Kraftstoffpumpe

Vor der weit verbreiteten Einführung der elektronischen Kraftstoffeinspritzung wurden in den meisten Vergasermotoren mechanische Kraftstoffpumpen verwendet, um den Kraftstoff vom Kraftstofftank in die Kraftstoffbehälter des Vergasers zu fördern. Die beiden am weitesten verbreiteten Kraftstoffförderpumpen sind mechanische Membran- und Kolbenpumpen. Membranpumpen sind eine Art von Verdrängerpumpen. Membranpumpen enthalten eine Pumpenkammer, deren Volumen durch die Biegung einer flexiblen Membran vergrößert oder verkleinert wird, ähnlich der Wirkung einer Kolbenpumpe. Ein Rückschlagventil befindet sich sowohl an der Einlass- als auch an der Auslassöffnung der Pumpenkammer, damit der Kraftstoff nur in eine Richtung fließen kann. Die spezifischen Ausführungen variieren, aber in der gängigsten Konfiguration sind diese Pumpen in der Regel an den Motorblock oder -kopf geschraubt, und die Nockenwelle des Motors verfügt über einen zusätzlichen Exzenter, der einen Hebel an der Pumpe betätigt, entweder direkt oder über eine Schubstange, indem er die Membran zum unteren Totpunkt zieht. Dadurch vergrößert sich das Volumen in der Pumpenkammer, wodurch der Druck sinkt. Dadurch kann Kraftstoff aus dem Tank in die Pumpe gedrückt werden (verursacht durch den atmosphärischen Druck, der auf den Kraftstoff im Tank wirkt). Die Rückbewegung der Membran in den oberen Totpunkt wird durch eine Membranfeder bewirkt, wobei der Kraftstoff in der Pumpenkammer durch die Auslassöffnung in den Vergaser gepresst wird. Der Druck, mit dem der Kraftstoff aus der Pumpe ausgestoßen wird, wird somit durch die von der Membranfeder ausgeübte Kraft begrenzt (und somit reguliert).

Der Vergaser enthält in der Regel eine Schwimmerschale, in die der ausgestoßene Kraftstoff gepumpt wird. Wenn der Kraftstoffstand in der Schwimmerschale ein bestimmtes Niveau überschreitet, schließt sich das Einlassventil des Vergasers und verhindert, dass die Kraftstoffpumpe mehr Kraftstoff in den Vergaser pumpt. Zu diesem Zeitpunkt ist der verbleibende Kraftstoff in der Pumpenkammer eingeschlossen und kann nicht durch die Einlass- oder Auslassöffnung austreten. Die Membran wird weiterhin Druck auf die Membran ausüben, und während der anschließenden Drehung wird der Exzenter die Membran zurück in den unteren Totpunkt ziehen, wo sie verbleibt, bis sich das Einlassventil zum Vergaser wieder öffnet.

Da eine Seite der Pumpenmembran Kraftstoff unter Druck enthält und die andere Seite mit dem Kurbelgehäuse des Motors verbunden ist, kann bei einem Riss der Membran (ein häufiger Fehler) Kraftstoff in das Kurbelgehäuse austreten. Die Leistung sowohl mechanischer als auch elektrischer Kraftstoffpumpen wird in psi (Pfund pro Quadratzoll) gemessen. Normalerweise ist diese Einheit das allgemeine Maß für den Druck, doch hat sie eine etwas andere Bedeutung, wenn es um Kraftstoffpumpen geht.

Kolben-KraftstoffpumpeBearbeiten

Kolbenpumpen sind eine Art von Verdrängerpumpen, die eine Pumpenkammer enthalten, deren Volumen durch einen Kolben vergrößert und/oder verkleinert wird, der sich in eine mit Kraftstoff gefüllte Kammer mit Einlass- und Auslass-Sperrventilen hinein- und herausbewegt. Die Funktionsweise ähnelt der einer Kolbenpumpe, aber die Hochdruckdichtung ist stationär, während der glatte zylindrische Kolben durch die Dichtung gleitet. Diese Pumpen arbeiten in der Regel mit einem höheren Druck als Membranpumpen. Die spezifischen Ausführungen variieren, aber in der häufigsten Konfiguration sind diese Pumpen an der Seite der Einspritzpumpe montiert und werden von der Nockenwelle angetrieben, entweder direkt oder über eine Schubstange. Wenn sich der Nocken der Nockenwelle im oberen Totpunkt befindet, hat der Stößel den Kraftstoff gerade durch das Auslassventil gepresst. Eine Feder zieht den Kolben nach außen, wodurch ein niedrigerer Druck entsteht, der den Kraftstoff vom Einlassventil in die Kammer zieht. Diese Pumpen können zwischen 250 und 1.800 bar (3.625 und 26.000 psi) arbeiten. Da sie mit der Nockenwelle verbunden ist, ist der Förderdruck dieser Pumpen konstant, aber die Pumprate steht in direktem Zusammenhang mit der Drehzahl des Motors.

Beide Pumpen erzeugen Unterdruck, um den Kraftstoff durch die Leitungen zu ziehen. Der Unterdruck zwischen der Pumpe und dem Kraftstofftank kann jedoch in Verbindung mit der Wärme des Motors und/oder heißem Wetter dazu führen, dass der Kraftstoff in der Versorgungsleitung verdampft. Dies führt zu einem Kraftstoffmangel, da die Kraftstoffpumpe, die für das Pumpen von Flüssigkeit und nicht von Dampf ausgelegt ist, nicht in der Lage ist, mehr Kraftstoff zum Motor zu saugen, wodurch der Motor abgewürgt wird. Dieser Zustand unterscheidet sich von der Dampfsperre, bei der die hohe Motorwärme auf der Druckseite der Pumpe (zwischen Pumpe und Vergaser) den Kraftstoff in den Leitungen zum Kochen bringt, wodurch der Motor ebenfalls nicht genügend Kraftstoff zum Laufen bekommt. Mechanische Kraftstoffpumpen erzeugen in der Regel nicht viel mehr als 10-15 psi, was für die meisten Vergaser mehr als ausreichend ist.

Niedergang der mechanischen PumpenEdit

Als sich die Motoren von den Vergasern weg und hin zur Kraftstoffeinspritzung bewegten, wurden mechanische Kraftstoffpumpen durch elektrische Kraftstoffpumpen ersetzt, da Kraftstoffeinspritzsysteme bei höheren Kraftstoffdrücken (40-60 psi) effizienter arbeiten, als mechanische Membranpumpen sie erzeugen können. Elektrische Kraftstoffpumpen befinden sich in der Regel im Kraftstofftank, um den Kraftstoff im Tank zur Kühlung der Pumpe zu nutzen und eine gleichmäßige Kraftstoffzufuhr zu gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil einer im Tank montierten Kraftstoffpumpe ist, dass eine Saugpumpe am Motor durch eine (schwer zu diagnostizierende) fehlerhafte Schlauchverbindung Luft ansaugen könnte, während sich eine undichte Verbindung in einer Druckleitung sofort bemerkbar macht. Eine potenzielle Gefahr bei einer im Tank montierten Kraftstoffpumpe besteht darin, dass alle Kraftstoffleitungen unter (hohem) Druck stehen, vom Tank bis zum Motor. Jedes Leck wird leicht entdeckt, ist aber auch gefährlich.