전자식 워터펌프 구조 및 작동원리
엔진 온도가 너무 높으면 엔진 연료의 윤활 능력이 저하되어 부품 마모가 악화됩니다. 온도가 일정 수준에 도달하면 엔진 실린더가 긁히거나 타일이 타는 등 심각한 고장이 발생하고 결국 엔진이 타서 폐기됩니다.
워터 펌프는 자동차 엔진 냉각 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 주요 기능은 냉각수 순환을 구동하고 엔진의 과도한 열을 흡수한 후 방열판을 통해 외부 공기로 전달하여 과도한 엔진 온도를 방지하는 것입니다.
워터 펌프에는 두 가지 유형이 있습니다.전통적인 기계식 워터 펌프그리고전자 워터 펌프. 기존 엔진은 일반적으로 풀리를 통해 회전하도록 워터 펌프 베어링과 임펠러를 구동하는 기계식 워터 펌프를 사용합니다. 워터 펌프의 냉각수는 임펠러에 의해 구동되어 함께 회전하고 원심력의 작용으로 워터 펌프 쉘의 가장자리로 던져지며 동시에 특정 압력을 생성합니다. 그런 다음 콘센트 또는 수도관에서 흘러 나옵니다. 냉각수 배출로 인해 임펠러 중앙의 압력이 낮아지고, 펌프 입구와 임펠러 중앙의 압력차에 의해 물탱크 내부의 냉각수가 수도관을 통해 임펠러 내부로 흡입됩니다. 냉각수의 왕복 순환을 실현합니다.
기존 기계식 워터 펌프는 엔진 속도를 기반으로 작동하므로 냉간 시동 및 낮은 부하 고속 조건에서도 구동하려면 큰 출력이 필요하며 이때 제공되는 냉각 용량은 훨씬 더 큽니다. 엔진의 실제 수요를 기반으로 한 것이 아니며, 주행에 많은 동력이 필요하므로 엔진의 동력 성능과 경제성이 저하됩니다.
전자식 워터펌프의 작동 원리는 다음과 같습니다. ECU(전자 제어 장치)는 수온 등의 피드백 신호에 따라 PWM(펄스 폭 변조)을 통해 듀티 사이클의 크기를 조정하고, 그 신호를 내부 컨트롤러로 전달합니다. 전자 워터 펌프. 크기는 모터의 회전을 제어하여 임펠러 로터의 회전을 구동하여 냉각수의 순환을 구현합니다.
전자식 워터펌프는 냉각장치의 냉각수 수요에 따라 유량을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 과학기술의 발달과 연비에 대한 요구가 높아짐에 따라 전자식 워터펌프의 적용이 증가하고 있습니다. 현재 시중에 나와 있는 하이브리드 및 신에너지 엔진에서는 전자식 워터 펌프를 사용하기 시작했습니다. 전자식 워터 펌프는 펌프 케이싱, 임펠러, 밀봉 링, 모터 케이싱, 전기 플러그, 모터 어셈블리, 베어링, 로터, 컨트롤러, 컨트롤러로 구성됩니다. 시트, 백커버, 고정볼트 등
ECU는 수온 등의 피드백 신호에 따라 PWM을 통해 듀티비를 조절하고, 컨트롤러는 전기 플러그를 통해 와이어링 하네스를 연결한 후 모터를 제어하여 듀티비에 따라 임펠러와 로터를 구동함으로써 냉각수 순환 및 냉각수의 정확한 흐름을 보장합니다. 제어; 밀봉 링은 펌프 케이싱과 모터 케이싱, 컨트롤러 시트와 후면 커버 사이의 견고성을 보장하는 것입니다. 펌프 케이싱, 모터 케이싱 및 후면 커버는 먼지가 없는 환경에서 전자 워터 펌프의 내부 구성 요소를 밀봉하여 전자 워터 펌프의 작동 신뢰성을 보장합니다.
전자식 워터펌프의 특징
▶ 적시에 적절한 냉각 용량, 낮은 에너지 소비 및 고효율을 제공하고 수온 및 기타 정보에 따라 냉각수 흐름의 정밀한 제어를 실현하고 냉각수 흐름 거리를 줄이고 워터 펌프 변위를 약 60% 줄입니다.
▶ 마찰을 줄이기 위해 전자식 워터펌프는 전기로 구동됩니다. 액세서리 벨트로 구동되는 기계식 워터 펌프에 비해 마찰 작업이 줄어듭니다. NEDC(유럽 내구 시험 규격인 New European Driving Cycle) 사이클을 사용하면 약 2% 정도 연료 소모를 줄일 수 있습니다.
▶ 워밍업을 가속화합니다. 하이브리드 엔진의 경우 잦은 시동과 정지로 인해 더 빠른 예열 속도가 필요합니다. 전자식 워터펌프의 변위를 실시간으로 제어할 수 있기 때문에 냉간 시동 시 냉각수 유량을 줄이면 예열 속도가 빨라지고 연료 소비 및 배기가스 영향을 줄일 수 있습니다.
▶ 수명이 길고 연속 작업 시간이 20000시간 이상입니다.
▶ 누수 위험이 대폭 감소됩니다. 기계식 워터 펌프의 임펠러는 워터 펌프 베어링에 억지 끼워맞춤으로 압입되는 반면, 전자식 워터 펌프의 통합 마그네틱 임펠러는 워터 펌프 쉘에 설치된 자기 코어에 의해 구동되어 워터 챔버와 외부 분리로 워터 씰이 제거되어 마찰 손실과 누수 위험이 줄어듭니다.
▶ 유연한 제어 방식(PWM, 버스).
▶ 다양한 작동 보호 기능(과열, 과전압, 과전류 등)
전자식 워터펌프 고장 형태 및 고장 원인
수온이 비정상적으로 상승하고 전자워터펌프의 성능이 저하됩니다. 성능 저하는 다음 두 가지 이유로 발생할 수 있습니다.
▶임펠러 조립체와 중공축 사이의 간섭 설계가 너무 작아서 임펠러와 중공축 사이의 연결이 불안정해지고 임펠러가 미끄러져 임펠러 속도가 표준 이하가 되고 펌프 성능이 저하됩니다.
▶인레이 회전방지 구조 설계가 무리하여 인레이와 사출 임펠러 사이에서 미끄러짐 현상이 발생하여 임펠러 속도가 표준 이하가 되고 펌프 성능이 저하됩니다.
▶ 전자워터펌프의 속도가 가끔 멈추다가 최종적으로는 0으로 떨어져 작동을 멈추는 경우가 있습니다. 워터펌프가 작동하지 않는 원인은 다음 5가지로 요약됩니다.
- 1. 칩 또는 전자 장치가 고장나고 동박의 두께가 설계 요구 사항을 충족하지 않아 온도가 상승하면 동박이 타게 됩니다.
- 2. 방수 및 통기성 밸브 씰링 링 재료 선택이 불합리하고 극한 환경에서 노화되어 기밀성이 부족하고 수증기가 건조한 영역으로 들어가고 워터 펌프의 단락이 발생하고 워터 펌프가 작동을 멈춥니다.
- 3. 컨트롤러 리드와 에나멜 와이어 사이의 용접 영역 설계가 불합리하고 접촉 부분의 강도가 충분하지 않아 리드와 에나멜 와이어가 파손되고 워터 펌프가 작동하지 않습니다.
- 4. 컨트롤러의 커패시터 사이 또는 커패시터와 브래킷 사이에는 접착제가 없으므로 커패시터는 핀과 리드 사이의 용접 지지대에만 의존합니다. 진동 조건에서 커패시터가 전체적으로 흔들리면 핀이 피로해지고 순환 부하로 인해 파손되어 펌프 속도가 0으로 떨어지게 됩니다.
- 5. 방열 접착제를 무리하게 선택하면 방열 접착제가 팽창하고 공극이 많이 발생하여 PCB(인쇄 회로 기판)가 정상적으로 열을 발산할 수 없게 되어 과열 오류가 발생합니다.
