırken mil contası veya sızıntı delikleri çevresinde sızıntı, montaj cıvatalarında gevşeklik ve gürültü olup olmadığını kontrol edin. Motor çalışırken motor tahrik kayışı tehlikeli olabileceğinden, gürültü kontrolü sırasında dikkatli olun. Otomatik takometre kullanarak mil hızını ölçün ve pompa hızlanmıyorsa bir sorun olup olmadığını tespit edin. Gürültü, gevşeklik ve palpasyon kontrolü yaparken tahrik kayışını çıkarın. Uçlarda sızıntı yapan hortumlar ve drenaj kuyularında nem olup olmadığını kontrol edin. Kenarları sertleşmiş eski ve kırılgan kayışlar olup olmadığını kontrol edin. Kayışın bir tarafı aşınmışsa, hizalama hatası olup olmadığını kontrol edin. Pompa veya radyatörün yakınındaki hortumları temizleyin ve sıkın. Bükülmüş radyatör kanatlarını temizleyin ve düzeltin. Kanatları parmaklarınızla itmeyin, bu boruların çökmesine neden olabilir. Termostatı motordan çıkararak çalışmasını kontrol edin. Sıcaklığı, kaynama noktasının altında tutulan bir kapta ısıtın ve akışın açılmasını gözlemleyin. Düzenli bakım sırasında ortaya çıkan çoğu soğutma sıvısı sorunu, soğutma sisteminde görülen sorunlarla aynıdır. Bu sorunlar fiziksel hasar ve sızıntı, kirlenme, kireçlenme ve korozyondur. Soğutma sıvısı yaklaşık her 48.000 km'de bir değiştirilmelidir. Soğutma sıvısı sistemi, antifriz konsantrasyonu düştüğünde bakıma ihtiyaç duyar. Bu, torna tezgahı ile test edilebilir. Sistem parçalarının iç veya dış kısmında korozyon birikmesi, verimli çalışmaya engel olabilir. Otomatik şanzıman yağ soğutucusu, soğutma sistemi ile birleştiği yerlerden sızıntı yapabilir. Boşaltıldığında veya bakımı yapıldığında, soğutucu ve yağın kalitesinde kir olup olmadığını kontrol edin.
Motora takılan çoğu aksesuar gibi, motor su pompası da düzenli olarak sağlamlık ve düzgün çalışıp çalışmadığı kontrol edilmelidir. Hafif hizmet uygulamalarında, yıllık binlerce kilometre sürüş yaparken kontrol yapılmaması tehlikelidir ve ihmalden kaynaklanan hasarlara yol açabilir. Su pompasında küçük bir dış soğutucu sızıntısı oluşursa, sızıntı genellikle pompa kapağı cıvatalarını sıkarak giderilebilir. Ancak sızıntı devam ederse ve büyük miktarda antifriz damlar veya sızarsa, kapağın gözenekli metal içeriği veya hatta pompanın göbeği arızalı olabilir ve pompaların değiştirilmesi gerekebilir. Çoğu ağır hizmet uygulamasında, su pompası, radyatörle birlikte, planlı servis aralıklarında kontrol edilmelidir. Pompanın ön tarafına basınçlı yıkama makinesinden hafifçe su veya hava püskürtmek de, operatöre başka türlü tespit edilemeyecek bir soğutma sıvısı sızıntısını bildirebilir. Pompa mili çevresindeki aşırı soğutma sıvısına özellikle dikkat edilmelidir, çünkü bu, yataklar ve contalar arasından sızıntı olduğunu gösterir. Gösterge panelinde bulunan gösterge ile su sıcaklığını düzenli olarak kontrol etmek, su pompasında oluşabilecek sorunları önceden haber verebilir. Pompa milinden veya arızalı bir contadan yataklara sızıntı varsa, pompanın giriş tarafına göre karşı tarafta sıcaklık çok daha yüksek olacaktır. Soğutma sistemine yapılan herhangi bir servis sırasında su pompası yakından incelenmelidir. Soğutma sıvısının durumunu kontrol edin, antifriz içeriğinin ve pH dengesinin servis değiştirme kriterlerini karşıladığından emin olun. Soğutma sıvısında pompa arızasını gösteren yağlı kalıntılar olup olmadığını kontrol edin ve yatakların arızalı olduğunu gösteren serbest hareket olup olmadığını kontrol edin. Aksesuar tahrikini belirtildiği şekilde yağladığınızdan emin olun.
Su pompasının temel işlevi, motor soğutma sıvısını sistem içinde dolaştırarak motordan ısıyı alıp radyatöre aktarmaktır. Soğutucu, motoru çevreleyen kanallardan geçerken kir parçacıklarını emer. Motor veya su pompası ile kimyasal reaksiyona girebilir. Soğutucudaki katkı maddeleri, asitleri nötralize ederek ve bu metallerin paslanmasını önleyerek birikintileri azaltmaya ve pH'ı kontrol etmeye yardımcı olur. Katkı maddeleri, soğutucudaki kir, ısı ve diğer kimyasallarla reaksiyona girerek yavaş yavaş tüketilir. Motorda, soğutma suyunda bulunanlar da dahil olmak üzere herhangi bir katkı maddesi kullanılmıyorsa, soğutma suyu asidik hale gelir ve artık pas oluşumunu veya kirletici maddelerin birikmesini önleyemez. Bu noktada, kirli ve kontamine olmuş soğutma suyu artık su pompasını koruyamaz. Pompanın içi bozulmaya başlar ve yataklar da arızalanabilir. Yağlayıcı madde bulunmadığından, yatağın her iki ucundaki contalar kurur ve pompa sızıntı yapmaya başlar.
Çoğu araç üreticisi, soğutma sıvısının 40.000 ila 50.000 milde bir değiştirilmesini önerir, ancak bazıları daha uzun aralıklarla değiştirilmesini önerir. Aracınızı kullanmaya devam etmeyi planlıyorsanız, saygın bir şirketin ürettiği kaliteli, önceden karıştırılmış inorganik asit soğutma sıvısı kullanmak ve iki yılda bir değiştirmek makul bir kuraldır. Organik asit teknolojisine sahip soğutma sıvıları daha uzun ömürlüdür ve dört yılda bir veya 50.000 milde bir değiştirilebilir. Ancak, önceden karıştırılmış organik asit teknolojisi motor soğutucularını önceden karıştırılmış inorganik asit soğutucu ile karıştırmayın. Bazı otomobil şirketleri daha uzun aralıklar izin vermektedir; onların önerilerini izleyin. İnorganik asit veya organik asit teknolojisi soğutucu kullanıyorsanız, aracı aşırı dur-kalk sürüş veya çekme gibi zorlu koşullarda kullanıyorsanız, daha erken değiştirmeyi unutmayın.
Su pompası, aracın ömrü boyunca çalışacak şekilde önceden ayarlanmıştır. Aşınan parçalar bulunmadığından, içini veya dışını boşaltıp temizlemeye gerek yoktur, ancak motor sıcaklığı 85°C veya daha fazla olan bir arabayı kimse sürmek istemez. Yatakları ve kapağı ile birlikte grup muhafazası da pompalanan soğutucu sıvı ile soğutulur, bu da soğutma sisteminin geri kalanının iyi durumda tutulması gerektiğini gösterir. Ancak aşırı ısınma, su pompası yatağının arızalanması, pompanın fiziksel olarak kırılması veya pompanın “donması” durumunda, soğutma sıvısının içe doğru çukurlaşmış ve “parlamayan” pompa gövdesi ile temas etmesi nedeniyle meydana gelebilir. Tahrik kayışı gergi tertibatlarında olduğu gibi, su pompası da sadece aşırı koşullarda aşırı ısınır ve pompa genellikle önlem olarak zamanlama kayışı ile birlikte değiştirilir. Zamanlama kayışı kapalıyken, su pompasının nasıl çalıştığını gözlemlemek için en iyi zamandır.
Pompalar, sıcak sıvıyı yüksek atmosfer sıcaklığına sahip bir bölgeye geri döndürdükleri için, kabinde algılanabilecek gürültü dalgaları üretmek için yeterli enerji toplanır. Çoğu ciddi üretici, takılı su pompalarının ürettiği gürültüyü periyodik olarak kontrol etmeyi ve belirtilen değerleri aşması durumunda değiştirmeyi önerir.
Su pompaları her yıl sürekli olarak geliştirilmektedir, ancak diğer hareketli makineler gibi her an arızalanabilirler. Başlıca belirtiler şunlardır:
- Pompanın dışında gözle görülür soğutucu sızıntısı. - Yataklarda oynama varlığı (çok hafif eksenel oynama kabul edilebilir). - Pompa miline temas eden contaların arızalanması. - Pompa veya ilgili parçalardan herhangi birinin arızalanması. - Motorda aşırı ısınan soğutma sıvısının neden olduğu belirtiler.
Ne zaman değiştirilmeli
Genellikle zamanlama kayışı değiştirilmesi gerektiğinde, su pompası değiştirilmesi gerektiğinde araç çok daha fazla kilometre yapmış olur. Aracınıza en uygun olanı öğrenmek için servisinize danışın. Rulman gürültüsü veya oynama, conta sızıntıları veya su pompası arızaları gibi derhal değiştirilmesi gereken belirtiler vardır. Ayrıca, periyodik servis veya muayene sırasında zamanlama kayışının aşırı ısınmasına neden olabilecek soğutma sıvısının durumunu ve hortumları kontrol edin.
Genellikle su pompaları yanmaz ve ya “donar” ya da yataklar o kadar çok oynama yapar ki, dönüş ekleme deliklerinin aşınmasına neden olur ve bu da sıvı sızdırmazlığını bozar ya da soğutma sistemi çalışma moduna uymaz ya da mekanik sorunlar çalışmayı bozar. Bu durumların herhangi birinde, dış sızıntılar oval, çirkin ve ardından gövde veya kapakta makro çatlaklar şeklinde görülür. Son durumda, bir veya daha fazla çatlağı “sıkıştırmak” ve pompa çalışırken sızıntı olmaması, çalışırken çatlağın başlangıç kısmına bir yama yapıştırmak veya metal onarımı için kullanılan sıvıyı tutmak sorunu geçici olarak çözebilir. Çatlak kontrolü, soğuk çizikler ve görünür parçacıklarla yapılabilir.
Motor su pompası, diğer birçok parça gibi bir hizmet ömrüne sahiptir. Biriken çalışma süresi ve bileşenlerinin, özellikle contaların ve bilyalı rulmanların eskimesi, değiştirilmesini gerektirecektir. Su pompası, kayış sistemindeki diğer bileşenlere göre erişimi biraz daha zor olsa da, kayış değiştirme işlemine dahil edilmesi çok zor değildir ve bunu yapmak akıllıca bir yatırımdır. Motora bağlı olarak, kayışlar yaklaşık 60.000 - 100.000 milde bir değiştirilir ve su pompası servisi de normalde aynı aralıkta yapılır. Pompayı bu zamanda değiştirmek, yine motora bağlı olarak, daha fazla işçilik süresi, soğutma sistemi bileşenlerinin maliyeti ve motorun aşırı ısınması nedeniyle çok daha pahalı olabilecek ilerideki olası onarımları ortadan kaldırır.
Tabii ki, bir pompa servis aralıkları arasında arızalanabilir ve pompa orijinalse veya servis değiştirme aralığı içinde değilse, arıza belirtileri olup olmadığını kontrol etmek gerekir. İlk olarak, yaş, kilometre ve pompa değiştirme geçmişi yakın zamanda değiştirilmesi gerektiğini göstermiyorsa, ancak pompa bu belirtileri gösteriyorsa, bu pompanın değiştirilmesi için yeterli bir nedendir. Su pompasının arızalanma nedenleri iç veya dış olabilir. Her iki arıza türü de, pompa dış yüzeyinde leke, damlama veya pompa altında su birikintisi şeklinde görülen soğutma sıvısı sızıntısı ile belirtilebilir. Pompa, sızıntı deliğinden ince bir soğutma sıvısı akıyorsa ve zamanla aşınan contalar nedeniyle pompa yatakları arızalanıyorsa, harici sızıntı olduğu kabul edilir.
Su pompası değiştirme işi dikkatlice düşünülmelidir. Pompa yeraltında ise, tüm sistemin contalarını ve gövdesini kontrol etmek tavsiye edilir. Pompa yer üstünde ise, tüm devreden basınç tahliye edilirken, pompa cıvatalarının gevşek veya eksik olup olmadığını kontrol edin. Pompa gövdesinin cıvatalarının sıkılığını da kontrol edin. Genel olarak, sıkılık eksikliğinin kolayca görülebildiği üst kısım gözle kontrol edilir. Aşağıdan, biraz su damlamış olan yerlerde de şüpheye yer kalmayacaktır. Sızıntı varsa, değiştirilmesi gerekecektir. Yaz aylarında çalışmayan pompa, düşük sıcaklıklarda makineyi çalıştırırken çatlaklar oluşturmuşsa, yukarıdan herhangi bir belirti görülmeyecektir ve devredeki düşük basınç sızdırmazlığını test ederek şansınızı denemeniz gerekecektir.
Genel olarak, su sızan ve beş altı yıl hizmet vermiş bir pompa, bir sonraki sürücünün çekiciyle gelmesini önlemek için değiştirilmelidir. “Şansa güvenmek”le yetinmeyip, suyun kaynama noktasına hiç yaklaşmadığında, su termometresi ile veya parmaklarımızla dokunarak (yanmamak için dikkatli olarak) radyatörün pompadan daha sıcak olup olmadığını da kontrol ederiz. Pompa suyu motora çekmelidir ve daha sıcak olan taraf motor tarafı olmalıdır. Düşük hızda ve termostatın levhaları uygun konumlarda ise, sonda veya parmaklarınızın girişinde (silindir bloğundan giren tarafta) daha sıcak olduğunu fark ederseniz, bu, giriş alanında kaynama olduğunu gösterir. Bu uzun yolculukta tek bir araçla yola çıkamayız, pompanın demir kasaya bağlandığı yerden sızıntı olursa, bu küçük sorunu çözmek için macun veya sızdırmazlık maddesi kullanmak iyi bir fikir değildir. Onarım sırasında her zaman yeni lastik contalarla değiştirilmelidir.
Hayatımızı büyük ölçüde etkileyen artan yakıt maliyetleri, tüm mal ve hizmetlerin fiyatlarına ek olarak, bazı pazarlarda daha iyi yakıt ekonomisi talebinin artmasına neden olacaktır. Yakıt maliyetlerine ilişkin uyarılar gündemden düşmemektedir. Bu durum, otomotiv endüstrisini daha iyi yakıt ekonomisi yönünde zorlamaktadır.
Yakıt verimliliğini artırmanın yollarından biri, her bir araç bileşeninin optimizasyonudur. Bir araç motorundaki su pompasını optimize ederek, hem parça maliyeti hem de montaj maliyeti açısından çok az ek maliyetle araç yakıt verimliliğinde büyük bir etki elde edilebilir, çünkü bu maliyetlerin hiçbiri artmaz. Araştırmalar, hidrolik beygir gücü kayıplarında her bir beygir gücünün azalmasının yakıt ekonomisinde yüzde 2'lik bir iyileşme sağladığını göstermektedir. Ayrıca, hidrolik kayıpların orta hizmet tipi dizel motorların düşük hızda yakıt tüketiminin yüzde 4'ünü oluşturduğu tahmin edilmektedir. Hafif hizmet tipi motorlarda da benzer hidrolik kayıplar ve yakıt ekonomisi etkileri olduğu düşünülmektedir.
Su pompası motor tarafından tahrik edilir ve sürtünme ve hidrolik kayıplar meydana gelir. Su pompası motor soğutma sisteminde negatif basınç oluşturduğundan, düşük motor hızlarında su pompasındaki viskoz kesme kuvvetlerinin frenleme etkisiyle yakıt ekonomisini etkileyecek kadar büyük gerçek beygir gücü kayıpları meydana gelir. Viskozite sıcaklığa bağlıdır: Yağ sıcaklığı arttıkça viskozite azalır. Yüksek sıcaklıklarda, pompalama için gereken enerji, ilgili dizel veya benzinli motor için gereken enerjiden daha düşük bir değere düşer. Diğer motorlarda potansiyel yakıt ekonomisi tasarrufunu sağlayan bu eylemdir.
Su pompası, tüm su soğutmalı içten yanmalı motorlarda bulunan ve soğutma sıvısını motor devrelerinde taşıyarak mümkün olan en kısa sürede doğru sıcaklığa ulaşmasını ve bu sıcaklıkta kalmasını sağlayan bir cihazdır. Su pompasının zorunlu kullanımı, yakıt yanmasını iki şekilde etkiler. İlki, bazı arızalar nedeniyle su pompasının performansı uygun veya doğru olmadığında doğrudan su pompasıyla ilgilidir. Bu tür arızalar, arızalı yatakların varlığı, pompa kapağına göre pervanenin aşırı veya düşük sıkılığı, düşük soğutma sıvısı akış hızından kaynaklanan kavitasyonlar veya pervanenin aşınması veya korozyonu nedeniyle su pompasının kapasitesinin düşük olmasından kaynaklanabilir. Bu tür arızalar, hıza, yüke ve hava-yakıt karışımının zenginliğine bağlı olarak yakıt tüketiminde %3 ila %30 veya daha fazla bir artışa neden olur, bu da motor devrelerinin giriş ve çıkışında yüksek termal stres ve soğutma sıvısı sıcaklık farkı anlamına gelir. Yakıt tüketimindeki bu artış, arızanın meydana geldiği çalışma koşullarının karışımın sıkıştırma oranı için uygun olmaması nedeniyle motor verimliliğinin düşmesinden kaynaklanır. Ancak sistem kayıpları, su pompasının çok düşük performansı ile ilişkili iç kayıplardan oluştuğu için ikincil bir nedendir. Bu tür kayıplar yakıt tüketimine ters etki yapar: yakıt tüketimini azaltır. Bu davranış, motor soğutma sistemi için en uygun koşullarda, yani motor soğutma devrelerinin giriş ve çıkışları arasındaki sıcaklık farkının en düşük olduğu durumlarda ortaya çıkar. Bu durumda, su soğutmalı motorlu araçların performansı, hava soğutmalı motorlu araçlara göre artar.
Pompalama gücü de motor gücüyle aynı eğilimi gösterir; ancak pompa hızının düşürülmesiyle yakıt tüketimi iyileştirilebileceğinden, potansiyel bir çelişki mevcuttur. Buharlaşma aşamasında, daha iyi performans elde etmek için pompalanan sudan daha fazla gizli buharlaşma ısısı uzaklaştırılmalı ve motora geri dönüştürülmelidir. Bu, artan araç hızına karşı minimum delik pompası hacminin korunması gerektiği anlamına gelir; aksi takdirde, yüksek pompalama güç oranlarında yeterli soğutmayı sağlamak için pompalama devresine tekrar ek basınç enerjisi sağlanması gerekir. Soğutma işlemi sırasında, bu, sıcak iklim bölgelerinde araç kabini ısıtma ihtiyacının azalmasıyla da öğrendiğimiz gibi, montajcının sabit veya geçici devre ayırıcı valfleri ile gerçekleştirilir. Ardından, basınç düşüşlerinin, gerekli minimum soğutma etkisine karşılık gelen belirli bir eşiği aşmasına izin verilmelidir.
Bu tür faz düzeltmeli bölme, ters yönde de çalışabilir. Soğutma devrelerinin yakıt tüketimi açısından kontrolünün optimize edilmesi önemli bir konudur, ancak ısı ve akış hızlarını dengeleyerek zamanlayıcının çok uzun olmaması ve özellikle yakıt açısından zengin karışımların aşırı ısı ile dolaşımını önlemek için pratik bir çözüm öneremiyoruz. Egzoz veya motor bloğu sıcaklığının artmasıyla birlikte, soğumuş olacağı zaman değişimi ilginç ve mantıklı bir öneri olabilir. Modern gelişmiş sürüş destek sistemleri, önceden seçilen navigasyon rotasını dikkate alarak zamanın bir fonksiyonu olarak araç hızını tahmin edebildikleri için PTC'nin çalışma zaman yapısını etkiler. Bu, kısa yük aşaması aşırı ısınmasına yol açabilecek pompasız ve zorlu koşullarda yük dağılımının düzgünleştirilmesini ve optimize edilmesini sağlar.
Motor su pompalarının iç tasarımı yıllar içinde çok az değişmiştir. Son zamanlarda değişen şey dış tasarımlardır. Disi motorun kayış tahrikli su pompasında ve içinde, son zamanlarda binek araçlarından geçerek gelen bir dizi yenilik bulunmaktadır. Bunların bazıları şu anda hafif ve ağır ticari araçlara, hizmet araçlarına ve ağır iş makinelerine takılmaktadır. Bunlar, araç üreticilerinin şu anda karşılaştığı bazı mevcut ve gelecekteki su pompası dezavantajlarını ele aldıkları için bahsetmeye değerdir.
İlk trend, akıllı pompalar olarak bilinen pompalardır. Temel olarak, bir elektrik motoru pervaneyi tahrik eder. Su pompası tamamen motor yönetim sistemi tarafından kontrol edilir. Bu, iki ek avantaj sağlar. Birincisi, motor üzerindeki yükün azalmasıdır. İkincisi, pompanın soğuk günlerde kabin ısıtması ve sıcak günlerde diğer yardımcı ısıtma sistemleri için kullanılabilmesidir. Elektrikli tahrik motoru, aracın ana aküsüne veya aracın şarj sistemi tarafından şarj edilen bir yardımcı aküye doğrudan bağlanabilir.
Son zamanlarda ortaya çıkan bir başka trend ise su pompasının motor yönetim sistemi ile entegrasyonudur. Yazılım üreticileri ve pompa üreticilerinin mühendisleri, genellikle pompa akışını soğutma sisteminin gerçek zamanlı gereksinimlerine uyarlayarak soğutma suyu akış hızlarını iyileştirmeyi ve parazitik kayıpları azaltmayı amaçlayan algoritmalar üzerinde birlikte çalışmaktadır. Bu çok şirketli ittifaklar, geleneksel otomobillerde ve hafif kamyonların yakıt verimli benzinli motorlarında bulunan pompalar ile ticari ve endüstriyel makinelerde bulunan benzinli ve dizel motorlar için yeni tasarımlar ve çalışma stratejileri de geliştirmektedir.
ICT ve mekanik yeterlilikteki gelişmeler, çeşitli uygulamalar için akıllı ürünlerin geliştirilmesini mümkün kılmıştır. Akıllı Su Pompaları (SWP'ler), sıcaklık, akış hızı, basınç ve titreşimleri izleyen sensörlerle donatılmıştır ve arıza uyarısı bilgilerini işleyen bir bulut platformuna veri göndererek öngörücü bakım sağlar. SWP'ler, araç termal modeli uygulamasına ve araç güç yönetimi ve yük noktası tahmin sistemlerine entegre edilmiş aktüatörlerdir. Kontrol stratejilerinde, termal modele dayalı daha enerji verimli bir sıcaklık yerine su akışı ve çıkış suyu sıcaklığı kontrol edilir. SWP'ler, motor sıcaklığının sabit kalmasını sağlayan soğutma kapasitesini hesaba katabilir ve ayrıca araç modeli tarafından yapılan su sıcaklığı tahminlerini doğrulayabilir.
Ana tesisatçı SWP'lerin belirli bir su basıncı için akış sağlamak üzere çalışma mekanizması, motor krank mili hızından gelen mekanik kayış iletimi ile çalışır. Çalışma özellikleri, aracın değişken hareket hızı nedeniyle çalışma koşullarına karşı oldukça hassastır: Motor rölantide ve yoğun şehir trafiğinde düşük araç hızında çalışırken, hız oranı çok önemlidir, soğutma kapasitesi ve ısı azaltma çok azdır, ancak dış ortam koşulları çok kritik olabilir; Öte yandan, araç hızı ve motor hızı arttığında, oran tek varyasyonun çok altında, hatta negatif olabilir, bu da ani soğutma suyu sıcaklığı artışına bağlı olarak yüksek soğutma kapasitesine veya hatta motor parçalarında termal şoka neden olabilir. Geleneksel ana tesisatçı su pompalarının kontrol stratejisi, araç termal model parametrelerinin değişmesine uyarlanmamıştır.
Şu anda piyasada bulunan akıllı su pompalarının çoğunda kullanılan harici kontrolörler, araç aküsünden gelen Zaman ve Gerilim Kontrol komut sinyalini kullanır. Bu kontrolörler, öncelikle pompa üreticileri tarafından laboratuvar/ilk doğrulama aşamalarında test edilmek üzere tasarlanmıştır. Bu tür harici kontrolörler uyumlu değildir ve üreticiler, araç içinden beslenen entegre Elektronik Hız Kontrol Cihazı ile pompalarını geliştirmeye büyük ilgi göstermiştir. Bu yaklaşım, pompa üreticilerinin araç koşullarına göre akış koşullarını düzenleyebilen ve optimize edebilen yeni bir akıllı pompa serisi üretmesine olanak tanıyacaktır. Ayrıca, elektrikli su pompaları için imalat endüstrisinde genellikle kullanılan mimariler, çözümün karmaşıklığını ve maliyetini artıran hantal ve pahalı mimarilerdir. Bu bölümde, en son teknoloji dış kontrol cihazı çözümüne uygun bir şirket tarafından geliştirilen EWP HiTech adlı vaka çalışması sunulmaktadır.
Pompa kullanılacağı için daha akıllı bir şekilde çalıştırılması gerekmektedir. Bu bölümün sonraki kısmında, pompanın kontrolünü entegre eden EWP Nauta adlı vaka çalışması sunulmaktadır. Pompa, iki akış algoritması sunabilen akıllı bir pompadır: ilki, pompanın akış koşulları aralığı dışında kullanılması sorununu ortadan kaldırır ve su-su sıcaklık farkıyla çelişir. İkinci algoritma, gelen geri bildirim ve çıkan iletim komut sinyallerine dayalı bir sıcaklık farkı düzenlemesi sunar. Her iki algoritma da, esas olarak otomotiv pazarı için tasarlanmış ve en son teknoloji bileşen ile dahili Elektronik Kontrol Ünitesi arasında çeşitli bağlantı yolları sağlayan bir entegre devre tarafından seçilir.
Bu makale, araç termal yönetim konseptlerinde soğutma suyu sirkülasyonu için elektrikli su pompalarının kullanım potansiyelini araştırmak üzere tasarlanmış çeşitli deneysel çalışmaları sunmuştur. Elektrikli su pompası tipine bağlı olarak, su devresi termal yönetim konsepti için farklı çalışma modları değerlendirilmiştir. İlk olarak, akım tüketimini değerlendirmek ve olası yakıt tüketimi azalması için erken göstergelere erişmek üzere, bir PC aracında tekrarlanan sürüş döngülerinde performans değerlendirmeleri yapılmıştır. Kritik soğutma sistemi konumlarında yapılan ek sıcaklık sensörü ölçümleriyle desteklenen, belirli bir test koşulları aralığı için avantajlar gösterilmiştir. Daha sonra, çalışma sıcaklıklarına geçmek için, bir PHEV Şehir Otomobili için erken prototip ile yakıt tüketimi analizi yapılmıştır. Belirli bir elektrikli su pompası konfigürasyonuna dayalı olarak farklı termal yönetim konseptleri tekrar test edilmiş ve yeni otomobillere erken entegrasyon göz önüne alındığında, daha karmaşık aktif termal yönetim konsepti için umut verici sonuçlar elde edilmiştir.
Uzun vadede onaylanmak üzere, lüks bir otomobilde hafif hibrit uygulama için prototip ve ön üretim EWP'lerde konsepti doğrulamak amacıyla ek deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Burada, piyasaya sürülen farklı araç tasarımları, yoğuşma izleme konusunda uzun vadeli bir operasyonel analizle karşılaştırılmıştır. Yoğuşma süresi devrelerinde gözlemlenen farklılıklar, önemli avantajları açıklamıştır. Daha güçlü elektrikli su pompaları, çok daha iyi sistem ayarlamasına olanak tanıyarak yoğuşma süresini kısaltır ve bileşenlerin güvenilirliğini artırır.
EWP sisteminin performans analizi, bir test aracında ve özel olarak geliştirilmiş araçlarda gözlemlenmiştir. EWP ilk olarak küçük, hafif, 2,8 litrelik motorlu, önden çekişli bir araçta uygulanmış ve test edilmiştir. Bu ilk denemenin ardından, EWP sistemi daha sonra 4,0 litrelik V6 ve 5,0 litrelik V8 motorlarla donatılmış bir araca takılmıştır. Kamyon EWP sistemi kullanıma sunulmuştur. Önceki sistemlerin test prosedürleri ve sonuçları, aşağıdaki bölümlerde daha ayrıntılı olarak özetlenmiştir. Beklendiği gibi, EWP sistemi ile elde edilen performans artışı, büyük ve ağır kamyonlara kıyasla küçük 4 silindirli araçlarda çok daha fazladır ve EWP kontrolünün aşırı uçlarına doğru gelişen performans düşüşünü bir ölçüde telafi etmektedir. Ağır hizmet araçlarında EWP sisteminin performans düşüşü, kamyon sisteminde olduğu gibi EWP kontrol seti için EWP çalışmasının daha uzun süre azalmasına izin verildiğinde en aza indirilmiştir ve bu kontrol felsefesi kabul edilebilir.
Termal motorların geliştirilmesinin hızlanması ve üretim yol haritasına ek işlevler eklenmesiyle elektrikli su pompaları geliştirilmiştir. Elektrikli su pompası, kısa süreli motor testlerine izin verirken kritik emisyon gereksinimlerini karşılayan gelişmiş motor programlarının başarısında kilit rol oynamaktadır. Araçlarda EWP'nin bir diğer önemli performans özelliği, hızlı etkili, kısa süreli katalitik konvertör baypası ile stokiyometrik değerin üzerindeki WOT çalışmasında geçici testleri desteklemektir. Elektrikli su pompası kapatıldığında bile FGT'yi kısıtlamayacak blowdown tasarımları geliştirilmesine özen gösterilmiştir. Araç ömrü boyunca güvenilirlik endişeleri nedeniyle, EWP'nin 250.000 milin üzerindeki uygulamalarda kullanılması öngörülmemektedir.
Laboratuvar ve kısa süreli testler veri eğilimlerini ve korelasyonları gösterebilirken, uzun vadeli ve saha çalışmaları farklı çalışma koşullarını, dinamik yüklemeleri, arıza modlarını ve onarım aralıklarını kapsayan çok daha zengin bir veri seti sağlar. Bu nedenle, sadece veri toplamak için değil, sıvı özelliklerini, motor konfigürasyonunu ve çalışma özelliklerini içeren güvenilirlik modelleri oluşturmak için uzun vadeli saha testlerine yatırım yapılmıştır. Motor yakıt ve soğutma sistemi kirliliği, pompa ve conta üfleme testleri, mil, yatak, conta, pervane ve gövde arıza modu analizi, sistem modelini üreticilerle birlikte oluşturmak ve doğrulamak için yapılan faaliyetlerden bazılarıdır. Kritik bileşenlerin performansını artırmak için bileşen üreticileriyle de işbirliği yapılmıştır.
Performans kayıt çalışmasına dahil edilen test kamyonları, çalışma profilini ve giriş sıcaklığını kaydetmiştir. Karşılaştırma pompa seti, hazır bileşenlerle oluşturulmuştur, ancak pompa, test kamyonunun görev döngüsüne uyacak şekilde özelleştirilecektir. Uzun vadeli doğal gaz tüketimi kaydedilecek ve yakıt maliyetleri ve yıllık toplam işletme maliyeti karşılaştırmalarıyla birlikte kullanılacaktır. Çalışmada kullanılan kamyonlar, genellikle bazı pompa bileşenlerinin, özellikle contaların ve yatakların yüksek arıza oranlarından etkilenmektedir. Ancak testler sırasında, kırık pervane kanatları veya pompa gövdesinde kavitasyon gibi başka arıza türleri de ortaya çıkabilir. Seyahat rotaları genellikle otoyol ve karayolu sürüşünün bir kombinasyonudur. Çalışma genellikle, aksi takdirde emisyonları yüksek belirsizlikle izlenen deneysel kamyonlarda yapıldığından, emisyonları yakıt tüketimiyle ilişkilendirme girişiminde bulunulmamıştır. Büyük üreticiler tarafından iç çalışmalar için benzer kamyonlarda yapılan düzenli laboratuvar testleri, bu karşılaştırmayı daha karmaşık hale getirmektedir.
Çeşitli araç sistemleri ve aksesuarları, soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan dolaşımını sağlamak ve aktüatörlere sıvı iletmek için elektrikli pompalar kullanmaktadır. Başlıca uygulama alanları motor su pompası, turboşarj soğutucu akışkan pompası, ara soğutucu pompası, motor yağı soğutucu pompası, ısı pompası uygulamaları için soğutucu akışkan pompası ve motorlu iki tekerlekli araçlar için yakıt pompasıdır. Elektrikli pompalar, talep üzerine performans sağlar ve soğutma sistemi tasarım mühendislerini, motorun, yardımcı sistemlerinin ve diğer araç bileşenlerinin performansını optimize ederken mekanik pompa tahrikinin getirdiği kısıtlamalardan kurtarır, böylece yakıt ekonomisini iyileştirir ve konforu ve güvenliği artırır.
Elektrikli su pompasının zayıf yönleri arasında, güvenilirlik, dayanıklılık ve araçta yerleştirilmesinin optimize edilmesindeki potansiyel zorluklar sayılabilir. İçten yanmalı motor soğutma sistemleri, motor soğukken ölçülü soğutucu akışına ve motor çalışma sıcaklığına ulaştığında azaltılmış akışa ihtiyaç duyar. Farklı çalışma koşullarında sistem talebini ayrı ayrı karşılamak ve pompa performansını izlemek için kullanılan yenilikçi elektronik ve mekanik kontroller karmaşık ve pahalıdır. Bu tür zorluklar, içten yanmalı motor kullanan araçlarda elektrikli sistem mimarilerinin ve yüklerinin genişlemesiyle beklenen elektrikli su pompası uygulama oranlarının artmasını engellemiştir.
Öte yandan, giderek daha katı hale gelen araç yakıt ekonomisi düzenlemelerine uymak ve sürücü deneyimini ve konforunu iyileştirmek gibi artan zorluklar, OEM'leri araç platformlarını ve bunların performansını etkileyen sistemleri optimize ederken bu tür pompaların isteğe bağlı avantajlarına odaklanmaya teşvik etmelidir. Sonuç olarak, elektrikli su pompaları ile çalışan uygulamaların sayısı şu anda sınırlı olsa da, isteğe bağlı çalışma kabiliyetindeki avantajları, yakın gelecekte araçlardaki uygulama çeşitliliğinin ve hacminin artmasına yol açacaktır.
© Vaden Otomotiv San. Tic. A.Ş. Tüm hakları saklıdır / 2025
