artikel

Werking en onderhoudstips elektrische waterpomp

Werkplaats & Onderhoud 4788

Al decennialang doet 99,9 procent van de verbrandingsmotoren een beroep op water (koelvloeistof), dat rond het motorblok en de cilinderkop wordt gepompt, om te voorkomen dat de warmte van het verbrandingsproces tot oververhitting of thermische vervorming leidt.

Werking en onderhoudstips elektrische waterpomp
Fig. 3: De koelvloeistof in het systeem vloeit door de motor van de koelvloeistofpomp en koelt zowel de motor als de elektronische module, terwijl ze ook de lagers smeert.

Wanneer de koelvloeistof door de motor wordt gepompt, absorbeert deze warmte. Vervolgens circuleert de koelvloeistof door de radiator, alvorens ze weer naar de motor gaat om de cyclus te herhalen. Het verwarmings- en koelingsproces wordt geregeld door een thermostaat die een constante temperatuur verzekert.

Net als vele andere randonderdelen (bv. PAS-pomp, dynamo en aircocompressor) wordt de waterpomp van oudsher mechanisch aangedreven door een riem die is verbonden met de krukas (of de nokkenas). Deze methode heeft echter het nadeel dat er voortdurend vermogen van de motor wordt afgenomen, wat een negatieve impact heeft op de prestaties en het brandstofverbruik/de emissies van het voertuig.

 

Elektronisch gestuurde waterpompen

Daarom ontwikkelen autoconstructeurs alternatieve manieren om deze onderdelen aan te drijven en aan te sturen, om zo de efficiëntie en de zuinigheid te bevorderen. Om diezelfde reden beschikken heel wat auto’s vandaag de dag over een elektrische stuurbekrachtiging en een elektrische compressor voor de airconditioning.

De elektronisch gestuurde en aangedreven waterpompen werden in 2004 geïntroduceerd door BMW. Zij bieden verscheidene voordelen ten opzichte van de motoraangedreven pompen die voorheen werden gebruikt, omdat de elektrische waterpomp in alle omstandigheden volledig regelbaar is.

Enkele voordelen op een rij:

Volledig variabele snelheid: de pomp kan bij elke snelheid werken naargelang de vraag van de motorsturing.

  • Ze kan een laag debiet hanteren wanneer de motor koud is om de opwarming te versnellen.
  • Ze kan een hoog debiet leveren om een warme motor snel af te koelen.

De pomp kan draaien zonder dat de motor draait.

  • Zo wordt de motor gelijkmatig gekoeld en worden ‘hot spots’ in de motor vermeden.
  • Bijzonder nuttig voor wagens met een stop-startsysteem of hybrideaandrijving.

Deze voordelen vertalen zich in een hogere efficiëntie en helpen de emissies terug te dringen.

Nog een belangrijk voordeel is dat een elektrische pomp nagenoeg overal in het motorcompartiment kan worden geplaatst, met een veel grotere flexibiliteit en betere ruimtebenutting als resultaat. De waterinlaat kan aan de zijkant van de motor worden geplaatst, waardoor de koelmiddelstromen zodanig lopen dat ‘hot spots’ worden vermeden en dat alle cilinders een efficiëntere koeling genieten (Figuur 1).

Fig 1: Basisfunctie van een elektronische waterpomp: de cilinder wordt gelijkmatig gekoeld.

Fig. 2: Basisfunctie van een riemaangedreven waterpomp: de cilinders worden niet uniform gekoeld, sommige cilinders kunnen warm worden.

Dit is niet mogelijk bij een riemaangedreven waterpomp aangezien deze aan één kant van de motor moet worden geplaatst, waardoor de koelvloeistof steeds van de ene kant naar de andere loopt. Daardoor worden bepaalde cilinders warmer dan andere (Figuur 2).

Intelligente waterpomp

De elektrische waterpomp wordt aangestuurd door de motorsturing. Ze kan de noodzakelijke koeling bepalen door rekening te houden met de motorbelasting, de bedrijfsmodus en de gegevens van de temperatuursensoren. Met deze informatie kan ze de correcte werking en snelheid van de koelvloeistofpomp bepalen en de overeenkomstige instructie naar de sturing van de pomp verzenden.

De elektrische pomp heeft bovendien een eigen diagnosesysteem om problemen sneller op te sporen: de foutcodes en livegegevens kunnen worden uitgelezen door een geschikt instrument aan te sluiten op de seriële diagnosepoort van de wagen. De seriële gegevens bevatten ook gegevens over de snelheid, de stroomsterkte en de temperatuur om de diagnose te optimaliseren, evenals een functie om de pomp te activeren om na te gaan of ze correct werkt.

Codes voor onjuiste pompsnelheden, te hoge temperaturen, over- en onderspanning, systeemblokkages, verlies van koelvloeistof en lucht in het systeem zijn voorbeelden van codes die het systeem kan genereren.
De pomp heeft een stekker met vier kabels: stroom, aarding, LAN-communicatie (Local Area Network) en controle door de motorsturing met behulp van pulsbreedtemodulatie (PWM). De output van de borstelloze elektromotor met natte rotor wordt elektronisch geregeld door de elektronische module, die zich onder een deksel in de waterpompeenheid bevindt.

Onderhoudstip:

Bij het onderhoud (zoals de verversing van koelvloeistof) dient men extra voorzichtig te werk te gaan om te verzekeren dat de pomp niet droogloopt. Als de pomp wordt verwijderd en nadien zal worden teruggeplaatst, moet ze met koelvloeistof worden gevuld alvorens ze wordt opgeborgen. Als de pomp leeg wordt bewaard, kan ze vastlopen, met oververhitting en mogelijk zelfs motorschade als gevolg. Als de pomp ooit droog komt te staan, moet de pomprotor met de hand worden gedraaid alvorens de koelvloeistofleidingen worden aangesloten om zeker te zijn dat de pomp niet vastzit. Het systeem moet vervolgens onmiddellijk worden gevuld met koelvloeistof. Tijdens de assemblage dient men voorzichtig te werk te gaan om ervoor te zorgen dat de elektrische connector schoon en droog is en dat de aansluitingen niet beschadigd zijn. Bij het vervangen of terugplaatsen van de waterpomp, moeten de aluminium bevestigingsbouten worden vervangen en correct worden aangehaald volgens de specificaties van de constructeur.

Juiste ontluchtingsprocedure

Bij het opnieuw vullen van het koelsysteem na het vervangen van de waterpomp, is het essentieel dat het koelsysteem wordt ontlucht. Laat de lucht eerst af via de afvoerschroeven op het koelsysteem tot je koelvloeistof zonder luchtbellen ziet en sluit vervolgens de afvoerschroeven. Sluit de dop van het koelvloeistofexpansievat en ga daarna voort met de volgende procedure.

  • Sluit een batterijondersteuningssysteem aan op de voertuigbatterij.
  • Schakel het contact van de wagen in.
  • Zet de verwarming op de maximumtemperatuur en de ventilator op het laagste debiet.
  • Houd het gaspedaal gedurende tien seconden volledig ingetrapt. De motor mag niet worden gestart.
  • De elektrische waterpomp wordt geactiveerd wanneer het gaspedaal wordt ingetrapt. Dat geeft aan dat de ontluchtingsprocedure is gestart.

Die procedure neemt ongeveer twaalf minuten in beslag en gedurende die tijd mag de motor niet worden gestart.

  • Zodra de procedure is afgerond, zal de waterpomp automatisch stoppen.
  • Vul het koelvloeistofniveau in de expansietank bij tot 100 ml boven het maximum.
  • Controleer het koelsysteem op lekken.

Als het systeem opnieuw moet worden ontlucht (bv. wanneer het koelsysteem lekt), moet u de motorsturing voldoende tijd geven om zich volledig uit te schakelen door het contact stil te leggen en de contactsleutel ongeveer 3 minuten lang uit het contactslot te halen. Herhaal vervolgens de procedure.

 

Dit artikel is tot stand gekomen samen met Febi dat deel uitmaakt van de Bilstein Group. Meer informatie vind je op www.bilsteingroup.com.


 

Reageer op dit artikel