Kawitacja w pompach wody

Przyczyny, skutki, unikanie uszkodzeń

Informacje dotyczące diagnostyki

Obudowa pompy jest uszkodzona? Występuje utrata ciśnienia i hałas? Lecz co ma do tego układ chłodzenia pojazdu? Być może użyto niewłaściwej cieczy chłodzącej? Jeśli w obudowie pompy wody są otwory, przyczyną może być kawitacja. Kawitacja powoduje uszkodzenia poprzez tzw. pęcherzyki kawitacyjne, które wskutek ciśnienia powodują powstawanie wżerów w powierzchni. Podczas kawitacji, znanej również jako kawitacja parowa, w pustych przestrzeniach pompy wody powstaje para z otaczającej cieczy.

Z powodu implozji pęcherzyków kawitacyjnych i wynikającego z tego ciśnienia zewnętrznego, tzw. ciśnienia pary, te puste przestrzenie zapadają się, powodując uszkodzenie pompy. Ten artykuł dokładnie opisuje, w jaki sposób może wystąpić kawitacja, jaki ma wpływ na układ chłodzenia i jak może przeciążyć silnik.

Przez kawitację na obudowie pompy wodnej pojawiają się otwory i pompy stają się przez to nieszczelne. Koła pomp z metalu są niekiedy tak bardzo osłabiane przez kawitację, że pękają. Często dopiero po demontażupompy wodnej stwierdza się, że wystąpiła kawitacja .
Kawitacja może też być wskazaniem tego, że przy montażu pompy wodnej nie zachowano koniecznej staranności.

Kawitacja wynika z:

błędów konserwacyjnych
niekorzystnych stanów roboczych
nieprawidłowego działania układu chłodzenia
niewłaściwego płynu chłodzącego

Origin of cavitation

Jeśli ciecze osiągają swoją temperaturę wrzenia, powstają małe pęcherzyki pary, które gwałtownie się rozpadają (implodują). Podczas rozpadania się pęcherzyka tworzy się charakterystyczna, występująca na środku pęcherzyka, mikrodysza. Ciecz w mikrodyszy ulega znacznemu przyspieszeniu. Kulminacje ciśnienia do 10 000 barów i prędkość do 400 km/h oddziałują punktowo na powierzchnię elementu. Najmniejsze cząstki metali są przez to wyrzucane mechanicznie z powierzchni elementu. Kiedy kawitacja występuje zawsze w tym samym miejscu, z biegiem czasu tworzą się coraz głębsze otwory i wybrania.

Pęcherzyki pary powstają, kiedy osiągana jest temperatura wrzenia cieczy. Zależy to od trzech parametrów:

Temperatury wrzenia cieczy.
Ciśnienia cieczy.
Temperatury cieczy.

Te trzy parametry wzajemnie na siebie oddziałują. Poniżej wymienia się, w jaki sposób temperatura wrzenia może zostać osiągnięta w układzie chłodzenia silnika. Często to kilka przyczyn powoduje, że osiągana jest temperatura wrzenia i dochodzi do kawitacji.

Osiąganie temperatury wrzenia przez zbyt niskie ciśnienie wstępne w układzie chłodzenia

Nieszczelny układ chłodzenia.
Wadliwa lub niewłaściwa pokrywa chłodnicy – Ciśnienie otwierania zaworu nadciśnieniowego nie jest prawidłowe.
Za niska temperatura robocza silnika – Praca silnika bez termostatu lub termostat ze zbyt niską temperaturą otwarcia.
Eksploatacja silnika w górach – Niższe ciśnienie otoczenia wpływa także na ciśnienie wstępne w układzie chłodzenia.

Osiągnięcie temperatury wrzenia przez szybkie ruchy cieczy i obiektów

Lokalne strefy niskiego ciśnienia na elementach, wywoływane przez drgania elementów.
Lokalne strefy podciśnienia przez szybkie ruchy elementów w cieczach, zwłaszcza przy kołach pomp i śmigłach.
Wysoka prędkość przepływu cieczy, połączona ze znaczną zmianą kierunku przepływu lub przy zmianie kierunku przepływu. Kiedy prędkość przepływu jest tak duża, że ciśnienie statyczne spadnie poniżej ciśnienia parowania cieczy, tworzą się pęcherzyki pary.

Zbyt niska temperatura wrzenia płynu chłodzącego

Zastosowanie normalnej wody bez dodatku środka chłodzącego.
Nieodpowiedni płyn chłodzący (zbyt niskie stężenie środka chłodzącego, stary płyn chłodzący).

Osiąganie temperatury wrzenia przez zbyt wysoką temperaturę elementu

Przez przeciążenie silnika lub przez usterki w przebiegu spalania powstaje więcej ciepła niż to było przewidziane. Słabo działający układ chłodzenia przez np. niedobór płynu chłodzącego, zapchane chłodnice, chłodnice zabrudzone po stronie zewnętrznej, wadliwe sprzęgło wiskotyczne, zużyte paski napędowe, defekt elektrycznego wentylatora chłodnicy itp.

Słowa kluczowe

#Pompa wody

Grupy produktów

#Układ chłodzenia silnika