W ciągu ostatnich kilku lat, układy chłodzenia nowo produkowanych samochodów coraz częściej wyposażane są w przełączalne pompy cieczy chłodzącej. Jest to rozwiązanie, które przyczynia się do szybszego uzyskania optymalnej temperatury pracy silnika. Ma swoje zalety, ale też i wady, wśród których znajduje się podatność na usterki. W naszym artykule przyglądamy się z bliska przełączalnym pompom cieczy, korzystając z merytorycznej pomocy eksperta.

Jak działa przełączalna pompa cieczy chłodzącej?

Prawidłowa nazwa tego elementu to pompa cieczy o zmiennej wydajności tłoczenia. Na rynku przyjęło się już jednak uproszczone określenie “przełączalna pompa”. Faktycznie, pompa ta ma funkcję “przełączania się” czy mówiąc ściślej, ograniczania przepływu płynu przez wirnik. Zmniejszenie poziomu cyrkulacji chłodziwa skutkuje szybszym rozgrzaniem silnika. Pompa jest aktywna podczas rozruchu silnika na zimno. Po osiągnięciu przezeń optymalnej temperatury pracy, powinna przełączyć się na standardowy tryb (pracować jak standardowa, nieprzełączalna pompa).

Dlaczego producenci samochodów zdecydowali się na skomplikowanie, dotychczas dość prostej, pracy pompy chłodziwa? Powodem jest oczywiście konieczność spełnienia coraz  bardziej rygorystycznych norm emisji spalin.

W cyklach pomiarowych, w jakich badana jest emisja spalin przez pojazdy, brana pod uwagę jest praca zimnego silnika. Do momentu osiągnięcia optymalnej temperatury pracy silnik spala więcej paliwa i emituje więcej zanieczyszczeń, dlatego kluczowe okazało się znalezienie rozwiązania, dzięki któremu rozgrzeje się on jak najszybciej.

Choć pomysły producentów w tym zakresie były początkowo różne, pompy cieczy o zmiennej wydajności tłoczenia okazały się najlepszym rozwiązaniem w relacji efektywności do kosztów wdrożenia oraz produkcji. Prawdopodobnie w najbliższej przyszłości będą powszechnym elementem silników spalinowych – nawet jeśli spotykamy jeszcze relatywnie nową jednostkę wyposażoną w klasyczną pompę cieczy, należy spodziewać się, że kolejna wersja tego silnika pożegna się z klasycznym rozwiązaniem.

Przełączalna pompa cieczy – zalety i wady

Jak oceniać pomysł wprowadzenia przełączalnych pompy cieczy chłodzącej? Wiele zależy od tego, z jakiej perspektywy spojrzymy na sprawę. Praca takich pomp w znacznym stopniu przyczynia się do ograniczenia emisji szkodliwych związków przez pojazdy (co docenią osoby o poglądach proekologicznych), ale i zarazem do obniżenia poziomu spalania paliwa przez pojazd (co jest widoczne zwłaszcza na krótszych trasach).

– Każdy z konstruktorów pojazdów dąży do uzyskania jak najwyższego współczynnika sprawności energetycznej jednostki napędowej. Jednym z kroków jest temperatura silnika: jej szybkie uzyskanie, stabilne utrzymanie w czasie pracy oraz łagodne wytracanie po wyłączeniu silnika (również w trybie pracy start/stop). Pompa cieczy, płynnie regulująca wydajność tłoczenia jest jednym z kroków do osiągnięcia zamierzonego efektu. – powiedział nam Witold Rogowski, trener techniczny HEPU Germany, jednego z producentów pomp cieczy chłodzącej.

Przełączalna pompa miałaby same zalety z punktu widzenia użytkownika samochodu, gdyby nie jeden ważny szczegół, czyli… awaryjność.

Negatywne opinie o trwałości przełączalnych pomp cieczy związane są głównie z wersją elementu, montowaną w silnikach wysokoprężnych TDI grupy Volkswagena (1.6 TDI i 2.0 TDI serii EA 288). Dochodzi tam często do drobnej, ale poważnej w skutkach usterki, która może skutkować nawet przegrzaniem silnika. Ze względu na dużą liczbę pojazdów grupy VAG, wyposażonych w tę wersję pompy, jeżdżących po polskich drogach, ze wspomnianą usterką miała okazję zapoznać się znaczna część warsztatów samochodowych. Nie oznacza to jednak, że jest to jedyna awaryjna przełączalna pompa na rynku.

Objawy awarii przełączalnej pompy cieczy w silnikach TDI

– W pompie montowanej w silnikach TDI często dochodzi do zablokowania przesłony, zakrywającej wirnik. Klinuje się ona na prowadnicach, po których w założeniu konstruktorów ma się przesuwać. Dlaczego się blokuje? Ponieważ na sworzniach osadza się kamienny nalot będący efektem starzenia się płynu w układzie chłodzenia. Niestety nawet regularna wymiana i płukanie układu nie zagwarantuje nam w 100% bezproblemowej jazdy. Pompa w 99% przypadkach klinuje się w pozycji zamykającej tłoczenie płynu. – powiedział Witold Rogowski z HEPU.

W opisywanych powyżej silnikach, interwał wymiany rozrządu został ustalony przez producenta na 180 tys. km. Niestety usterka pompy często występuje przed osiągnięciem takiego przebiegu.

Co zrobić w przypadku awarii pompy cieczy o zmiennej wydajności tłoczenia? Rozwiązaniem jest oczywiście jej wymiana na nowy element. Kwestią dyskusyjną jest to, czy warto zastosować wówczas ponownie pompę o funkcjach fabrycznych, a więc przełączalną, czy też dopasowaną do silnika pompę standardową, która znajduje się w ofertach producentów aftermarketowych. Wybór zależy w tym przypadku od indywidualnych preferencji właściciela auta i w obu przypadkach ma swoje wady i zalety.

– Można wymienić pompę na nieprzełączalną. Samochód będzie jeździł, komputer nie będzie generował błędów. Rozwiązanie zamiany pomp dotyczy w praktyce tylko pompy do silnika TDI grupy VAG (1.6-2.0). Wielu producentów, w tym również HEPU, ma w swojej ofercie standardową wersję tej pompy (P669M). Osobiście nie dziwię się, że klienci decydują się na montaż tej wersji – nie chcą po prostu mieć kolejnych problemów z nie do końca sprawnym rozwiązaniem stosowanym przez VAG. Należy jednak pamiętać o tym, że zmieniając pompę na „zwykłą” zaburzamy proces nagrzewania silnika. Ekolodzy nie będą z tego zadowoleni, ale my musimy się również liczyć ze wzrostem zużycia paliwa – to naturalna konsekwencja zmiany temperatur pracy jednostki spalinowej. – powiedział Witold Rogowski, trener techniczny HEPU Germany.

Rodzaje pomp cieczy o zmiennej wydajności tłoczenia

Choć opisana powyżej przełączalna pompa cieczy jest obecnie najczęściej spotykana w jeżdżących po Polsce samochodach (ze względu na popularność silników TDI oraz wprowadzenie już od 2012 r.), istnieją także inne rozwiązania w zakresie pomp o zmiennej wydajności, stosowane przez producentów. Przykłady to:

• pompa z przesłoną wirnika sterowana podciśnieniowo (np. P656 VAG silniki 1.2 TSI/TFSI) – zaletą tego rozwiązania jest fakt, że w razie jakiejkolwiek awarii układu podciśnienia (pompa, przewód, zawór), przesłona opada i pompa pracuje cały czas tłocząc płyn (nie dojdzie do wzrostu temperatury w układzie chłodzenia);
• pompa ze sprzęgłem elektromagnetycznym (rozwiązanie pozbawione wad) – pracując „na zimno” koła pasowe pompy są rozłączone. W momencie osiągnięcia zakładanej temperatury sprzęgło elektromagnetyczne spina koła napędowe i pompa zaczyna tłoczyć płyn (np. P651, VAG silniki 1.4 TSI/TFSI). Rozwiązanie to jest często stosowane w pompach cieczy samochodów ciężarowych;
• pompa elektryczna – kiedyś stosowana tylko w motorsporcie, uruchamiana za pomocą dźwigni znajdującej się na desce rozdzielczej pojazdu. Obecnie coraz śmielej wchodzi pod maski samochodów seryjnych. Uruchamiana na podstawie sygnałów płynących do sterownika z różnych miejsc układu chłodzenia, daje wręcz nieograniczone możliwości sterowania przepływem cieczy. W połączeniu z klasycznymi termostatami i elektrozaworami w układzie pozwala precyzyjnie rozłożyć temperaturę w całym układzie chłodzenia silnika. Uwaga: w niektórych pojazdach pompa ta po zamontowaniu wymaga uruchomienia procedury adaptacji (powolne napełnianie pompy, chroniące silnik pompy przed przegrzaniem);
• rozwiązanie pośrednie: np. P673, VAG 1.8/2.0 TSI/TFSI – jest to kompletny moduł zarządzania przepływem cieczy. Składa się on z klasycznej pompy (P672), która jest stale napędzana od silnika. Za zmianę tłoczenia cieczy w układzie odpowiada zawór kulowy umieszczony w bloku modułu, do którego zamontowana jest pompa. Znajduje się tam również jednostka sterująca pracą tego zaworu, termostat i elektrozawór (w zależności od wersji, mogą występować w liczbie mnogiej).

– O wymienione wyżej pompy cieczy otrzymujemy zawsze najwięcej pytań podczas naszych szkoleń technicznych – powiedział Witold Rogowski z HEPU – Mechanikom zdarza się pytać także o pompę P481, montowaną w silnikach benzynowych BMW (2.5 i 3.0) po 2004 roku. Po zainstalowaniu tej pompy należy wykonać adaptację (stopniowe napełnianie), by nie doprowadzić do jej uszkodzenia. Pompa elektryczna zagościła też pod maską dwulitrowych hybryd Forda (P264). W tym kierunku poszli również producenci dalekowschodni – w pompę elektryczną P7867 jest wyposażona np. Toyota z hybrydowymi silnikami o pojemności 1.8 l. – podsumowuje trener techniczny HEPU Germany.

Coraz częściej w warsztatach niezależnych pojawiają się też auta marki Volvo – popularne benzynowe jednostki (1.5 i 1.6, po 2015 roku) również korzystają z pompy elektrycznej P988. Pompa przełączalna jest też stosowana np. w Mercedesach (P1578, P1576) wyposażonych w dwulitrowe jednostki benzynowe.