Bomba de fluido - Estrutura, funcionamento e localização de erros

As seguintes informações técnicas e dicas práticas foram elaboradas pela HELLA, com o intuito de apoiar as oficinas profissionalmente nos trabalhos do dia a dia. As informações disponibilizadas neste web site apenas devem ser utilizadas por pessoal especializado e devidamente qualificado.

Bomba de circulação do líquido de refrigeração - bomba de fluido MP150

A gestão térmica em veículos motorizados é uma parte indispensável da arquitetura moderna dos veículos. Componentes como a bomba de fluido asseguram o comando ideal dos fluxos térmicos no veículo e melhoram a vida útil, eficiência e desempenho dos veículos elétricos.

A fim de otimizar a utilização da energia térmica produzida, os respetivos fluxos térmicos no veículo são controlados através da gestão térmica. Isto assegura que peças e componentes tais como motores ou baterias sejam operados na sua gama de temperatura ideal e que o habitáculo do veículo possa ser climatizado de acordo com as necessidades individuais de cada um.

Estrutura e funcionamento da bomba de fluido Hella

Ilustração exemplar Estrutura da bomba média HELLA MP 150 — Exemplo da estrutura da bomba de fluido MP 150 da HELLA A = módulo do sistema eletrónico; B = módulo do motor; C = módulo do sistema hidráulico; 1. Cobertura; 2. Vedante; 3. Placa de circuitos impressos; 4. Estator; 5. Vedante; 6. Rotor; 7. Vedante; 8. Arruela axial do rotor; 9. Carcaça do motor; 10. Roda móvel; 11. Vedante; 12. Carcaça da bomba; 13. Amortecedor

A bomba de fluido MP150e é uma bomba elétrica de circulação do líquido de refrigeração e é utilizada no circuito de refrigeração para fazer circular o líquido de refrigeração e, consequentemente, refrigerar a bateria, a propulsão elétrica e a eletrónica de potência. A bomba funciona de forma independente do motor e de acordo com as necessidades do sistema, e pode ser ativada continuamente. Esta pode ser utilizada como bomba de circulação ou como bomba auxiliar. Desta forma, é possível aumentar a vida útil e eficiência da bateria de iões de lítio, assim como a autonomia dos veículos elétricos.

A bomba de fluido MP150e apresenta um design leve e compacto e está equipada com funções de segurança, tais como deteção de obstruções, proteção contra o funcionamento a seco, deteção de temperatura, tensão e corrente.

Além disso, a bomba dispõe de um conceito Active Cooling.

Deteção de obstruções e de funcionamento a seco

Caso a bomba apresente uma obstrução ou não contenha qualquer líquido de refrigeração, o problema é detetado pela eletrónica integrada, com base na velocidade de rotação da bomba e na corrente de arranque. Caso não ocorra qualquer alteração dentro de um ciclo de ensaio iniciado pelo módulo de comando, a bomba é desligada e é gerado um registo de erro.

Deteção de temperatura

Uma vez que a temperatura máxima do líquido de refrigeração para a MP150e é de 90 °C, a redução da temperatura foi concebida de modo a manter a temperatura dentro da gama especificada. A limitação da especificação da temperatura da bomba controla a temperatura da eletrónica, reduzindo o consumo de corrente.

Se a temperatura do líquido de refrigeração subir para um valor superior ao limite máximo ou se o sensor de temperatura na placa de circuitos impressos estiver danificado, a eletrónica deteta o erro de sobreaquecimento. A 124 °C, a eletrónica da bomba classifica um erro de sobreaquecimento, a fim de parar a bomba de uma forma controlada.

Deteção de tensão e corrente

Caso sejam detetadas sobretensões ou subtensões, a bomba entra no modo de funcionamento em vazio e funciona a uma potência reduzida, de modo a assegurar o fluxo do líquido de refrigeração.

Caso seja detetada uma sobrecorrente, a bomba para, a fim de evitar que as correntes elevadas danifiquem a bomba.

Para ambos os erros, é registado um código de erro na memória de erros.

Conceito Active Cooling

Através do acoplamento térmico da placa de circuitos impressos e dos enrolamentos do motor no circuito de refrigeração, assim como através do posicionamento ideal dos componentes sob tensão (para a melhoria da distribuição da temperatura na placa de circuitos impressos), o conceito Active Cooling assegura uma melhor dissipação da energia térmica no interior da bomba.

Assim, a MP150e pode ser operada com uma elevada densidade de corrente elétrica nos enrolamentos do estator, sem que exista o perigo de sobreaquecimento, apresentando um grau de independência considerável em relação à temperatura ambiente.

Dados técnicos e dimensões

Dados técnicos MP 150
Tensão nominal	12 Volts
Gama de tensão	8 até 16 Volts
Temperatura de serviço	Líquido de refrigeração -40 °C – +90 °C Área circundante -40 °C – +120 °C
Ponto de trabalho hidráulico	3000 l/h (Δp = 1,1 bar, T_med =50 °C, mistura glicol / água 50/50, U = 12 V)
Sentido de rotação	Direita
Tipo de proteção	IP6KX, IPX6K, IPX7, IPX9K
Peso	670 g
Vida útil	> 30000 h

Os dados técnicos podem variar consoante a versão.

Dimensões médias da fluido — Distribuição dos pinos da ficha de ligação: Pino 1 = massa; Pino 2 = LIN (barramento de dados); Pino 3 = alimentação de tensão

Áreas de aplicação

As bombas elétricas de circulação do líquido de refrigeração são utilizadas em circuitos de refrigeração principais ou auxiliares de veículos com motores de combustão ou sistemas de propulsão alternativos.

As suas áreas de aplicação são as seguintes:

Refrigeração do motor
Refrigeração da recirculação dos gases de escape
Refrigeração indireta do ar de sobrealimentação
Refrigeração da caixa de velocidades
Refrigeração da bateria, da eletrónica de potência ou do sistema de propulsão em veículos elétricos e híbridos

Consoante o tipo de propulsão (motor de combustão, híbrido, elétrico) e sistema, o veículo pode estar equipado com uma ou várias bombas.

Integração do sistema no veículo

Integração do sistema: Veículos com motor de combustão ou veículos híbridos

Exemplo da integração no sistema de refrigeração de um veículo com motor de combustão e elétrico.

Veículos com motor de combustão ou veículos híbridos ( Figura 1 )
Além da bomba de água mecânica, também a bomba de fluido é integrada no circuito de refrigeração do motor, sendo utilizada para a refrigeração adicional em veículos com motor de combustão. As funções da bomba incluem a regulação da temperatura para a refrigeração do ar de sobrealimentação, refrigeração da caixa de velocidades, recirculação dos gases de escape ou outros sistemas que funcionem de acordo com as necessidades do sistema. Isto pode reduzir significativamente tanto as emissões quanto o consumo de combustível.

Veículo elétrico ( Figura 2 )
A utilização da bomba de fluido torna o fluxo do líquido de refrigeração no veículo elétrico mais flexível e eficiente. Esta assegura uma temperatura ideal da bateria e aumenta a vida útil e eficiência da mesma. A bomba de fluido garante um fluxo adequado do líquido de refrigeração, de modo a impedir que a temperatura máxima admissível da bateria seja excedida. Isto assegura uma longa vida útil da bateria e protege todos os outros componentes de um sistema de gestão térmica contra danos térmicos

Verificação e diagnóstico de erros

Diagnóstico da unidade de controlo: Ler a memória de falhas — Diagnóstico do módulo de comando: Ler a memória de erros. No nosso exemplo, o erro P2600 foi lido a partir do módulo de comando

Verificação e diagnóstico de erros: Localização de erros

O funcionamento da bomba elétrica de circulação do líquido de refrigeração é monitorizado pelo respetivo módulo de comando supraordenado do sistema. Quaisquer erros que ocorram são detetados pela eletrónica da bomba, transmitidos para o módulo de comando do sistema, através da interface de barramento de dados, e registados na memória de erros. Com um aparelho de diagnóstico adequado, os códigos de erro podem ser lidos e utilizados para outros processos de localização de erros. Um erro relevante para o sistema é indicado pela iluminação da respetiva luz de controlo no painel de instrumentos combinado, como um aviso para o condutor.

No nosso exemplo, o erro P2600 foi lido a partir do módulo de comando. Código de erro P2600 — Bomba do líquido de refrigeração adicional — Falha no circuito
Possíveis causas:

Falha na alimentação de tensão
Fusível com defeito
Interrupção, curto-circuito, resistências no circuito
Bomba com defeito
Falha no módulo de comando

Possíveis consequências do registo de erro:

Sobreaquecimento do sistema de refrigeração
Lâmpada de erro brilha

Consequências e causas de falhas

Esforços mecânicos elevados, sujidade, fuga de líquido de refrigeração e diferenças de temperatura elevadas promovem o desgaste e podem causar problemas na bomba de circulação do líquido de refrigeração ao longo do tempo.

As causas de falha podem ser as seguintes:

Danos mecânicos externos ou internos
Fugas de líquido de refrigeração
Sujidade no sistema de refrigeração
Qualidade do líquido de refrigeração
Falha na alimentação de tensão

Uma bomba de fluido MP 150 com defeito tem de ser substituída!
Não está prevista qualquer reparação por parte do fabricante

Avisos de reparação e montagem

O sistema de refrigeração está sob pressão.

Existe o perigo de ferimentos devido à fuga de líquido de refrigeração.
Antes da reparação do sistema de refrigeração, o sistema tem de ser despressurizado!
Óculos de proteção e vestuário de proteção!

Caso a bomba elétrica de circulação do líquido de refrigeração seja substituída no âmbito de trabalhos de reparação, é obrigatório observar os avisos de segurança e as instruções de reparação dos fabricantes do produto e do veículo!

Os trabalhos de reparação no sistema de refrigeração só podem ser realizados por técnicos qualificados.
Se necessário, deve-se utilizar as ferramentas de montagem e de desmontagem prescritas pelo fabricante do veículo
Antes da substituição, a ligação elétrica da bomba de circulação do líquido de refrigeração tem de ser desligada da rede de bordo ou a bateria tem de ser desconectada!
Antes da montagem de uma bomba nova, o sistema de refrigeração tem de ser verificado quanto à sujidade e, se necessário, tem de ser limpo!
A bomba não pode ser ativada eletricamente antes do enchimento com líquido de refrigeração!
Após a montagem da bomba de circulação do líquido de refrigeração, é necessário purgar o ar do sistema de refrigeração e verificá-lo quanto à estanqueidade!
A bomba de fluido MP150 tem de ser operada com uma solução de água e anticongelante e conter, pelo menos, 45% de glicol. Utilizar apenas as soluções de água/glicol recomendadas pelo respetivo fabricante automóvel.

Nota de reparação para veículo elétrico!

Aviso de reparação para veículo elétrico

Componentes sob alta tensão!

Observe as prescrições de segurança gerais, assim como as específicas do fabricante.

Todos os trabalhos de reparação apenas devem ser realizados por pessoas com formação eletrotécnica e devidamente instruídas.

Antes de iniciar os trabalhos de reparação, o sistema de alta voltagem tem de ser desconectado por um “técnico especializado em trabalhos em veículos com sistemas de alta voltagem (AV) intrinsecamente seguros”.

A respetiva legislação em vigor que visa os trabalhos com sistemas de alta voltagem tem de ser respeitada e aplicada.

Apresentações esquemáticas, figuras e descrições têm a finalidade de facilitar a compreensão e exemplificação e não podem ser utilizadas como base para a reparação de veículos específicos.

O diagnóstico do módulo de comando foi apresentado, a título de exemplo, com base no aparelho de diagnóstico mega macs 77. A profundidade de verificação e a diversidade de funções podem variar consoante o fabricante do veículo e dependem da configuração do sistema do módulo de comando.

Não ajuda em nada

Muito útil

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