Pomimo, że w ostatnich latach, pompy wodne przeszły znaczące zmiany w związku z modyfikacjami w silnikach, w których są montowane, większość pomp wodnych utrzymała „klasyczną” strukturę i zasady konstrukcji nie przeszły większych zmian.

Zasady działania pompy wodnej

Stałym elementem jest napęd mechaniczny, który jest potrzebny do operowania w trakcie obrotów, wałem wewnętrznego łożyska, do którego podłączony jest wirnik, będący elementem przenoszącym energię mechaniczną z silnika do cieczy. Wysoko wyspecjalizowane komponenty, takie jak mechaniczna uszczelka, czy łożysko są obecnie bardzo uprzemysłowione, wykonywane z materiałów o wysokich parametrach, które ewoluowały stając się bardziej trwałymi, jednocześnie będąc w stanie wytrzymywać wyższe temperatury.

To dzięki działaniu wirnika, chłodziwo jest w stanie pokonać opór układu chłodniczego (jest on zazwyczaj bardzo kręty) i nieustannie płynąć, co umożliwia przeniesienie ciepła z silnika do chłodnicy, która z kolei przekazuje je do otoczenia zewnętrznego (Rysunek 1). Dzięki takiej budowie, pompa wodna pracuje od momentu uruchomienia silnika, nawet, jeżeli nie ma potrzeby cyrkulacji cieczy. Jedynym elementem, który jest w stanie zapewnić, że woda nie dostanie się do chłodnicy jest termostat, którego obudowa może być zlokalizowana w tej samej części, co pompa wodna (Rysunek 2).

Ze względu na swoją technologię budowy, rolą termostatu jest otwieranie przepływu chłodziwa w stronę chłodnicy tylko kiedy osiągnie ona określoną temperaturę. Zapobiega to używaniu chłodziwa, gdy nie jest to potrzebne (na przykład, gdy silnik jest nadal zimny). Przenosząc moc z paska silnika lub w związku z innymi podobnymi mechanizmami, pompa wodna posiada wiele obiegów, które są bezpośrednio powiązane z obiegami silnika. Oznacza to więc, że pompa wodna pracuje od momentu uruchomienia silnika, nawet jeżeli jest on zimny, co jest powodem obecności termostatu.

Napęd pompy wodnej jest mechaniczny. Oznacza to, że pompa absorbuje moment obrotowy z silnika, aby obracać wirnikiem, który dokonuje cyrkulacji chłodziwa. W jaki sposób? W większości przypadków, pompa posiada koło pasowe, które jest napędzane przez pasek zębaty. Jest to w zasadzie ten sam pasek, który porusza wałami rozrządu silnika (Rysunek 3). W niektórych przypadkach, w związku z trasą paska, pompa wodna posiada koło pasowe bez przekładni zębatej, ponieważ ruch jest wykonywany wyłącznie poprzez tarcie z tyłu paska (Rysunek 4). Korzystanie z paska napędu rozrządu nie jest jedynym przypadkiem, w którym pompa wodna uzyskuje moc z paska. Istnieje wiele silników, które ze względu na rozkład różnych urządzeń pomocniczych posiadają pasek przeznaczony wyłącznie dla tych danych usług np. pompy oleju, pompy wspomagania, pompy wysokiego ciśnienia oleju, kompresora klimatyzacji oraz oczywiście pompy wodnej. W tych przypadkach paski używane do zapewnienia mocy usługom są typu Poly-V; są bardziej ciche i łatwiejsze w użyciu niż paski zębate, a także są zdolne zapewnić płynną pracę przy wszystkich prędkościach obrotowych (Rysunek 5).

Jako, że ich konstrukcja stała się już przestarzała, starsze silniki z klasycznym V paskiem są szeroko wypierane przez bardziej wydajne paski Poly-V. Wiele różnych wyborów konstrukcyjnych, które charakteryzują nowoczesne silniki, są również odzwierciedlone w pompach wodnych do tego stopnia, że rozwiązania zasilania pompy wodnej nie są już ograniczone wyłącznie do paska silnika (lub do paska poly-V w przypadku, gdy wały rozrządu są napędzane przez łańcuch). W rzeczywistości istnieje szereg wariantów, w których stosuje się sprzęg mechaniczny korzystający z wałów z wielowypustowymi profilami (Rysunek 6). Można znaleźć szereg różnych rozwiązań (koła zębate, łańcuch rozrządu napędu itd.) jednak występują one w niewielu przypadkach: zazwyczaj w przypadku silników o określonych rozmiarach, jak te wykorzystywane do przemysłowych zastosowań (generatory itd.) lub silników, które wykorzystuje się w pojazdach przemysłowych.

Pompa wodna – więcej informacji w instrukcji Metelli.