Przedmioty:
- Zarys ogólny
- Pompa benzynowa napędzana mechanicznie
- Elektryczna pompa wspomagająca
- Objawy awarii pompy paliwa
- Wysokociśnieniowa pompa paliwa
Ogólne:
Pompa paliwa jest częścią układu paliwowego. Zastosowane komponenty są opisane na stronie układ paliwowy silnika benzynowego.
W pojeździe z silnikiem benzynowym można zastosować trzy rodzaje pomp paliwowych: pompę napędzaną mechanicznie, elektryczną pompę paliwa i wysokociśnieniową pompę paliwa. Na tej stronie opisano działanie i zastosowanie każdej pompy.
Napędzana mechanicznie pompa benzynowa:
W przypadku silników benzynowych wyposażonych w gaźnikczęsto stosowano napędzaną mechanicznie pompę benzynową. Zdjęcie przedstawia napędzaną mechanicznie pompę paliwa klasycznego silnika Land Rovera z lat 70. XX wieku, w którym w latach 2017-2018 projekt konwersji na sterowany komputerowo system zarządzania silnikiem został zastosowany. Pompa paliwa jest zaznaczona na czerwono.
Napęd zapewnia mimośród obsługiwany przez wałek rozrządu. Obsługa wahacza zapewnia ściągnięcie środkowej membrany w dół. Podciśnienie panujące w tej przestrzeni powoduje otwarcie zaworu ssącego. Paliwo przepływa przez zawór ssący do komory paliwowej. Gdy mimośrodowa część wałka rozrządu zacznie się dalej obracać, sprężyna wpycha membranę z powrotem na miejsce. Nadciśnienie w komorze paliwowej powoduje otwarcie zaworu tłocznego i paliwo opuszcza pompę pod zwiększonym ciśnieniem. Pompa paliwa trafia do gaźnika poprzez rurkę.
Gdy samochód stoi dłuższy czas i/lub komora pływakowa jest włączona gaźnik Jeżeli brakuje benzyny, można ją dopompować za pomocą dźwigni na mechanicznej pompie paliwa. Dźwignia, podobnie jak wahacz na zdjęciu, jest połączona z membraną. Na obrazku tego nie widać.
Pompy benzynowe są często wyposażone we wziernik, który służy również jako komora osadcza. Wziernik należy regularnie czyścić. Układy z gaźnikiem i mechaniczną pompą paliwa, zwłaszcza wersje z długą rurą ssącą, są wrażliwe na zatykanie (blokada pęcherzyków pary).
Elektryczna pompa wspomagająca:
Pojazdy z elektronicznym wtryskiem wykorzystują elektryczną pompę paliwa. Ciśnienie paliwa jest znacznie wyższe: 3 bary w przypadku pompy elektrycznej w porównaniu do 0,3 bara w przypadku mechanicznej pompy paliwa; więc dziesięć razy więcej. Pompa włącza się również natychmiast po włączeniu zapłonu. Dzięki temu przed uruchomieniem silnika układ paliwowy jest natychmiast doprowadzany do prawidłowego ciśnienia.
Obecnie elektryczne pompy zasilające paliwo znajdują się w m.in zbiornik paliwa. Czasami umieszcza się je na zewnątrz zbiornika, a mianowicie pomiędzy zbiornikiem a listwą paliwową. Zaletą montażu w zbiorniku jest to, że pompa jest chłodzona paliwem, w którym się znajduje.
Poniżej pokazano pompę dwustopniową. Tak jest obecnie w każdym samochodzie. Pompy te składają się z dwóch niezależnie pracujących pomp, a mianowicie pompy wirowej (ilustracja po lewej) i pompy zębatej (ilustracja po prawej). Obie pompy sterowane są oddzielnymi silnikami elektrycznymi. W pierwszym etapie paliwo ze zbiornika poprzez filtr trafia do zbiornika buforowego. Ma pojemność około 600 mililitrów. Ten wewnętrzny zbiornik zapewnia, że gdy samochód pokonuje długi zakręt przy niskim poziomie paliwa, pompa zębata (2. stopień) jest nadal zasilana paliwem. Gdyby zbiornik nie był napełniony, całe paliwo spływałoby na jedną stronę zbiornika, uniemożliwiając zassanie czegokolwiek przez pompę. W ten sposób się temu zapobiega.
Paliwo znajdujące się w zbiorniku buforowym dostarczane jest do silnika za pomocą pompy zębatej pod ciśnieniem maksymalnie 3 bar (przez rurkę w górnym miejscu podłączenia). Jest to dobre dla wydajności pompy wynoszącej 80 litrów na godzinę. To oczywiście znacznie więcej, niż jest to konieczne. Dlaczego tak się stało, wyjaśniono w tekście pod obrazkiem.
Pompa dostarcza znacznie więcej paliwa, niż silnik faktycznie potrzebuje. Zrobiono to celowo, ponieważ system musi zawsze znajdować się pod ciśnieniem. Jeżeli w układzie nie było ciśnienia, paliwo w rurach mogłoby się nagrzać pod wpływem czynników zewnętrznych. Mogą wówczas tworzyć się pęcherzyki pary (pułapka pęcherzyków pary). Można temu zapobiec, utrzymując system pod ciągłym ciśnieniem. Oznacza to, że nie całe pompowane paliwo jest faktycznie wykorzystywane. Dlatego zainstalowano przewód powrotny. Zajmuje się tym regulator ciśnienia. Ten przewód powrotny paliwa biegnie od komory silnika z powrotem do pompy paliwa. Paliwo powrotne trafia z powrotem do zbiornika.
Dlatego pompa zawsze pracuje ze stałą prędkością. Kiedy silnik pracuje na biegu jałowym lub dostarcza moc, pompa wspomagająca zawsze pompuje paliwo do silnika pod tym samym ciśnieniem. Gdy silnik pracuje na biegu jałowym, do zbiornika będzie spływać więcej paliwa powrotnego niż podczas przyspieszania.
Objawy awarii pompy paliwa:
Elektryczna pompa paliwa zapewnia pompowanie paliwa ze zbiornika do silnika. Gdy pompa przestanie działać, silnik nie będzie zasilany paliwem. Nie zawsze jest od razu jasne, że pompa paliwa nie działa już prawidłowo. W niektórych przypadkach pompa paliwa nadal działa, ale nie osiąga już pożądanego ciśnienia. Jeśli ciśnienie tłoczenia jest zbyt niskie, mogą wystąpić następujące objawy:
- Maksymalna moc silnika spada.
- Następuje przeniesienie cylindra.
- Silnik nie uruchamia się prawidłowo podczas uruchamiania.
- Kody błędów są przechowywane w ECU.
W wielu przypadkach na przewodzie zasilającym montowany jest niskociśnieniowy czujnik paliwa. Czujnik ten wysyła wartość ciśnienia paliwa do ECU. W przypadku zbyt niskiego ciśnienia paliwa, ECU zapisze kod błędu. Jeżeli nie ma czujnika ciśnienia, w przypadku problemów technik powinien podłączyć manometr do kanału paliwowego. Manometr wskazuje aktualne ciśnienie paliwa. Technik może następnie wykorzystać odczytaną wartość do ustalenia, czy osiągane jest prawidłowe ciśnienie, czy też ciśnienie pozostaje zbyt niskie.
Zbyt niskie ciśnienie paliwa nie musi oznaczać, że pompa paliwa jest uszkodzona. Przy zbyt niskim napięciu zasilania, słabym połączeniu z masą lub złym połączeniu wtykowym, pompa może również otrzymać napięcie niewystarczające do prawidłowej pracy. Jeżeli ciśnienie paliwa jest zbyt niskie, zaleca się zmierzenie napięcia na wtyczce pompy podczas jej pracy. W takim przypadku nigdy nie wyjmuj wtyczki w celu pomiaru, ponieważ spowoduje to przerwanie obwodu, a rezystancja przejściowa nie spowoduje utraty napięcia!
Przykład:
W przewodzie dodatnim występuje rezystancja przejściowa. Natychmiast Pomiar V4 (patrz diagram), możesz się tego dowiedzieć. Na przykład V3 (spadek napięcia na plusie) wskazuje 4 wolty. Oznacza to, że pompa potrzebuje do pracy 4 woltów mniej i dlatego działa tylko przy napięciu 12 woltów przy napięciu zasilania 8 woltów (pomiar V2). Po wyjęciu wtyczki z pompy obwód zostaje przerwany, a rezystancja przejściowa nie powoduje już utraty napięcia. W takim przypadku we wtyczce mierzone jest napięcie 12 V. Zatem spadek napięcia jest tylko na jednym obwód zamknięty i włączony odbiornik, więc wtyczka jest dozwolona podczas pomiaru niet wyjąć z pompy. Inną opcją jest pomiar przy odłączonej wtyczce pod obciążeniem, np. przy luźnej lampie.
Wysokociśnieniowa pompa paliwa:
Wysokociśnieniowa pompa paliwowa silnika benzynowego z wtryskiem wysokociśnieniowym jest prawie zawsze napędzana przez wałek rozrządu silnika. Pompa jest wówczas umieszczona na górze pokrywy zaworu i jest łatwo dostępna. Pompę można łatwo zdemontować do naprawy (w szynie paliwowej należy najpierw rozhermetyzować). Pompa nie pracuje na „rozrządzie” jak w przypadku pompy wysokociśnieniowej (pompy rzędowej) silnika wysokoprężnego.
Zdjęcie przedstawia silnik V8 z 8 wtryskiwaczami. Pompa paliwa zamontowana jest na pokrywie zaworów (pokrywa zaworów nie jest widoczna na rysunku). Paliwo dostarczane jest z pompy paliwa znajdującej się w zbiorniku do dwóch pomp wysokociśnieniowych przewodem doprowadzającym paliwo (4) pod ciśnieniem 5 barów. Gdy wałek rozrządu popycha tłok pompy paliwa, następuje skok pompy. Paliwo jest teraz wtłaczane do przewodu (9) pod wysokim ciśnieniem. Paliwo dostaje się tym przewodem do szyny paliwowej (zwanej także galerią paliwową), gdzie jest rozprowadzane pod równym ciśnieniem w przewodach wysokociśnieniowych (7) każdego wtryskiwacza.
Każdy wtryskiwacz posiada złącze wtykowe. Łączy to każdy wtryskiwacz z jednostką sterującą silnika (ECU). ECU określa, kiedy i jak długo wtryskiwacz wtryskuje na podstawie pól rdzenia (które są obliczane na podstawie sygnałów wejściowych, takich jak czujniki temperatury i czujniki prędkości). Ciśnienie wtrysku często wynosi około 200 barów, a maksymalne ciśnienie około 250 barów (w zależności od marki/typu).
Na każdej szynie paliwowej zawsze znajduje się czujnik ciśnienia szyny, który stale monitoruje ciśnienie w szynie. Dane te są przesyłane do ECU, który wykorzystuje te dane do sterowania wysokociśnieniową pompą paliwa. ECU następnie określa, czy ciśnienie pompy paliwa powinno wzrosnąć, zmniejszyć, czy pozostać takie samo.
Paliwo z pompy paliwa dostaje się do zbiornika poprzez przyłącze niskociśnieniowe A. Paliwo to dostaje się do przestrzeni kompensacyjnej 1. Paliwo dostaje się do komory paliwowej poprzez zawór regulacji ilości 5.
Tłok 4 napędzany jest przez wałek rozrządu. Tłok znajduje się w najniższym położeniu (w położeniu neutralnym), ponieważ sprężyna popycha go w dół. Wałek rozrządu popycha tłok do góry, pokonując siłę sprężyny. Paliwo wtłaczane jest do przewodu (poprzez przyłącze B) poprzez wysokociśnieniowy zawór zwrotny. Zawór ograniczający ciśnienie (3) otwiera się, jeśli ciśnienie wtrysku jest za wysokie. Gdy zawór ten zostanie (częściowo) otwarty i w tłoku wzrośnie ciśnienie, część paliwa powraca do komory paliwowej. Ciśnienie zostaje wtedy obniżone, gdyż przy całkowicie otwartym zaworze ciśnienie paliwa przed i za tłokiem jest takie samo. Z przyłącza B paliwo dociera szyną paliwową do wtryskiwaczy, które wtryskują paliwo pod koniec suwu sprężania.
Kliknij tutaj, aby przejść do strony wysokociśnieniowa pompa paliwa silnika wysokoprężnego iść.
