Elektrické vodní pumpy

, 10 prosince 2018, 12:58

Po mnoho desetiletí spoléhají prakticky všechny spalovací motory na účinné chlazení vodou (chladicí kapalinou), která je čerpána do systému kanálů kolem bloku motoru a hlavy válců, aby redukovala teplo vzniklé spalovacím procesem, a zabránila tak nežádoucímu přehřátí motoru.

Zobrazení elektrické vodní pumpy u APM

Chladicí kapalina proudící motorovou skříní totiž absorbuje teplo a při následném průchodu chladičem je opětovně ochlazována, než se opět vrátí k motoru a cyklus se opakuje. Pro udržení konstantní teploty je proces chlazení/vytápění řízen termostatem. Cirkulaci chladicí kapaliny přitom zajišťuje vodní pumpa, která je, stejně jako řada dalších pomocných prvků (např. alternátor, servočerpadlo řízení či kompresor klimatizace), tradičně poháněna mechanicky z klikové (nebo vačkové) hřídele motoru pomocí řemenu (případně řetězu).

Problémem této tradiční metody je ale nepřetržité a obtížně regulovatelné čerpání kapaliny, což negativně ovlivňuje výkon vozidla i úsporu paliva a tvorbu emisí.

Výrobci vozidel proto stále vyvíjejí alternativní způsoby řízení a kontroly těchto součásti, aby zvýšili účinnost i hospodárnost vozidel. Ta jsou tak nově vybavována např. elektrickými posilovači řízení a stále častěji také elektrickými kompresory klimatizace. A tento trend samozřejmě nevynechal ani vodní pumpy.

Elektronicky řízená a napájená vodní čerpadla byla v roce 2004 zavedena společností BMW. Oproti dříve používaným pumpám poháněným klasickým řemenem mají několik výhod, protože elektrické čerpadlo je zcela ovladatelné za všech podmínek.

Mezi výhody patří:

  • plně variabilní otáčky - čerpadlo může pracovat libovolnou rychlostí v závislosti požadavku řídící jednotky motoru
  • nízká průtoková rychlost při chladném motoru, což umožňuje rychlejší zahřátí na správnou provozní teplotu
  • rychlejší průtok pro rychlé chlazení horkého motoru
  • nezávislý provoz - čerpadlo může běžet i bez nastartovaného motoru
  • umožňuje rovnoměrné chlazení celého motoru a snížení výskytu “horkých míst” v bloku
  • nezávislé čerpadlo je vhodné zvláště pro vozidla se systémem START/STOP nebo pro hybridní vozidla

Tyto výhody znamenají vyšší účinnost a pomáhají snižovat emise vozidla.

Další velkou výhodou je, že elektrické čerpadlo může být umístěno téměř kdekoliv v motorovém prostoru, což umožňuje mnohem větší flexibilitu a lepší využití prostoru. Přívod vody může být umístěn na straně motoru pro průtokové chlazení, které pomáhá vyhnout se “horkým místům” a zajišťuje efektivnější chlazení všech válců. Naopak klasické vodní čerpadlo poháněné řemenem musí být umístěno na jednom konci motoru, což v praxi znamená, že chladicí kapalina je vždy rozváděna z jednoho konce na druhý, takže některé válce jsou teplejší než ostatní.

Inteligentní vodní pumpa

Schéma inteligentní vodní pumpy o APMElektrické čerpadlo je ovládáno řídící jednotkou motoru. Umožňuje tak zohlednit aktuální požadavky na chlazení sledováním zatížení motoru, provozním režimem a údaji ze snímačů teploty. Pomocí těchto informací může určit správný provoz a rychlost čerpadla chladicí kapaliny a příslušnou instrukci odeslat řídicí jednotce čerpadla.

Elektrické čerpadlo má také samodiagnostické funkce, které pomáhají při zjišťování závad. Prostřednictvím sériového diagnostického portu vozidla tak lze pomocí vhodného přístroje načíst chybové kódy a aktuální data – např. údaje o rychlosti, proudu a teplotě, případně lze spustit i funkce kontroly, zda čerpadlo funguje správně. Generovat je možné např. kódy pro nesprávné otáčky čerpadla, nadměrnou teplotu, nad a pod napětím, zablokování systému, ztrátu chladiva a vzduch v systému.

Čerpadlo má čtyřvodičový konektor - napájení, uzemnění, komunikace místní sítě (LAN) a řízení motoru pomocí modulace šířky impulzů (PWM). Výstup elektromotoru s mokrým (brushless) rotorem je elektronicky řízen elektronickým modulem, který je umístěn pod krytem v jednotce vodního čerpadla.

Komentáře

Ještě nikdo tento článek nekomentoval. Buďte první!