Cấu tạo nguyên lý và phương pháp sửa chữa bơm nước động cơ đốt trong

I. CÔNG DỤNG BƠM NƯỚC

Bơm nước có nhiệm vụ làm cho nước trong hệ thống làm mát lưu thông nhanh.
Trong động cơ thường dùng bơm nước ly tâm có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ và năng suất cao.

II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM NƯỚC

1. Cấu tạo bơm nước

Bơm nước ly tâm gồm có:
Thân hay vỏ bơm thường được lắp ở phần đầu phía trên thân máy. Trong thân bơm có lắp trục bơm.. Trục bơm tỳ và quay trong ba ổ bi. Một đầu trục được lắp đĩa có nhiều cánh bơm hình xoắn ốc, đầu kia của trục được bắt chặt một pyly (bánh đai) nhờ then và đai ốc, đầu bánh đai có dây đai truyền động.

Cấu tạo của bơm nước ly tâm

Trên bơm còn có các vòng bao kín ngăn rò nước. Vòng bao kín làm bằng gỗ phíp có graphít đặt vào rãnh trên đĩa bơm cùng quay với trục bơm để ngăn nước theo khe hở giữa trục và vỏ bơm. Vòng bao kín bằng cao su, lắp khít vào trục bơm ngăn không cho nước rò qua khe hở giữ trục và vòng bao kín bằng gỗ phíp.

Các ổ bi của trục được bôi trơn bằng mỡ. Mỡ được bơm vào không gian trong ổ bi qua vú mỡ, không khí trong không gian này được thoát ra ngoài qua một lỗ khoan trên thân bơm.

Trục của bơm đồng thời cũng là trục của quạt gió cũng có khi làm riêng và được dẫn động từ trục khuỷu qua đai truyền hình thang hoặc bắnh răng.

Bơm ly tâm chế tạo như sau: thân làm bằng gang hoặc hợp kim nhẹ, trục bơm làm bằng thép, điã và cánh bơm làm bằng gang hoặc gỗ phíp hoặc nhựa.

2. Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ làm việc, đĩa bơm quay, tạo ra độ chân không, nước qua ống được hút vào tâm của đĩa và do tác dụng lực ly tâm bị văng ra phía ngoài thành bơm theo hình xoắn ốc, rồi theo ống đặt tiếp tuyến với thân bơm vào làm mát động cơ.

Lưu lượng nước cần thiết để làm mát các bộ phận động cơ do bơm được bơm cung cấp phụ thuộc vào kích thước và cấu tạo cánh bơm, tốc độ bơm được truyền động. Lưu lương này thường trong khoảng.

Nguyên tắc hoạt động của bơm nước ly tâm

II. HIỆN TƯỢNG HƯ HỎNG, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA BƠM NƯỚC

1. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng bơm nước

Bơm nước được coi là hư hỏng khi dung lượng nước không đảm bảo, khi có hiện tượng rò nước ra phía ngoài .

Sự tổn thất dung lượng của bơm có thể do hư hỏng ổ đỡ. Sự hư hỏng ổ đỡ sẽ làm tăng khe hở giữa cánh bơm và vỏ bơm do đó làm giảm lực ly tâm .

Sự hư hỏng ổ đỡ có thể do đệm không đảm bảo, nước làm mát lọt vào các ổ đỡ. Ngoài ra còn có các nguyên nhân khác như dây đai truyền động căng quá mức, sự rung động của trục bơm, sự quá nhiệt của nước làm mát do tắt động cơ khi còn nóng.

Đệm kín không đảm bảo làm kín, có thể do quá nhiệt, nước làm mát bị bẩn, rỉ rét, cặn nước tích tụ và mài mòn cao.

Vỏ bơm và cánh bơm bị nứt, vỡ do ổ đỡ bị lỏng trong vỏ bơm hoặc ở trục làm cho cánh bơm va đập vào vỏ bơm.

Ngoài ra còn có một số hiện tượng hư hỏng như : Dây đai bị mòn, đứt do điều chỉnh dây đai quá căng. Puly bị nứt,vỡ, mòn do chịu va đập, tháo lắp không đúng kỹ thuật...

2. Phương pháp kiểm tra hư hỏng bơm nước

Ở trạng thái lắp chung không thể đánh giá chính xác lượng  mòn của các chi tiết cánh bơm, thân bơm, vòng bi, các bộ phận bao kín. Vì vậy, chỉ có thể kiểm tra tình trạng rò nước qua lỗ thăm ở thân lắp trục bơm và lắc ngang để kiểm tra mức độ rơ của trục bơm.

Muốn kiểm tra cụ thể hư hỏng của từng chi tiết thì phải tháo rời bơm nước và sử dụng các dụng đo chính xác như đồng hồ so hoặc thước cặp để xác định mức độ mòn bi, mòn cánh bơm và vỏ bơm và các hư hỏng khác.

Ngoài việc quan sát để phát hiện vết nứt bên ngoài, còn phải kiểm tra các vết rạn nứt rất nhỏ, bằng cách cho động cơ ở vào trạng thái nóng, rồi bôi một lớp bột trắng bên ngoài, sau  5- 10 phút quan sát để phát hiện vết nứt nếu có hiện tượng bột trắng bị thấm ướt.

3. Phương pháp sửa chữa bơm nước

Thân bơm: Khi mặt bích thân bơm bị vỡ hay nứt thì có thể hàn rồi gia công lại. Nếu chỗ lắp ổ bi và vòng đệm chắn dầu bị mòn hoặc bề mặt lắp ghép giữa cánh bơm và thân bơm bị mòn thì có thể doa lại rối ép vòng thép mới vào để hồi phục.

Cánh bơm: Khi cánh bơm bị nước làm xói mòn nhiều thì phải thay mới hoặc hàn đắp rồi gia công lại. 

Trục bơm: Khi trục bơm bị mòn nhiều hoặc bị rạn nứt thì phải thay mới. Trường hợp trục bơm bị mòn ít thì có thể hàn đắp, mạ crôm …Sau đó gia công lại theo kích thước quy định.

Vòng đệm: Khi vòng đệm hay roăng bị mòn hoặc thủng thì phải thay mới và phải lắp thử, nếu không bằng phẳng thì phải rà lại bằng vải nhám. Trường hợp không có vòng đệm mới để thay, có thể lật ngược vòng đệm cũ để dùng tạm.

III. Quy trình tháo, lắp bơm nước

a. Quy trình tháo bơm nước: 

Tiến hành theo trình tự sau:

- Làm sạch bên ngoài bơm nước

- Tháo puly ra khỏi bơm.

- Tháo phanh hãm đầu trục.

- Tháo đệm kín và lò xo

- Tháo trục bơm nước và ổ bi.

- Tháo ổ bi ra khỏi trục

- Dùng dầu hoả để rửa sạch các chi tiết.

b. Quy trình lắp bơm nước: quy trình lắp ngược lại quy trình tháo

c. Yêu cầu kỹ thuật khi tháo, lắp bơm nước

- Cẩn thận khi tháo phanh hãm, tránh làm văng lò xo

- Khi tháo trục và ổ bi cần đóng trục và ổ bi ra phía trước

- Tháo puly hoặc ổ bi phải sử dụng dụng cụ chuyên dùng, không được dùng búa để đóng để tránh làm hư hỏng.

- Ổ bi bơm nước tháo ra phải rửa sạch, khi lắp phải dùng mỡ chuyên dùng và dụng cụ riêng để vào mỡ, nếu không có dụng cụ riêng thì phải đem ngâm ổ bi vào vào mỡ đã nóng chảy trong khoảng 10 phút để mỡ ngấm vào trong ổ bi.

- Lắp đủ các đệm kín và đệm cao su đệm trong cánh bơm nước.

Các chi tiết tháo rời của bơm nước

IV. YÊU CẦU KỸ THUẬT SAU KHI SỬA CHỮA ( BỘ THÔNG SỐ ĐIỂN HÌNH)

TT Yêu cầu kỹ thuật Giới hạn cho phép

1 Độ rơ ngang và dọc của ổ bi 0,02 – 0,05 mm

2 Độ không cân bằng của cánh quạt 20 gam

3 Mặt đầu của cánh quạt mặt phẳng của vỏ lắp và thân máy 0,075 mm

4 Độ nghiêng của cánh quạt phải chính xác và đều trong phạm vi 35 - 40

5 Cánh quạt ép vào trục bơm phải có độ dôi 0,03 – 0,04mm