El diseño y funcionamiento de una bomba de agua (bomba) en un motor de automóvil.

El intercambio de calor en el motor se lleva a cabo mediante la transferencia de energía desde una fuente en el área del cilindro al aire que sopla a través del radiador de enfriamiento. Una bomba centrífuga de paletas, comúnmente llamada bomba, es la encargada de dar movimiento al refrigerante en un sistema de tipo líquido. Muchas veces por inercia, el agua, aunque hace mucho tiempo que no se utiliza agua limpia en los coches.

Componentes de la bomba

La bomba de circulación anticongelante teóricamente está hecha sin pretensiones, su trabajo se basa en que el líquido es arrojado por fuerzas centrífugas hacia los bordes de las paletas, desde donde se inyecta en las camisas de enfriamiento. La composición incluye:

• un eje, en un extremo del cual hay un impulsor de inyección de metal o plástico, y en el otro, una polea de transmisión para una correa trapezoidal u otra transmisión;
• carcasa con brida para montaje en el motor y alojamiento de piezas internas;
• rodamiento sobre el que gira el eje;
• un sello de aceite que evita la fuga de anticongelante y su penetración al rodamiento;
• una cavidad en el cuerpo, que no es una parte separada, sino que proporciona las propiedades hidrodinámicas necesarias.

La bomba generalmente se ubica en el motor desde la parte donde se encuentra el sistema de transmisión de accesorios mediante correas o cadenas.

La física de una bomba de agua.

Para hacer que el agente de calor líquido se mueva en círculo, es necesario crear una diferencia de presión entre la entrada y la salida de la bomba. Si se obtiene tal presión, entonces el anticongelante se moverá desde la zona donde la presión es más alta, a través de todo el motor hasta la entrada de la bomba con un vacío relativo.

El movimiento de las masas de agua requerirá costos energéticos. La fricción del líquido anticongelante en las paredes de todos los canales y tuberías impedirá la circulación, cuanto mayor sea el volumen del sistema, mayor será el caudal. Para transmitir una potencia significativa, así como la máxima fiabilidad, casi siempre se utiliza una transmisión mecánica desde la polea de transmisión del cigüeñal. Existen bombas con motor eléctrico, pero su uso se limita a los motores más económicos, donde lo principal es el mínimo costo de combustible, y no se consideran los costos de equipo. O en motores con bombas adicionales, por ejemplo, con precalentadores o calentadores de cabina dobles.

No existe un enfoque único desde qué correa accionar la bomba. La mayoría de los motores usan una correa de distribución dentada, pero algunos diseñadores consideraron que no valía la pena vincular la confiabilidad de la sincronización al sistema de enfriamiento, y la bomba se impulsa allí desde la correa exterior del alternador o una de las adicionales. Similar al compresor de aire acondicionado o bomba de dirección asistida.

Cuando el eje con el impulsor gira, el anticongelante suministrado a su parte central comienza a seguir el perfil de las palas, mientras experimenta fuerzas centrífugas. Como resultado, crea un exceso de presión en la tubería de salida y el centro se rellena con nuevas porciones provenientes del bloque o del radiador, según la posición actual de las válvulas del termostato.

Averías y sus consecuencias para el motor.

Las fallas de la bomba se pueden categorizar como obligatorias o catastróficas. No puede haber otros aquí, la importancia del enfriamiento es extremadamente alta.

Con el desgaste natural o los defectos de fabricación de la bomba, el cojinete, el prensaestopas o el impulsor pueden comenzar a colapsar. Si en el último caso esto es probablemente una consecuencia de un defecto de fábrica o un ahorro criminal en la calidad de los materiales, entonces el cojinete y la caja de empaque inevitablemente envejecerán, la única cuestión es el tiempo. Un rodamiento defectuoso suele anunciar sus problemas con un zumbido o un crujido, a veces con un silbido agudo.

Muy a menudo, los problemas de la bomba comienzan con la aparición de juegos en los cojinetes. A pesar de la aparente simplicidad del diseño, aquí se cargan significativamente. Esto se debe a los siguientes factores:

• La grasa en el cojinete se coloca una vez en la fábrica y no está sujeta a renovación durante el funcionamiento.
• no importa cuáles sean los sellos de la cavidad interna del rodamiento, donde se encuentran sus elementos rodantes, bolas o rodillos, allí penetra el oxígeno atmosférico, lo que a alta temperatura del conjunto provoca un rápido envejecimiento del lubricante;
• el rodamiento experimenta una doble carga, en parte debido a la necesidad de transferir una potencia significativa a través del eje al impulsor que gira en un medio líquido a alta velocidad, y principalmente debido a la alta fuerza de tensión de la correa de transmisión, que, además, a menudo es demasiado apretado durante las reparaciones si no se proporciona un tensor automático;
• muy raramente, se usa una correa separada para hacer girar la bomba, generalmente varias unidades auxiliares bastante poderosas con rotores masivos y resistencia variable a la rotación cuelgan de la transmisión común, estas pueden ser un generador, árboles de levas, una bomba de dirección asistida e incluso un aire acondicionado compresor;
• hay diseños en los que se adjunta un ventilador enorme para el enfriamiento forzado del radiador a la polea de la bomba, aunque en la actualidad casi todos han dejado esa solución;
• Los vapores de anticongelante pueden ingresar al rodamiento a través de una caja de empaque con fugas.

Incluso si un rodamiento de alta calidad no falla, se puede formar juego en él como resultado del desgaste. En algunos nodos es lo suficientemente seguro, pero no en el caso de una bomba. Su eje está sellado con un sello de aceite de diseño complejo, que es presionado por un exceso de presión desde el interior del sistema. No podrá funcionar en condiciones de vibración de alta frecuencia debido al juego de los cojinetes durante mucho tiempo. El anticongelante caliente que penetra gota a gota comenzará a ingresar al rodamiento, lavará el lubricante o causará su degradación, y todo terminará con una avalancha de desgaste.

El peligro de este fenómeno también es que la bomba a menudo es accionada por la correa de distribución, de la que depende la seguridad del motor en su conjunto. El cinturón no está diseñado para funcionar en condiciones en las que se vierte anticongelante caliente, se desgastará y romperá rápidamente. En la mayoría de los motores, esto no solo conducirá a una parada, sino también a una violación de las fases de apertura de la válvula en un motor aún en rotación, lo que terminará con un encuentro de las placas de válvula con la parte inferior del pistón. Los vástagos de las válvulas se doblarán, tendrá que desmontar el motor y cambiar las piezas.

En este sentido, siempre se recomienda reemplazar la bomba de forma profiláctica en cada instalación programada de un nuevo kit de sincronización, cuya frecuencia se indica claramente en las instrucciones. Incluso si la bomba se ve bastante bien. La confiabilidad es más importante, además, no tiene que gastar dinero en el desmontaje no programado de la parte delantera del motor.

Hay excepciones a cada regla. En el caso de un reemplazo de bomba, esto se debe al uso de productos que obviamente tienen un recurso más largo que incluso el equipo de fábrica. Pero también son mucho más caros. Qué preferir, reemplazo frecuente o un recurso increíble: todos pueden decidir por sí mismos. Aunque cualquiera de las bombas más maravillosas puede morir involuntariamente por anticongelante de baja calidad, su reemplazo prematuro o violaciones en el mecanismo o la tecnología de tensión de la transmisión por correa.