Elektryczne pompy wody we współczesnych pojazdach | MOTOFAKTOR

Elektryczne pompy wody we współczesnych pojazdach

person Redakcja 28/06/2021

Eksperci Gates opisują, jak działają elektryczne pompy wody, ich podział, budowę i typowe awarie.

Elektryczne pompy wodne stosuje się od wielu lat. Jednak przed ostatnią dekadą nie znajdowały się zbyt często w centrum uwagi. Ta sytuacja zmieniła się całkowicie, ponieważ elektryczne pompy wodne stają się niezbędne do zapewnienia optymalnego działania układu chłodzenia, zarówno w silnikach spalinowych, jak i pojazdach hybrydowych i elektrycznych. W dalszej części przyjrzymy się bliżej różnym zastosowaniom elektrycznych pomp wodnych — zarówno głównych, jak i tych odpowiedzialnych za zarządzanie ciepłem w pojazdach (od chłodzenia turbosprężarek po chłodzenie akumulatorów). Przyjrzymy się również najważniejszym elementom pompy.

Główne zastosowania elektrycznych pomp wodnych

Poznanie głównych zastosowań elektrycznych pomp wodnych to jeden z najlepszych sposobów na zrozumienie tego, jak się rozwinęły.

 

Programowalne ogrzewanie dodatkowe

 

Programowalne ogrzewanie dodatkowe było jednym z pierwszych zastosowań elektrycznych pomp wodnych. W takich układach dodatkowa nagrzewnica wykorzystuje paliwo znajdujące się w pojeździe do podgrzania chłodziwa do temperatury wymaganej do ogrzania kabiny. Gwarantuje to nie tylko przyjemną temperaturę w kabinie samochodu, ale także optymalną temperaturę pracy silnika w momencie rozruchu, co wpływa na redukcję zużycia odpowiednich komponentów. W większości przypadków sterownik klimatyzacji kontroluje zarówno dodatkową nagrzewnicę, jak i elektryczną pompę wodną, dzięki czemu ciepło pozostałe w układzie chłodzenia może być wykorzystane do zapewnienia ciągłego ogrzewania nawet po wyłączeniu silnika.

Elektryczna pompa wodna

Pompy wspierające układ chłodzenia

 

Układy chłodzenia stają się coraz bardziej złożone, ponieważ producenci stale polepszają osiągi pojazdów. Obecnie systemy te wymagają nie tylko przewodów modułowych, ale także elektrycznych pomp wodnych, aby mogły działać niezależnie od przepływu zapewnianego przez główną pompę mechaniczną, a nawet działać w całkowicie oddzielnych obwodach.

 

Unikanie przegrzewania i wydłużanie żywotności komponentów

 

Jako pierwsze na rynku pojawiły się pompy elektryczne, które po zatrzymaniu silnika jeszcze przez jakiś czas tłoczą chłodziwo. Poprzez obniżenie temperatury silnika zapobiegają przegrzaniu i wydłużają żywotność jego komponentów. Działają w podobny sposób, jak dodatkowe pompy ciepła, ponieważ w niektórych przypadkach ogrzewanie kabiny jest kontynuowane jeszcze przez pewien czas po wyłączeniu silnika.

Pompa wodna 41538E

System zarządzania ciepłem

 

W dzisiejszych czasach układ chłodzenia stał się systemem zarządzania ciepłem, w którym moduł sterowania silnika zarządza wszystkimi elementami i decyduje, jak zareagować, aby utrzymać właściwą temperaturę roboczą każdego elementu.

Układ chłodzenia

W kontekście zarządzania ciepłem istotne jest wyróżnienie samochodów mikrohybrydowych wyposażonych w systemy Stop & Start oraz pozostałych aut hybrydowych. Za utrzymanie przepływu chłodziwa do elementów pomocniczych, takich jak turbosprężarka lub ogrzewanie kabiny, pomimo częstego wyłączania i uruchamiania silnika, odpowiada elektryczna pompa wodna. Dzięki temu wydłuża się okres eksploatacji turbosprężarki, co pozwala uniknąć przedwczesnej awarii, a także zapewnia dopływ gorącego powietrza do kabiny w przypadku zaistnienia takiej potrzeby.

 

Ponadto obserwujemy rosnącą tendencję do schładzania gazów sprężonych przez turbosprężarkę lub kompresor za pomocą intercoolera zasilanego chłodziwem, a nie powietrzem zewnętrznym. Gazy te muszą być schładzane dla zwiększenia wydajności, ponieważ gorące powietrze ma mniejszą gęstość i będzie zawierało mniej tlenu do spalania. Po schłodzeniu tych gazów gęstość i stężenie tlenu wzrastają, co powoduje wzrost mocy silnika.

Pompa wodna 41554E

Niektóre nowoczesne pojazdy elektryczne są wyposażone nawet w cztery elektryczne pompy wodne umożliwiające zarządzanie ciepłem.

Pojazd elektryczny z elektrycznymi pompami wodnymi

Głowna pompa wodna

 

Zastosowanie elektrycznych głównych pomp wodnych skutkuje mniejszym zużyciem paliwa niż w przypadku mechanicznych odpowiedników stale zużywających energię z silnika i będących w ciągłym ruchu za pośrednictwem napędu paskowego. Zastąpienie pompy mechanicznej pompą elektryczną, która jest aktywowana zgodnie z bieżącymi potrzebami silnika, może wpłynąć na znaczną redukcję zużycia paliwa.

 

Na przykład w fazie rozgrzewania silnika moduł sterujący może zadecydować o nieaktywowaniu pompy wodnej, aby umożliwić wcześniejsze osiągnięcie temperatury roboczej. W artykule dotyczącym termostatów sterowanych elektrycznie wskazano, w jaki sposób pompa wodna 41504E zamontowana w BMW może zwiększyć lub zmniejszyć przepływ chłodziwa i dostosować temperaturę płynu chłodzącego do stylu jazdy.

Pompa wodna 41504E

Komponenty pompy

 

Na przestrzeni lat zmieniono nie tylko zastosowanie elektrycznych pomp wodnych, ale również technologię, dzięki której funkcjonują. Pierwszymi typami elektrycznych pomp wodnych były tradycyjne pompy DC ze szczotkami lub stykami elektrycznymi do przewodzenia prądu elektrycznego pomiędzy nieruchomymi i obracającymi się częściami silnika. Ten trend uległ zmianie, a silniki bezszczotkowe są coraz powszechniej stosowane.

Silnik ze szczotkami kontra silnik bezszczotkowy

Mimo wielu różnych konstrukcji, budowa poszczególnych pomp wodnych jest bardzo podobna. Główne części to:

 

  • Wirnik: ta część odpowiada za przemieszczanie chłodziwa za pomocą wirnika wyposażonego w łopatki napędowe. Wirnik ten zawiera magnesy stałe niezbędne w silniku bezszczotkowym do generowania ruchu obrotowego.
  • Korpus/stojan: ta część generuje pola magnetyczne przez uzwojenia, aby wirnik mógł się obracać.
  • Jednostka sterująca: przekształca odbierany prąd stały w prąd trójfazowy przenoszony do stojana. Dzięki sygnałowi modulacji szerokości impulsu (PWM) płytka drukowana (PCB) wie, z jaką prędkością pompa ma się obracać (chociaż niektóre pompy są sterowane przez magistralę danych pojazdu).
Główne elementy elektrycznej pompy wodnej

Typy awarii

Aby dowiedzieć się więcej o najczęściej spotykanych typach awarii, należy zapoznać się z artykułem dotyczącym unikatowych cech elektrycznych pomp wodnych i głównych przyczyn ich awarii.

 

Nowsze pompy są monitorowane i generują kod błędu, gdy jednostka sterująca wykryje problem, ale jak zawsze zaleca się sprawdzenie schematu elektrycznego:

 

  1. Kabel zasilający (sprawdzić napięcie, aby upewnić się, że akumulator jest w pełni naładowany (12 do 14,8 V))
  2. Przewód uziemiający (zmierzyć rezystancję uziemienia)
  3. Przewód sygnałowy / magistrala danych do jednostki sterującej (rezystancja między złączem elektrycznej pompy wodnej a sterownikiem silnika powinna być mniejsza, niż 0,4 oma)

 

Źródło: Gates

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Subscribe to our newsletter

Send me your newsletter (you can unsubscribe at any time).