Las bombas de agua eléctricas existen desde hace muchos años. Sin embargo, antes de la última década, no han llamado la atención especialmente. Sin embargo, esa situación ha cambiado por completo, ya que las bombas de agua eléctricas se han vuelto cada vez más indispensables para mantener el funcionamiento óptimo del sistema de refrigeración, tanto en los motores de combustión como en los vehículos híbridos y eléctricos. A continuación realizaremos un seguimiento de esta evolución analizando los
diversos usos de las bombas de agua eléctricas, tanto las bombas de agua principales como las responsables de la gestión térmica de los vehículos (desde la refrigeración del sistema de turbocompresor hasta la refrigeración de la batería). También presentamos los
componentes más importantes de la bomba .
Principales usos de las bombas de agua eléctricas
Conocer los principales usos de las bombas de agua eléctricas es una de las mejores formas de comprender cómo han evolucionado.
Calentamiento adicional programable
La calefacción adicional programable fue una de las primeras aplicaciones en incorporar bombas de agua eléctricas. En estos sistemas, un calefactor adicional utiliza el propio combustible del vehículo para calentar el refrigerante a la temperatura necesaria para calentar el habitáculo. Esto no solo garantiza que el compartimento esté a una temperatura agradable cuando el usuario entra en el coche, sino que también significa que el motor empieza a funcionar a una temperatura óptima, reduciendo el desgaste de las piezas correspondientes. En la mayoría de los casos, la unidad de control de climatización controla tanto el calefactor adicional como la bomba de agua eléctrica, de modo que se puede utilizar cualquier calor residual presente en el sistema de refrigeración para asegurar un calentamiento continuo incluso después de apagar el motor.
Bomba de agua eléctrica
Bombas de soporte del sistema de refrigeración
Los sistemas de refrigeración se han vuelto cada vez más complejos a medida que los fabricantes de vehículos siguen mejorando el rendimiento de sus vehículos. Hoy en día, estos sistemas no solo requieren mangueras modulares, sino también bombas de agua eléctricas para funcionar independientemente del flujo de refrigerante suministrado por la bomba mecánica principal, o incluso para funcionar en circuitos completamente separados.
Evitar el sobrecalentamiento y prolongar la vida útil de los componentes
Las primeras que aparecieron en el mercado fueron las bombas eléctricas que, después de que el motor se haya detenido, continúan bombeando refrigerante durante un tiempo. Al reducir la temperatura del motor, evitan el sobrecalentamiento y prolongan la vida útil de sus componentes. Funcionan de forma similar a las bombas de la calefacción adicional, ya que en algunos casos el habitáculo sigue recibiendo calefacción durante un tiempo adicional después de apagar el motor.
Sistema de gestión térmica
En la actualidad, el sistema de refrigeración se ha convertido en el sistema de gestión térmica de muchos vehículos, en el que la unidad de control del motor gestiona todos los elementos y decide cómo responder para mantener cada componente a la temperatura de funcionamiento correcta.
El sistema de refrigeración
En el contexto de la gestión térmica, es importante destacar los vehículos microhíbridos equipados con sistemas Stop & Start y otros vehículos híbridos. Para mantener el flujo de refrigerante hacia los elementos auxiliares, como el turbo o el sistema de calefacción de la cabina, a pesar de las frecuentes paradas y arranques del motor, estos dependen de una bomba de agua eléctrica. De este modo, la bomba prolonga la vida útil del turbo y evita averías prematuras, además de garantizar que el habitáculo siga recibiendo aire caliente según sea necesario.
Además, hemos visto una tendencia creciente hacia la refrigeración de los gases comprimidos por el turbo o compresor utilizando un intercooler que funciona utilizando refrigerante en lugar de aire exterior. Estos gases deben enfriarse para aumentar la eficiencia: puesto que el aire caliente tiene una densidad más baja, contendrá menos oxígeno para que el motor queme. Cuando estos gases se enfrían, la densidad y, por lo tanto, el nivel de oxígeno, aumentan, lo que da como resultado un motor más potente.
Bomba de agua 41554E
Algunos vehículos eléctricos modernos incluso tienen hasta cuatro bombas de agua eléctricas para ocuparse de su gestión térmica.
Vehículo eléctrico con bombas de agua eléctricas
Bombas de agua principales
Las bombas de agua principales eléctricas reducen el consumo de combustible en comparación con sus homólogos mecánicos, ya que estos consumen constantemente energía del motor porque están continuamente en movimiento y son movidos por la correa síncrona o la correa de accesorios. Por lo tanto, la sustitución de una bomba mecánica por una bomba eléctrica que se pueda activar de acuerdo con las necesidades reales del motor puede dar como resultado una reducción significativa en el consumo de combustible.
En la fase de calentamiento del motor, por ejemplo, la unidad de control puede decidir no activar la bomba de agua para poder alcanzar antes la temperatura de servicio. En nuestro artículo sobre termostatos controlados eléctricamente vimos cómo la bomba de agua 41504E instalada por BMW puede aumentar o disminuir el caudal del refrigerante y adaptar la temperatura del refrigerante al estilo de conducción.
Bomba de agua 41504E
Componentes de la bomba
Con el paso de los años, no solo ha cambiado el uso de las bombas de agua eléctricas, sino que también se ha transformado la tecnología en la que se basan. Los primeros tipos de bombas de agua eléctricas que se utilizaron fueron las bombas de CC tradicionales con escobillas o contactos eléctricos para conducir la corriente eléctrica entre las piezas fijas y giratorias del motor. Ahora, esa tendencia ha cambiado y los motores sin escobillas se utilizan con más frecuencia.
Un motor con escobillas frente a un motor sin escobillas
Aunque existen muchos diseños diferentes, la composición de las distintas bombas de agua es muy similar. Las piezas principales son:
- Impulsor/rotor: esta parte es responsable de mover el refrigerante usando un rotor que cuenta con álabes de accionamiento. Internamente, este rotor contiene los imanes permanentes necesarios en un motor sin escobillas para generar el movimiento giratorio.
- Cuerpo/estator: esta parte genera campos magnéticos a través de los bobinados para hacer girar el rotor.
- Unidad de control: esta unidad transforma la corriente continua recibida en corriente trifásica que se transmite al compresor. Gracias a una señal de modulación por ancho de impulsos (PWM), la placa de circuito impreso (PCB) conoce la velocidad a la que debe girar la bomba (aunque algunas bombas están controladas por el bus de datos del vehículo).
Componentes principales de una bomba de agua eléctrica
Modos de fallo
Para obtener más información sobre los modos de fallo más comunes, consulte nuestro artículo sobre las características únicas de las bombas de agua eléctricas y las principales causas de sus fallos.
Estas bombas más nuevas se supervisan y generan un código de fallo cuando la unidad de control detecta un problema, pero como siempre, se recomienda comprobar el diagrama de cableado:
- Cable de alimentación (compruebe la tensión para asegurarse de que la batería está completamente cargada (12 a 14,8 V))
- Cable de conexión a tierra (medición de la resistencia de conexión a tierra)
- Cable de bus de señal/datos a la unidad de control (la resistencia entre el conector de la bomba de agua eléctrica y la unidad de control del motor debe ser inferior a 0,4 ohmios)