電子ウォーターポンプの構造と動作原理
エンジン温度が高すぎると、エンジン燃料の潤滑能力が低下し、部品の摩耗が悪化します。 一定の温度に達すると、エンジンシリンダーの焼き付きやタイル焼けなどの重大な故障を引き起こし、最終的にはエンジンが焼けて廃棄されてしまいます。
ウォーターポンプは自動車エンジン冷却システムの重要な部品です。 その主な機能は、冷却剤の循環を駆動し、エンジンの過剰な熱を吸収し、ヒートシンクを通じて外気へ伝達して、エンジンの過度の温度を回避することです。
ウォーターポンプには次の 2 種類があります。従来の機械式ウォーターポンプそして電子ウォーターポンプ。 従来のエンジンは一般に機械式ウォーター ポンプを使用しており、これによりウォーター ポンプ ベアリングとインペラがプーリーを介して回転します。 ウォーターポンプ内の冷却水はインペラの駆動により一体回転し、遠心力の作用によりウォーターポンプシェルの端に投げ飛ばされると同時に一定の圧力を発生します。 その後、排水口や水道管から流れ出ます。 冷却水が吐き出されることにより羽根車中心の圧力が低下し、ポンプ入口と羽根車中心との圧力差により水タンク内の冷却水が水管を通って羽根車内に吸い込まれます。クーラントの往復循環を実現します。
従来の機械式ウォーターポンプはエンジン回転数に基づいて動作するため、冷間始動時や流量要求の少ない低負荷高速条件でも駆動するには大きな電力が必要となり、このときに提供される冷却能力ははるかに大きくなります。エンジンの実需要に基づいたものではなく、駆動するために多くのパワーを必要とし、エンジンの動力性能や経済性の低下を引き起こします。
電子ウォーターポンプの動作原理は次のとおりです。ECU（電子制御ユニット）は、水温などのフィードバック信号に応じてPWM（パルス幅変調）を通じてデューティサイクルの大きさを調整し、その信号を内部のコントローラーに送信します。電子ウォーターポンプです。 この大きさがモーターの回転を制御し、インペラローターの回転を駆動し、冷媒の循環を実現します。
電子ウォーターポンプは、冷却装置の冷却液需要に応じて流量を正確に制御できます。 科学技術の発展と燃費に対する高い要求に伴い、電子ウォーターポンプの用途が増加しています。 現在、市場のハイブリッドおよび新エネルギーエンジンは電子ウォーターポンプを使用し始めています。電子ウォーターポンプは、ポンプケーシング、インペラ、シールリング、モーターケーシング、電気プラグ、モーターアセンブリ、ベアリング、ローター、コントローラー、コントローラーで構成されています。座面、裏蓋、固定ボルト等
ECUは水温などのフィードバック信号に応じてPWMによりデューティ比を調整し、コントローラはプラグを介してワイヤーハーネスを接続し、デューティ比に従ってモータを制御してインペラとローターを駆動することで、冷却液を循環させ、冷却液の正確な流れを確保します。 コントロール; シールリングは、ポンプケーシングとモーターケーシング、コントローラーシートとバックカバーの間の気密性を確保します。 ポンプ ケーシング、モーター ケーシング、およびバック カバーは、電子ウォーター ポンプの内部コンポーネントを塵のない環境で密閉し、電子ウォーター ポンプの動作信頼性を確保します。
電子ウォーターポンプの特長
▶ タイムリーかつ適切な冷却能力、低エネルギー消費、高効率を実現し、水温やその他の情報に応じた冷却水の流れの正確な制御を実現し、冷却水の流れの距離を短縮し、ウォーターポンプの容量を約60％削減します。
▶ 摩擦を軽減するために、電子ウォーターポンプは電気で駆動されます。 付属ベルトで駆動する機械式ウォーターポンプに比べ、摩擦仕事が軽減されます。 NEDC（欧州耐久試験規格であるNew European Driving Cycle）サイクルでは、燃料消費量を約2％削減できます。
▶ ウォームアップを加速します。 ハイブリッドエンジンの場合、始動と停止が頻繁に行われるため、より速い暖機速度が求められます。 電子ウォーターポンプの容量はリアルタイムで制御できるため、冷間始動時に冷却水流量を減らすことで暖機運転を促進し、燃料消費量と排出ガスの影響を低減できます。
▶ 耐用年数が長く、連続稼働時間は20,{1}}時間以上です。
▶ 水漏れのリスクが大幅に軽減されます。 機械式ウォーターポンプのインペラはウォーターポンプベアリングに締まりばめで圧入されていますが、電子ウォーターポンプの一体型磁気インペラはウォーターポンプシェルに取り付けられた磁気コアによって駆動されるため、水室と外装を分離することでウォーターシールがなくなり、摩擦損失や水漏れのリスクが軽減されます。
▶ 柔軟な制御方法 (PWM、バス)。
▶ 複数の動作保護機能 (過熱、過電圧、過電流など)
電子ウォーターポンプの故障モードと故障原因
水温が異常に上昇し、電子ウォーターポンプの性能が低下します。 パフォーマンスの低下は、次の 2 つの理由で発生する可能性があります。
▶インペラアセンブリと中空シャフト間の干渉設計が小さすぎるため、インペラと中空シャフト間の接続が信頼できなくなり、インペラが滑り、インペラ速度が標準以下になり、ポンプ性能が低下します。
▶インレーの回り止め構造の設計に無理があり、インレーと射出羽根車の間で滑りが発生し、羽根車の回転速度が基準以下となり、ポンプ性能が低下します。
▶ 電子ウォーターポンプの速度が時々停止し、最終的にはゼロになって動作を停止します。 ウォーターポンプが作動しない原因は以下の5点に集約されます。
- 1.チップまたは電子デバイスが故障し、銅箔の厚さが設計要件を満たしていないため、温度が上昇すると銅箔が焼けます。
- 2.防水性と通気性のあるバルブシールリングの材質の選択が不合理で、極端な環境での経年劣化により、気密性が失われ、水蒸気が乾燥領域に侵入し、ウォーターポンプがショートし、ウォーターポンプが動作しなくなります。
- 3.コントローラーのリードとエナメル線の溶接部分の設計が不合理で、接触部分の強度が不十分なため、リードとエナメル線が破損し、ウォーターポンプが動作しなくなります。
- 4.コントローラーのコンデンサー間、またはコンデンサーとブラケットの間に接着剤が存在しないため、コンデンサーはピンとリードの間の溶接サポートのみに依存します。 振動条件下では、コンデンサが全体的に揺れ、周期的な負荷によってピンが疲労して破損し、ポンプ速度がゼロに低下します。
- 5.放熱接着剤の選定を誤ると、放熱接着剤が膨張してボイドが多数発生し、PCB（プリント基板）が正常に放熱できなくなり、過熱故障の原因となります。
