Wasserpumpe wissen

Aug 19, 2023

Die Wasserpumpe eines Motors bleibt unbemerkt, bis sie entweder undicht wird oder aufgrund eines Lagerschadens ausgetauscht werden muss. Wenn es ausgetauscht werden muss, ist die Aufgabe aufgrund seiner Position an den meisten Motoren meist unangenehm.

Die meisten Wasserpumpen sind motorbetrieben und in Zentrifugalbauweise ausgeführt. Die Pumpe verfügt über einen Einlass, einen Auslass und ein Laufrad sowie einen Hohlraum, in dem das Laufrad untergebracht werden kann.

Die getrennten Einlass- und Auslassseiten werden als Druck- bzw. Saugseite bezeichnet. Die Druckseite der Pumpe leitet das Kühlmittel zum Kühler; Die Saugseite leitet es zurück in den Motor. Die Richtung des Kühlmittelflusses in die Pumpe hinein und aus ihr heraus wird auch verwendet, um die Position des Motorthermostats und den Temperaturwert zu ermitteln. Wenn der Thermostat auf einer Linie mit dem oberen Kühlerschlauch liegt, handelt es sich um die Platzierung auf der Druckseite. Bei Anschluss an den unteren Kühlerschlauch handelt es sich um die Saugseite.

Ein Kühler ist so ausgelegt, dass er bei voller Motorlast die Flüssigkeitstemperatur um etwa 20 °F senkt. Wenn die Betriebstemperatur so eingestellt ist, dass sie nicht unter 180 °F fällt, würde ein Thermostat auf der Druckseite auf 180 °F und ein Thermostat auf der Saugseite auf 160 °F kalibriert. Dies ist wichtig zu beachten, da die Kühlmitteltemperatur stärker von der höheren Nenntemperatur des Thermostats auf der Saugseite beeinflusst wird.

Die meisten, wenn nicht alle Motoren verwenden eine Bypass-Schaltung. Sein Zweck besteht darin, die Bewegung (Strömung) des Kühlmittels durch den Motor zu ermöglichen, wenn dieser kalt ist und der Thermostat keine Bewegung zum Kühler zulässt. Der Bypass soll die Bewegung des Kühlmittels erleichtern und ist aufgrund seiner Konstruktion strömungsbegrenzt.

Die Dichtung an der Wasserpumpe verhindert, dass das Kühlmittel um die Welle herum aus dem Laufradhohlraum austritt und aus dem Leckloch im Gussteil austritt, in dem sich das Lager und die Dichtung befinden. Wenn die Motordrehzahl bei geschlossenem oder teilweise geschlossenem Thermostat kontinuierlich auf ein hohes Niveau gebracht wird, kommt es auf der Saugseite der Pumpe zu Flüssigkeitsmangel und es entsteht ein Vakuum, das mit der Zeit die Integrität der Wellendichtung beeinträchtigt.

In diesem Fall beginnt die Pumpe, Kühlmittel aus der Leckageöffnung austreten zu lassen. Dies ist auf den fehlenden Durchfluss durch den Bypass-Kreislauf zurückzuführen, wenn der Thermostat geschlossen ist.

Die Lebensdauer der Wasserpumpe kann erheblich verlängert werden, wenn Sie den Motor bei geschlossenem Thermostat nicht überdrehen. Der Motor kann belastet und genutzt werden. Die Drehzahl der Wasserpumpe muss unter der Kavitationsdrehzahl gehalten werden. Das ist frustrierend, da die Motorenhersteller keine Geschwindigkeitsrichtlinien vorgeben. Eine Regel, die ich anwende, ist, die halbe Höchstgeschwindigkeit des Motors bei kaltem Kühlmittel nicht zu überschreiten.

Beachten Sie, dass der Thermostat linear arbeitet, sobald seine Öffnungsgrenze erreicht ist. Dann nimmt sein Einfluss auf die Pumpendichtung bei höheren Drehzahlen ab. Dies ist nicht so belastend, wie es zunächst klingt, da das richtige Aufwärmverfahren für jeden Motor darin besteht, ihn einer leichten Belastung auszusetzen.

Das Frischhalten und ordnungsgemäße Zusetzen des Kühlmittels trägt erheblich zur Verlängerung der Lebensdauer der Wasserpumpe bei, ebenso wie die Wartung des Systemfilters (sofern der Motor damit ausgestattet ist).

Einige Leute behaupten, dass ein zu starkes Anziehen des Antriebsriemens (Lüfterriemen) das Lager der Wasserpumpe übermäßig belastet. In der Praxis ist das nicht möglich. Für die Effizienz der Wasserpumpe ist es ratsam, den Riemen straff zu halten. Die Welle und das Lager sind recht robust und reagieren nicht auf die Vorspannung des Riemens.

Wenn Sie die Wasserpumpe austauschen müssen, wählen Sie immer eine Pumpe des Originalherstellers. Wenn diese Quelle nicht verfügbar ist und ein Aftermarket-Äquivalent verwendet werden muss, seien Sie gewarnt. Obwohl ich noch nie erlebt habe, dass eine Ersatzwasserpumpe nicht richtig mit dem Motor verschraubt war, habe ich eine Situation erlebt, in der eine passende Pumpe dazu führte, dass der Motor unter bestimmten Bedingungen heiß lief, obwohl der Motor dieses Problem mit seiner ursprünglichen Wasserpumpe nie hatte .

Der Förderstrom einer Pumpe wird durch die Geschwindigkeit und das Design des Laufrads, die Form des Hohlraums, in dem das Laufrad arbeitet, sowie die Qualität der Saug- und Druckanschlüsse bestimmt. Die häufigste Erklärung für das oben beschriebene Problem ist, dass das Laufrad- und Hohlraumdesign vom Ersatzteilunternehmen gegenüber dem Design des Originalherstellers geändert wurde. Dieser Unterschied wirkt sich auf den Durchfluss durch Motor und Kühler aus.

Beispielsweise können sich das Pumpenlaufrad und der Hohlraum eines 4,6-Liter-Motors in einem Ford-Auto von denen eines 4,6-Liter-Motors in einem Pickup oder einer Bewässerungspumpe unterscheiden. Das Design einer Laufradrippe und das Material, aus dem sie besteht, wirken sich alle auf die Strömung aus. Die am wenigsten effizienten Laufräder sind beispielsweise sternförmige Laufräder aus Blech, bei denen eine Rippe offen bleibt, um den Zusammenbau zu erleichtern. Die effizientesten Pumpen verfügen über sauber gegossene Spirallaufräder. Solche Laufräder bieten den größten Durchfluss und die geringste Neigung zur Kavitation, insbesondere wenn der Thermostat geschlossen ist und das Kühlmittel durch den Bypass-Kreislauf fließt.

Eine Wasserpumpe hat eine Durchflusskurve, die nicht nur von ihrer Konstruktion, sondern auch von ihrer Betriebsgeschwindigkeit abhängt. Diese Drehzahl ergibt sich aus der Kurbelwellendrehzahl und dem Verhältnis der Kurbelwellen- und Wasserpumpenriemenscheiben.

Es ist wichtig zu beachten, dass der Durchfluss abnimmt, wenn die Pumpe zu langsam oder zu schnell gedreht wird. Wird zu langsam gefahren, ist nicht genügend Energie vorhanden, um das Kühlmittel zu bewegen. Wenn die Pumpe zu schnell dreht, kommt es zu Kavitation (Luftblasen) und der Durchfluss nimmt dramatisch ab.

Bei den meisten Motoren, die Keilriemen anstelle von Keilriemen verwenden, dreht sich die Wasserpumpe in die entgegengesetzte Richtung. Diese haben ein spiegelbildliches Laufrad- und Hohlraumdesign. Sie werden als Wasserpumpen mit umgekehrter Rotation bezeichnet. Wenn eine solche Pumpe in einer Standard-Rotationsanwendung installiert wird, überhitzt der Motor fast sofort, da nur wenig oder gar kein Kühlmittel fließt.

Bei den meisten LKW- oder Bewässerungsmotoren ist das Riemenscheibenverhältnis höher, um einen höheren Durchfluss unter Last zu erreichen. Um das Verhältnis zu ermitteln, dividieren Sie den Durchmesser der Antriebsriemenscheibe durch den Durchmesser der Wasserpumpenriemenscheibe. Die Messung sollte so nah wie möglich an der Stelle erfolgen, an der der Riemen läuft. Wenn der Motor über eine 8-Zoll-Kurbelwellenriemenscheibe und eine 6-Zoll-Wasserpumpenriemenscheibe verfügt, lautet die Gleichung 8÷6, was 1,33 entspricht. Somit dreht sich die Wasserpumpe mit der 1,33-fachen Drehzahl der Kurbelwellenriemenscheibe. Bei 3.000 Umdrehungen pro Minute würde die Wasserpumpe mit 3.990 Umdrehungen pro Minute rotieren.

Für die meisten Motoren wird ein Riemenscheibenverhältnis zwischen 1,25:1 und 1,4:1 als wünschenswert angesehen.

Ich habe einige Motoren mit niedriger Drehzahl und hoher Belastung gesehen (wie sie beispielsweise in Bewässerungspumpen verwendet werden), die ein Riemenscheibenverhältnis von 2:1 verwenden. Dies liegt an der festen Motordrehzahl, der konstanten Last und der Notwendigkeit, das Kühlmittel schnell durch Kühler und Motor zu leiten.

Die turbulente Strömung durch den Kühler muss erhöht werden, da ein stationärer Motor nicht von dem höheren Luftstrom profitiert, den ein Fahrzeug hat. Das Gleiche gilt für den Motor eines Mähdreschers, Feldhäckslers und der meisten anderen Maschinen.