Jak funguje vakuová pumpa do auta?

Obecně se uznává, že u každého automobilu je zdrojem podtlaku pro činnost brzd a různých pomocných pohonů sací potrubí. Ne každý majitel vozu proto ví o existenci samostatné vakuové pumpy pod kapotou.

Inu, o „jakémkoli autě“ – to jsem samozřejmě vyhrkl poněkud neuváženě. „Naftoví řidiči“ a dokonce i technicky znalí „benzínáci“ si uvědomují (nebo koutkem uší něco zaslechli), že existuje není dostatečné vakuum v sacích potrubích dieselových motorů a k jeho vytvoření se používají samostatné vývěvy. Ne každý ale ví, že jsou také v mnoha benzinových autech. proč tam jsou? A proč je tato jednotka na některých strojích nezbytná, zatímco na jiných (někdy stejného modelu, ale v jiné konfiguraci!) se bez ní snadno obejdou?

Kde se nachází vakuová pumpa, kromě dieselů?

Za prvé, vozy s přeplňovanými benzínovými motory jsou vybaveny dalšími vakuovými pumpami. Jak víte, turbína vytváří zvýšený tlak vzduchu v sacím potrubí a při vysokých rychlostech se činnost podtlakového posilovače brzd stává neúčinným. V tomto případě je požadovaná úroveň podtlaku v posilovači brzd udržována přídavným pomocným podtlakovým čerpadlem. V souladu s tím na přesně stejném modelu automobilu, ale s atmosférickým motorem, nemusí být přídavné čerpadlo. Nebo možná je! Přídavná pumpa se hodí například při provozu auta na horských silnicích, kde se snižuje atmosférický tlak a oslabuje účinnost brzdové vakuové pumpy.

Za druhé, vakuová čerpadla se často instalují na benzínové motory s ekologickou třídou Euro-4 a vyšší. Aby byly splněny požadavky ekologických norem, řada výrobců používá speciální algoritmus pro provoz studeného motoru s cílem urychlit zahřívání a snížit toxicitu výfukových plynů. Řídicí jednotka, založená na teplotním čidle, násilně otevírá elektrický škrticí ventil studeného motoru, čímž zvyšuje množství nasávaného vzduchu. Současně se rychlost nezvyšuje, protože množství paliva je omezeno dobou otevření vstřikovačů. To je nezbytné pro urychlení zahřívání katalyzátoru. V tomto režimu se v sacím potrubí vytváří nedostatečný podtlak, a pokud se musíte dát do pohybu nebo řekněme přidržet auto na místě brzdami při klesání nebo stoupání, pak pomocné čerpadlo zajistí efektivní provoz podtlaku posilovač.

Zatřetí, vozy se systémem „start-stop“ potřebují další zdroj podtlaku, ve kterém se motor systematicky vypíná a přestává vytvářet přirozené podtlak v sacím potrubí. A také takový agregát je nezbytný pro rychle rostoucí segment elektromobilů, které v zásadě nemají zdroj podtlaku tradiční pro spalovací motory.

Jak je konstruována část čerpadla a jak je poháněna?

Čerpací částí většiny těchto agregátů je lopatkový kompresor s pohyblivými lopatkami, které se při otáčení vlivem odstředivé síly rozbíhají do stran. Například jakékoli čerpadlo posilovače řízení je navrženo podobným způsobem. I když existují vzácné výjimky – například Mercedes má vakuovou pumpu pístového typu – píst je plochá deska velkého průměru s pryžovým těsněním a velmi krátkým zdvihem, pohybující se díky tlakům vačkového hřídele vačkou. Vlastně se to v podstatě velmi blíží konstrukci membránového čerpadla – á la klasického karburátorového plynového čerpadla. Pouze membrána je zde tuhá a není upevněna po svém obvodu.

Liší se také pohon čerpací části vývěv. U dieselových motorů je častější přímý pohon – když se hřídel čerpadla otáčí přímo od vačkového hřídele nebo nějakého meziválce. V tomto případě je čerpadlo instalováno na bloku válců nebo hlavě motoru. Stává se, že na hřídel čerpadla je nalisováno ozubené kolo a je poháněno řetězem uvnitř motoru. Občas se na motoru jako externí nástavec namontuje čerpadlo, které se otáčí řemenem – jako u některých nákladních aut.

Nejběžnější možností pomocného vakuového čerpadla je však samostatná jednotka poháněná vlastním elektromotorem. Tato možnost se nejčastěji používá u benzínových vozů a jejími výhodami jsou nezávislost výkonu na otáčkách motoru vozidla, flexibilní ovládání pomocí elektroniky a možnost umístění kamkoli v motorovém prostoru.

Taková pumpa je řízena elektronicky – buď vakuovým senzorem nebo rigidní logikou. První možnost je pokročilejší, druhá je starší.

V moderní verzi elektronika hlídá vakuum pomocí senzoru v reálném čase a zapne čerpadlo, jakmile vakuum přestane stačit. Pokud dojde k netěsnostem ve vakuové dráze, čerpadlo se zapíná častěji.

V jednoduché verzi elektronika uvažuje, že pumpu je potřeba zapnout na určitý časový interval (například 10 sekund) po každém řekněme třetím sešlápnutí brzdového pedálu. Elektronika si neuvědomuje skutečný stav věcí ve vakuovém vedení.

Elektrickou vakuovou pumpu rozebíráme a studujeme

Jednou z nejrozšířenějších elektrických vývěv pro osobní automobily je model UP-28, který Hella vyrábí pro mnoho automobilových značek v Evropě a USA. Čerpadlo může mít různé značky, různé možnosti montáže nebo mít vestavěný zpětný ventil nebo ne – ale v zásadě se jedná o stejné čerpadlo.

Konstrukčně je čerpadlo velmi jednoduché, ale stejně jako mnoho jednoduchých součástí je velmi technologicky vyspělé a je vyrobeno z dílů, které vyžadují vysoce přesné, téměř přesné zpracování.

Ve skutečnosti je čerpacím modulem, který vytváří vakuum, jak bylo zmíněno výše, lopatkové (deskové) čerpadlo. Rotor s lopatkami je uložen ve válcové dutině a nahoře a dole uzavřen dvěma kryty. Část tvořící dutinu, stejně jako kryty, mají velmi vysokou povrchovou úpravu a dosedací plochy.

Rotor čerpadla je disk se soustřednými drážkami, do kterých jsou vloženy výtlačné lopatky. Rotor není instalován uprostřed, ale přesazen na jednu ze stran, a proto i přes válcový tvar dutiny získává pracovní objem tvar elipsy. Proto při průchodu lopatek prázdným objemem ve tvaru C je odstředivá síla vytlačí z jejich drážek a přitlačí ke stěně dutiny a po průchodu sektorem ve tvaru C se lopatky v důsledku lisování vrátí zpět do drážek. proti stěně dutiny. Během procesu rotace se tak neustále vytvářejí dutiny s proměnlivými objemy, které pohánějí vzduch, pumpují ho ven výstupním potrubím a vytvářejí podtlak v hadici připojené k přívodnímu potrubí.

Zajímavostí čerpadel tohoto typu je, že jsou schopny pracovat bez mazání a opotřebitelných těsnění a poskytují stabilní parametry bez údržby po velmi dlouhou dobu. Mazání v drážkách lopatek je dobré, když takové čerpadlo čerpá kapalný olej neustále – jako například u čerpadla posilovače řízení. Tam olej neustále cirkuluje a nezhoustne. Pokud jsou ve vývěvě pracující se vzduchem rotorové desky mazány tukem, olej dříve nebo později koksuje (teplota při provozu uvnitř vývěvy je stále vysoká!) a desky se přilepí.

Proto vakuové elektrické vývěvy používají specifický rotor – ne vyrobený z kovu, ale z plastu plněného uhlíkem. A čepelové desky lisované z druhu hustého grafitu. Tyto materiály dokonale kloužou po zaschlých leštěných kovových dutinách a krytech bez mazání a nevytvářejí prakticky žádné úlomky opotřebení!

Zbývající prvky čerpadla jsou poměrně jednoduché. V podstatě jde o jednoduchý komutátorový elektromotor s permanentními magnety a prachotěsným a zvukotěsným krytem.

Poruchy a opravy

Navzdory důležitosti této jednotky, která vyplývá z popisu úkolů, které plní, porucha vakuového čerpadla stále není nepřekonatelnou překážkou pro pohyb vozu, protože jeho role je pomocná. Ano, brzdový pedál se může periodicky stát necitlivým, ale v podmínkách tiché jízdy a necyklického brzdění u mnoha automobilů někdy zůstává nefunkčnost čerpadla řidiči po dlouhou dobu dokonce bez povšimnutí. Zvláště pokud je ovládání pumpy logické, bez zpětné vazby od vakuového senzoru a ECU, dávající příkaz k zapnutí, neví, zda se skutečně zapnula nebo ne.

Ačkoli, jak bylo uvedeno výše, elektrické vakuové pumpy jsou docela spolehlivé a velmi zřídka selhávají. Nepracují neustále, jako např. generátor nebo ventilátor klimatizačního systému, ale pravidelně, a to i po deseti letech, má čerpadlo obvykle zcela nepoškozenou čerpací část i kartáče elektromotoru. Nevyžadují mazání a destruktivní vlhkost do nich nevstupuje kvůli skutečnosti, že přes čerpadlo nedochází k cirkulaci vzduchu – během provozu odčerpává vzduch z mrtvého objemu, spíše než jej vytlačuje z atmosféry, jako je tlak čerpadlo.

Přesto k jejich selhání dochází. Jedna z typických (i když opakuji málo častých) poruch je spojena se špatnou funkcí podtlakové dráhy nebo vakuového čidla v ní, proto může čerpadlo začít mlátit prakticky nepřetržitě. Ale tento režim je pro něj nepřijatelný, protože hrozí vážné přehřátí. V tomto případě je možné zničení lopatek a rotoru, roztavení plastové kartáčové sestavy motoru a spálení vinutí.

Vývěva je až na vzácné výjimky jednotkou, kterou lze vyměnit jako celek. Ale s jeho dostupnou cenou na sekundárním trhu není těžké koupit použitou jednotku bez zásahu do vaší peněženky. Pravděpodobnost koupě vadné jednotky nebo jednotky s malou zbytkovou životností je extrémně malá a většinou koupené použité čerpadlo ani není třeba před instalací preventivně rozebírat – pokud při napájení 12 voltů hučí, pak můžete nainstalovat a připojit okamžitě tak, jak je.

Pokud se provádějí opravy, obvykle se jedná o pokus sestavit jedno čerpadlo z několika poškozených – je docela možné kombinovat čerpací modul z jedné kopie s motorem z druhé. Nebo vyměňte poškozené čepele za dárcovské. Stává se také, že musíte přepájet elektrický konektor na napájecím kabelu, protože při demontáži může být pouze podobné čerpadlo z automobilu jiné značky – v tomto případě budete muset odříznout „trik“ konektor z původního a připájejte jej místo toho na zakoupeném. No, je možné „farmařit“ s jiným montážním držákem.

“Ladění”

Mimochodem, kvůli své spolehlivosti a vzácnému selhání nejsou vakuová čerpadla na sekundárním trhu náhradních dílů žádaná: sedí na demontážních dvorech, a proto si můžete koupit provozuschopné čerpadlo s velkou zbytkovou životností za 1-1,5 tisíc rublů. . To k nim přiláká určitý počet podomácku vyrobených dělníků – ovšem malý, protože po těchto kusech železa nevytvářejí výraznou poptávku a ceny příliš nerostou. Takže někteří kutilové rádi instalují tato zařízení na auta, kde není standardně dodávána přídavná pumpa a originální brzdy nechávají mnoho přání – ne kvůli poruše, ale samy od začátku.

Ve vakuové části je čerpadlo připojeno k původnímu podtlakovému posilovači brzd přes přídavné T a zpětné ventily – takže vzduch je z posilovače nasáván jak do sacího potrubí, tak do čerpadla, bez jejich vzájemného ovlivňování:

A co se týče elektrické části, čerpadla ve verzi „kolektivní farma“ jsou obvykle připojena bez jakéhokoli spojení s ECU a bez vakuových senzorů – jednoduše tak, že je napájejí z „žabího“ brzdového pedálu přes relé. Sešlápli jsme pedál a čerpadlo začalo fungovat. Uvolněno – vypnuto.

Jedinou potřebnou elektronikou je penny timer z online blešího trhu, který omezuje provozní dobu pumpy na několik desítek sekund, a to i při delším držení brzdového pedálu. To je nutné k ochraně jednotky před přehřátím v dopravních zácpách, kdy auto sedí déle, než se pohybuje, a brzdová světla neustále svítí.