Τεχνικό θέμα: Αντλία νερού (ιµπέλερ)
Στα προηγούµενα άρθρα αναλύσαµε το κύκλωµα ψύξης ενός εξωλέµβιου κινητήρα και τα παρελκόµενα του όπως θυρίδες εισαγωγής νερού, θερµοστάτες και βαλβίδες ανακούφισης πίεσης κ.λπ.
Τώρα θα αναφερθούµε στην καρδιά του κυκλώµατος ψύξης και συγκεκριµένα στην αντλία νερού η οποία είναι ζωτική ως εξάρτηµα και οι τυχόν φθορές της ή η δυσλειτουργία της µπορούν να προκαλέσουν πολλά και ποικίλα προβλήµατα στον κινητήρα. Θα δούµε πως λειτουργεί, πως διαπιστώνουµε εάν είναι σε καλή κατάσταση, κάθε πότε πρέπει να αντικαθίσταται και πως µπορούµε να αποφύγουµε την υπέρµετρη φθορά της µε µερικές απλές συµβουλές.
O ρόλος του ιµπέλερ
Η αντλία νερού σε έναν εξωλέµβιο κινητήρα επιτελεί µία και µόνο εργασία. «Σπρώχνει» το θαλάσσιο νερό προς τον κινητήρα µε σκοπό την ψύξη του τελευταίου. Κατά την κίνηση του σκάφους το νερό εισάγεται µε πίεση από τις θυρίδες εισαγωγής στο πόδι (Σχ.1) και στη συνέχεια µέσω κάποιων αγωγών καταλήγει στην αντλία νερού.
Η αντλία στη συνέχεια παραλαµβάνει το νερό και το προωθεί µέσα από διόδους ψύξης (υδροχιτώνια) εντός του ποδιού και της εξαγωγής καυσαερίων καθώς και στον κινητήρα και την κυλινδροκεφαλή (ή κυλινδροκεφαλές εάν είναι τύπου V) και στη συνέχεια το ζεστό πιά νερό που έχει ψύξει τον κινητήρα εξάγεται από τις θυρίδες εξαγωγής νερού (Σχ.1) στο πόδι, από το κέντρο της προπέλας µαζί µε τα καυσαέρια και το δείκτη ροής νερού (πιτσιλιστήρι).
Η αντλία νερού είναι απαραίτητη κυρίως για την ψύξη του κινητήρα όταν αυτός είναι στο ρελαντί και στις µέσες στροφές καθώς στις υψηλές ταχύτητες θεωρητικά ο κινητήρας θα µπορούσε να ψυχθεί και χωρίς αντλία νερού λόγω του ορµητικά εισερχόµενου νερού στις θυρίδες εισαγωγής. Η µορφή της αντλίας είναι ακτινική σαν αστερίας (Φωτ.1) και έχει καθιερωθεί να λέγεται ιµπέλερ από την αντίστοιχη αγγλική λέξη (impeller).
Που βρίσκεται το ιµπέλερ;
Το συγκρότηµα της αντλίας νερού βρίσκεται εντός του ποδιού (Σχ.1) κάτι που σηµαίνει ότι για να το αντικαταστήσει κανείς στο πλείστο των περιπτώσεων θα πρέπει να αφαιρέσει το πόδι όπως θα δούµε στην πορεία.
Το ιµπέλερ κινείται απο τον άξονα µετάδοσης (Σχ.1) ο οποίος είναι ένας άξονας που τοποθετείται στο άκρο του στροφαλοφόρου άξονα στο κάτω µέρος του µπλόκ των κυλίνδρων και όπως περιστρέφεται ο κινητήρας µας περιστρέφεται και αυτός για να κινήσει ένα γρανάζι στο άκρο του (πινιόν – Σχ.1) το οποίο κινεί τα γρανάζια πρόσω και όπισθεν για να περιστραφεί η προπέλα.
Κάποιοι µικροί εξωλέµβιοι έχουν το ιµπέλερ τοποθετηµένο στον προπελοφόρο άξονα πίσω από την προπέλα.
Πως λειτουργεί το ιµπέλερ και από τι αποτελείται
Υπάρχουν µερικά βασικά εξαρτήµατα τα οποία απαρτίζουν την αντλία νερού και τα δύο κυριότερα είναι ο κλωβός (κέλυφος – Φωτ.2 και Φωτ.3), το λαστιχένιο ιµπέλερ (Φωτ.1 και Φωτ.3), η πλάκα (Φωτ.4) και η σφήνα (Σχ.2) στερέωσης του ιµπέλερ επάνω στον άξονα. Η πλάκα είναι από ανοξείδωτη λαµαρίνα και την διαπερνά ο άξονας µετάδοσης κάθετα (Φωτ.4) εντός µίας τρύπας που έχει η πλάκα η οποία όµως δεν έρχεται σε επαφή µε τον άξονα.
Το πάνω µέρος της πλάκας έρχεται σε επαφή µε το κάτω µέρος του λαστιχένιου ιµπέλερ (Φωτ.5) το οποίο έχει ορειχάλκινο συνήθως αφαλό και στερεώνεται σφιχτά µε µία σφήνα επάνω στον άξονα µετάδοσης. Το όλο σύνολο φιλοξενείται εντός ενός κλωβού (Φωτ.3) το οποίο αποτελεί µία «φωλιά» για το ιµπέλερ. Ο κλωβός είναι µεταλλικός (Φωτ.2) η από σκληρό φαινολικό πλαστικό (Φωτ.6) ανθεκτικό στη θερµοκρασία. Οι πλαστικοί κλωβοί συνήθως φέρουν εσωτερικά ανοξείδωτο χιτώνιο (Φωτ.3) για αντοχή στην φθορά και την οξείδωση. Γύρω από τον κλωβό υπάρχει ένα στεγανοποιητικό λαστιχένιο δακτυλίδι (O-ring-Φωτ.3) για να στεγανοποιήσει τον κλωβό µε την πλάκα.
Ένα ακόµη δαχτυλίδι στεγάνωσης τοποθετείται στο άκρο του κλωβού που είναι η έξοδος νερού (Φωτ.2) προς τον µεταλλικό σωλήνα που θα µεταφέρει το νερό προς το µπλόκ. Ο κλωβός έχει επίσης επάνω του µία τρύπα (διαπνοή-Φωτ.3) για να αποµακρύνονται οι φυσαλίδες και να γεµίζει ο κλωβός µε νερό. Το ιµπέλερ είναι πάντοτε φτιαγµένο από εύκαµπτα ελαστικά πτερύγια σε αντίθεση µε τις αντλίες νερού των αυτοκινήτων που είναι µεταλλικές. Ο λόγος είναι ότι έτσι έχουν µεγαλύτερη αντοχή στην φθορά από τριβή, στην διάβρωση καθώς και διαφορά στην συµπεριφορά τους όσον ανεβαίνουν οι στροφές του κινητήρα.
Εάν παρατηρήσουµε στο Σχ.3 θα δούµε ότι στις χαµηλές σ.α.λ. τα πτερύγια ακουµπούν επάνω στο χιτώνιο του κλωβού άρα η αντλία νερού σπρώχνει το νερό στους κενούς χώρους που σχηµατίζονται µεταξύ των πτερυγίων και του χιτωνίου (αντλία εκτοπίσµατος) για να καλύψει τις ανάγκες σε νερό ψύξης.
Αντιθέτως στις υψηλές σ.α.λ. τα πτερύγια φυγοκεντρίζονται και διπλώνουν µετατρέποντας την αντλία σε φυγοκεντρική για να καλύψει τις ανάγκες νερού ψύξης του κινητήρα ενώ ταυτόχρονα η παροχή νερού υποβοηθείται και απο την κίνηση του σκάφους καθώς το νερό µπαίνει ορµητικά µέσα απο τις θυρίδες εισαγωγής νερού στο πόδι.
Φθορές του ιµπέλερ
Παρά την αξιόπιστη σχεδίαση που εχει παραµείνει αναλλοίωτη εδώ και τόσα χρόνια,το ιµπέλερ έχει διάφορες και ποικίλες φθορές και για αυτό θα πρέπει να αλλάζεται τουλάχιστον στα χρονικά όρια που προτείνει ο κατασκευαστής ή και νωρίτερα αναλόγως συνθηκών.
Όταν ο κινητήρας υπόκειται σε σκληρή επαγγελµατική χρήση ή π.χ. σε χρήση ψαρέµατος σε αβαθή νερά όπου η άµµος φθείρει ταχύτατα τον κλωβό και το ιµπέλερ τότε απαιτείται συχνότερος έλεγχος και αντικατάσταση του. Καλό είναι να αντικαθιστούµε το ιµπέλερ ανα 2 σεζόν αλλά και κάθε χρόνο δεν θα ήταν υπερβολικό (ακόµη και αν οι ώρες που ορίζει ο κατασκευαστής δεν έχουν συµπληρωθεί) καθώς η ακινησία του κινητήρα κατά την χειµερινή αποθήκευση το καθιστά σε χειρότερη κατάσταση από ένα ιµπέλερ που έχει δουλέψει για αρκετές ώρες.
Η τρύπα (διαπνοή-Φωτ.3) του κλωβού πρέπει να είναι πάντοτε ανοιχτή αλλιώς αν βουλώσει θα υπερθερµανθεί ο κινητήρας. Τα πτερύγια του ιµπέλερ στραβώνουν, φθείρονται και ξεφορµάρονται µε τον χρόνο µε αποτέλεσµα να µην προωθούν το νερό αποτελεσµατικά. Στην βάση τους το λάστιχο αδυνατίζει και κάνει «ραγάδες» και εάν αφεθεί το αποτέλεσµα θα είναι σπασµένα πτερύγια (Φωτ.6, Φωτ.7, Φωτ.8) και άλλες συνεπαγόµενες ζηµιές ενώ σε κάποιες περιπτώσεις µπορεί να αποκολληθεί και ο αφαλός.
Μακρόχρονα φθείρεται επίσης και η ανοξείδωτη πλάκα (Φωτ.6) κάτω από το ιµπέλερ ενώ ζηµιές παρουσιάζονται και στον κλωβό ο οποίος ενδέχεται να ραγίσει ή να αλλοιωθεί όταν υπερθερµανθεί από οποιαδήποτε αιτία. Ελεγχος χρειάζεται επίσης και στην σφήνα που στερεώνει το ιµπέλερ στον άξονα καθώς µπορεί η όλη σύνδεση να είναι χαλαρή και να φθείρει το ιµπέλερ ταχύτατα.
Τα διάφορα λαστιχάκια, τσιµουχάκια και λοιπά στεγανοποιητικά µέσα θέλουν επίσης αλλαγή όταν κατά το λύσιµο ο τεχνίτης διαπιστώσει ότι είναι σκισµένα,πρησµένα ή φθαρµένα καθώς οι συνέπειες µίας διαρροής θα αποµακρύνουν και το νερό ψύξης απο τον προορισµό του.Ολοι οι κατασκευαστές προσφέρουν ως ανταλλακτικό το κιτ επισκευής αντλίας νερού µε τα σχετικά αναλώσιµα για µία πλήρη εργασία σέρβις.
Αντικατάσταση του ιµπέλερ
Η αντικατάσταση ενός ιµπέλερ είναι µία εργασία που αναφέρεται στον επαγγελµατία τεχνικό παρ’ όλα αυτά θα µπορούσε κάλλιστα να την κάνει και ένας ερασιτέχνης που διαθέτει µία σχετική πείρα µε τη χρήση εργαλείων αλλά καλό θα ήταν να ακολουθήσει πιστά την διαδικασία που περιγράφεται στο εγχειρίδιο επισκευών. Ο τεχνίτης για να φτάσει ως το ιµπέλερ πρέπει να αποχωρίσει το πόδι από τον κορµό του κινητήρα.
Για να γίνει αυτό αρχικά αποσυνδέει το σύστηµα µοχλών και ντιζών που αλλάζει τις ταχύτητες εντός του ποδιού. Συνήθως µία µονοκόµµατη η διαιρούµενη µεταλλική βέργα-ντίζα (Φωτ.4) καταλήγει εντός της λεκάνης του κινητήρα και συνδέεται µέσω κάποιων µοχλών µε τις εύκαµπτες ντίζες του χειριστηρίου ή της λαγουδέρας. Ο κατασκευαστής συνήθως ορίζει εκεί εάν κατά την αποσύνδεση πρέπει να επιλεγεί ταχύτητα η άν ο κινητήρας θα είναι σε Νεκρά.
Αφού αποσυνδέσει λοιπόν το σύστηµα επιλογής ταχυτήτων, ο τεχνίτης λύνει τις σχετικές βίδες που συγκρατούν το πόδι στον κορµό και τραβά το πόδι προς τα κάτω (Φωτ.9) για να το αφαιρέσει. Αν η ντίζα είναι διαιρούµενη (στις φωτό δεικνύεται η διαδικασία σε ιαπωνικό 70άρη 4χρονο κινητήρα) τότε ο τεχνίτης πρέπει αρχικά να λύσει σε δύο κοµµάτια την διαιρούµενη µεταλλική βέργα-ντίζα αλλαγής ταχυτήτων στο σηµείο που δείχνει το σχετικό βέλος στη Φωτ.10.
Στη συνέχεια για να διαιρεθεί η βέργα στα δύο ο τεχνίτης αφαιρεί µε ένα µυτοτσίµπιδο (Φωτ.11) την κοπίλια (Φωτ.12) η οποία ασφαλίζει τον πείρο για να τον αφαιρέσει.
Ο τεχνίτης µετά αφαιρεί τις βίδες που συγκρατούν το πόδι µε τον κορµό της εξάτµισης και αφαιρεί προσεκτικά το πόδι όπως φαίνεται και στη Φωτ.9. Αν ο άξονας είναι σε καλή κατάσταση και δεν έχει κολλήσει τότε το πόδι θα βγεί εύκολα αν όµως ο κινητήρας έχει αραιά και ελάχιστα σέρβις και έχει διαβρωθεί ο άξονας µετάδοσης στο άκρο του τότε δεν βγαίνει ούτε µε µοχλούς ούτε µε λοστούς και δεν είναι λίγες οι περιπτώσεις που οι τεχνικοί πριόνισαν τον άξονα για να εξάγουν το πόδι.
Εκεί ο τεχνικός µπορεί να ζητήσει σε εργατικά τα µαλλιοκέφαλα του και µε το δίκιο του καθώς η αµέλεια µας για τακτικά σέρβις είναι συνήθως η αιτία της ταλαιπωρίας του. Με το που αφαιρεθεί το πόδι, στερεώνεται σε ειδική βάση ή µέγγενη και λύνονται οι βίδες που συγκρατούν την αντλία νερού. Στη Φωτ.2 διακρίνεται ο άξονας µετάδοσης , η έξοδος νερού (κατάθλιψη) της αντλίας και ο µεταλλικός κλωβός της . Με τη βοήθεια ξυλόσφυρου-µατσόλας χτυπάµε ελαφρά τον κλωβό να ξεκολλήσει και µετά τραβώντας πρός τα πάνω (πρός τη φορά που δείχνει το κόκκινο βέλος στη Φωτ.4) ο τεχνίτης ξεκολλά το κέλυφος (Φωτ.13) απο την πλάκα.
Εάν ο τεχνίτης τα βγάλει µαζί (κλωβό και ιµπέλερ) και αναποδογυρίσει τον κλωβό θα δεί την εικόνα της Φωτ.3 -Φωτ.6. Αν το ιµπέλερ είναι κολληµένο στον άξονα τότε ο κλωβός θα αφαιρεθεί πρώτος και στη συνέχεια το ιµπέλερ µε τη βοήθεια δύο κατσαβιδιών τα οποία τα χρησιµοποιούµε ως µοχλό για να το χαλαρώσουµε απο τον άξονα.
Ο τεχνίτης προσέχει ιδιαίτερα για τζόγους του ιµπέλερ στον άξονα, την κατάσταση της σφήνας, αν υπάρχουν πρησµένα η φθαρµένα λαστιχάκια στεγανοποίησης, τον κλωβό για ραγίσµατα η φθορές καθώς και το χιτώνιο του και την πλάκα. Εκεί συνεκτιµά την κατάσταση και δρα αναλόγως µε την περίσταση αντικαθιστώντας ότι θεωρεί φθαρµένο η χρήζει αντικατάστασης.
Προσέχει επίσης η τρύπα (διαπνοή-Φωτ.3) στον κλωβό να είναι ανοιχτή και στη συνέχεια τοποθετεί την σφήνα στον άξονα γρασσάροντας ελαφρά και τον ορειχάλκινο αφαλό του καινούργιου ιµπέλερ και το σφηνώνει στον άξονα. Τοποθετούνται νέα λαστιχάκια στον κλωβό και ειδική κόλλα στεγανοποίησης µε προσοχή, για να µην βουλώσει η διαπνοή του κλωβού και οι βίδες που συγκρατούν τον κλωβό σφίγγονται σταδιακά και µε προσοχή ειδικά εάν είναι πλαστικός.
Ελέγχεται επίσης η τσιµούχα του άξονα κάτω απο την πλάκα καθώς εάν είναι χαλαρή θα περάσουν νερά εντός του ποδιού. Αφού όλα τοποθετηθούν ο τεχνίτης γρασσάρει ελάχιστα το πάνω µέρος του άξονα (ποτέ πολύ γράσο επειδή εάν συµπιεστεί δεν θα φωλιάσει ο άξονας στο καρέ του στροφάλου του κινητήρα) ώστε αυτός να βγεί άνετα στην επόµενη εξαγωγή του ποδιού χωρίς να κολλήσει στο ευαίσθητο εκείνο σηµείο πράγµα που συνεπάγεται τροµερή ταλαιπωρία όπως αναφέραµε παραπάνω.
Κατά την επανατοποθέτηση (Φωτ.14) ακολουθείται η ίδια διαδικασία µε αυτήν της τοποθέτησης.
Πως µπορώ να αυξήσω τη µακροζωία του ιµπέλερ µου και τι πρέπει να προσέχω;
1. Ποτέ δεν αφήνουµε τον κινητήρα σε µακρά ακινησία καθώς ένα ξηρό ακίνητο ιµπέλερ είναι σε πολύ χειρότερη κατάσταση απο ένα εν λειτουργία µε εκατοντάδες ώρες στην πλάτη του. Ενα ξηρό ιµπέλερ φθείρει σιγά σιγά και ανεπαίσθητα τον κινητήρα ειδικά στις ψηλές στροφές καθώς το όλο κύκλωµα ψύξης λειτουργεί ένα σκαλί πιό κάτω πρίν αρχίσουν τα µπίπ για υπερθέρµανση να ηχούν. Οσο ο κινητήρας είναι σε αποθήκευση καλό είναι να τον εκκινούµε κάπου κάπου µε ακουστικά πρίν τον ξαναρίξουµε στη θάλασσα.
2. Ποτέ δεν γυρνάµε το βολάν ανάποδα απο την φορά περιστροφής του κινητήρα (η οποία συνήθως σηµειώνεται µε ένα βέλος) καθώς τα πτερύγια θα γυρίσουν ανάποδα και θα στραβώσουν.
3. Ποτέ δεν εκκινούµε τον κινητήρα χωρίς νερό εν ξηρώ καθώς τα πτερύγια του ιµπέλερ είναι ευαίσθητα σε ξηρά τριβή. Ακόµα και µία µικρή εκκίνηση για να δούµε εάν παίρνει ο κινητήρας µπρός µετά απο ένα σέρβις π.χ. καλό είναι να γίνεται µε ακουστικά εκτός εάν υπάρχει απόλυτη ανάγκη και αυτό για ελάχιστα δευτερόλεπτα.
4. Η φήµη η οποία υπάρχει (ειδικά σε κάποιους κύκλους ερασιτεχνών ή ασυνείδητων µηχανικών) ότι εάν γυρίσουµε το ιµπέλερ ανάποδα την βγάζουµε άλλη µία σεζόν, είναι απαράδεκτη. Τα πτερύγια έχουν πάρει µία φόρµα µε την λειτουργία και εάν γυρίσουµε το ιµπέλερ ανάποδα, οι αντίθετες πιέσεις λειτουργίας θα αρχίσουν να ζορίζουν τα πτερύγια στη βάση τους κοντά στον αφαλό και ενδέχεται να κοπούν. Αντικαθιστούµε πάντοτε µε καινούργιο ιµπέλερ.
5. ∆ιάφορα ιµπέλερ του εµπορίου έχουν µικρότερο κόστος απο τα γνήσια. Κάποια απο αυτά είναι εφάµιλλα των εργοστασιακών και κάποια όχι. Συννενοηθείτε µε το µηχανικό σας εάν τοποθετηθεί κάποιο ιµιτασιόν ιµπέλερ έχοντας κατά νου ότι συνήθως δεν αντέχουν όσο τα γνήσια και ενδέχεται να πρέπει να αλλαχτούν νωρίτερα απο το κανονικό.
6. Ακολουθούµε πάντοτε τις οδηγίες του κατασκευαστή (Φωτ.15) όσον αφορά την αλλαγή του ιµπέλερ αλλά καλό είναι να αλλάζεται τουλάχιστον µία φορά ανα µία ή το πολύ δύο σεζόν εκτός εάν κάποιος κινεί το σκάφος επαγγελµατικά ή ο κατασκευαστής προβλέπει διαφορετικά.
7. Το πιτσιλιστήρι αποτελεί ένδειξη για ροή νερού αλλά όχι απόδειξη ότι η παροχή νερού είναι 100% ΟΚ. Μπορεί να είναι µισοβουλωµένο και να µας µπερδέψει σε µία διάγνωση. ∆εν βασιζόµαστε αποκλειστικά σε αυτό αλλά εµπιστευόµαστε τις τιµές πίεσης νερού στο όργανο µας (εάν υπάρχει τέτοιο) που είναι φυσιολογικά γύρω στα 5 psi δηλαδή περίπου1/3 του bar.
8. Εάν«πιάσουµε» σακούλα στο πόδι ή βουλώσουν οι θυρίδες εισαγωγής νερού σύντοµα θα ηχήσει το σχετικό αλάρµ αφού υπερθερµανθεί ο κινητήρας. Το πρόβληµα όµως δεν έχει τελειώσει εκεί καθώς, το ιµπέλερ θα έχει καταπονηθεί τόσο απο την«ξηρή» έστω και για λίγα λεπτά λειτουργία του που απαιτείται µε την πρώτη ευκαιρία ο έλεγχος του και ακόµα καλύτερα η άµεση αντικατάσταση του. Ο λόγος είναι ότι τα πτερύγια του απο την στιγµιαία χωρίς νερό ξηρά τριβή σκληραίνουν και γίνονται δύσκαµπτα µε αποτέλεσµα την ανώµαλη παροχή νερού.
