Kavitation: Killer für Wasserpumpen

Aug 16, 2023

Die winzigen „Blasen“ der Wasserpumpenkavitation können die Pumpe zerstören. Sie werden sie zwar nie wirklich sehen, aber Sie können den durch Kavitation verursachten Schaden erkennen, der wie von Termiten gefressenes Metall aussieht.

Das liegt daran, dass es sich nicht wirklich um Blasen handelt. Bei der Kavitation in Pumpen handelt es sich um Hohlräume. In diesen winzigen Hohlräumen befindet sich überhitzter Dampf, der Metall erodieren und Kunststoff reißen kann. Kavitation in Pumpen ist normalerweise nicht auf die Wasserpumpe selbst zurückzuführen; Vielmehr ist es das Opfer anderer Probleme mit dem Kühlmittel und anderen Komponenten.

Die Hohlräume der Wasserpumpenkavitation werden durch die Bewegung des Pumpenlaufrads gegen das Kühlmittel erzeugt. Es gibt zwei Druckarten, die bestimmen, ob in Pumpen Kavitation auftritt. Der erste ist der Dampfdruck, der mit dem Systemdruck zusammenhängt. Der zweite Faktor ist der von der Pumpe erzeugte Druck und Sog.

Wenn Sie beispielsweise den Kühlerdeckel von einem heißen System abnehmen, liegt der Dampfdruck des Kühlmittels plötzlich über seinem Dampfdruck und es bildet sich Dampf. Das Gleiche kann auch in der Wasserpumpe passieren. Während sich das Laufrad dreht, wird sein Kühlmittel von den Schaufeln in die eine Richtung gedrückt und in die andere gezogen. Ist der Unterdruck groß genug, entstehen Hohlräume. Der überhitzte Dampf in diesen Hohlräumen kann Schäden am Laufrad und Gehäuse verursachen.

Der Zustand des Kühlmittels steht in direktem Zusammenhang mit der Kavitation in Pumpen. Das spezifische Gewicht des Kühlmittels hängt von der Verdünnung des Kühlmittels mit Wasser ab. Wenn das spezifische Gewicht zu hoch ist, verändert sich die Funktionsweise der Pumpe.

In extrem kalten Klimazonen kann eine Frostschutzmittelmischung von bis zu 70 % verwendet werden, um den Gefrierpunkt des Kühlmittels zu senken. Der Nachteil ist jedoch eine geringere Kühleffizienz, da Ethylenglykol die Wärme weniger effizient transportiert. Wenn die Konzentration des Frostschutzmittels im Wasser bei heißem Wetter zu hoch ist, kann dies das Risiko einer Motorüberhitzung erhöhen und die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Kavitation in den Pumpen auftritt.

Die Kühlmittelzusatzpakete enthalten Netzmittel oder Tenside, die die Oberflächenspannung reduzieren und es dem Kühlmittel ermöglichen, die Wärme effizienter zu übertragen. Dieselkühlmittel enthalten Additive, die die Kavitationserosion der Wasserpumpe im Bereich der Zylinderlaufbuchsen verhindern.

Neues Kühlmittel enthält Puffer, die seinen pH-Wert steuern können. Kavitierendes saures Kühlmittel ist für Laufräder aus Kunststoffverbundwerkstoff noch schädlicher, da der Dampf jetzt säurehaltig ist.

Der Zustand des gesamten Kühlsystems kann zur Kavitation der Wasserpumpe beitragen. Wenn ein System die Wärme nicht effektiv übertragen kann, entstehen Hotspots und der Druck im System steigt. Auch Leckagen können bei Pumpen zu Kavitation führen, da der Dampfpunkt des Kühlmittels aufgrund des fehlenden Drucks niedriger ist. Aus diesem Grund sind Druckprüfungen wichtig.

Einschränkungen im System können zu Druck- und Saugänderungen führen, die zu Kavitationsproblemen in der Wasserpumpe führen können, da sich die Art und Weise, wie das Kühlmittel über das Laufrad fließt, geändert hat. Einschränkungen können durch einen kollabierten Schlauch oder einen verstopften Kühler verursacht werden. Der Einbau einer neuen Wasserpumpe in ein System mit einer Einschränkung kann die Lebensdauer der neuen Pumpe verkürzen.

Es gibt keine äußeren visuellen Hinweise auf Kavitation in der Wasserpumpe. Zu den typischen Symptomen gehören Überhitzung und mögliche Undichtigkeiten aus der Leckageöffnung der Wasserpumpe. In manchen Fällen löst sich das Laufrad von der Welle. Erst beim Ausbau der Pumpe offenbart sich das volle Ausmaß des Schadens.

Kavitation in Pumpen kann nicht nur die Wasserpumpe angreifen, sondern auch den Teil des Gehäuses, der im Block, der Frontabdeckung oder dem Zylinderkopf enthalten ist. Diese Probleme müssen behoben werden, wenn die neue Pumpe lange halten soll.