Bomba de combustible mecánica, instalada en la culata
Antes de la adopción generalizada de la inyección electrónica de combustible, la mayoría de los motores de automóviles carburados utilizaban bombas de combustible mecánicas para transferir el combustible desde el depósito a las cubetas del carburador. Las dos bombas de alimentación de combustible más utilizadas son las de diafragma y las mecánicas de émbolo. Las bombas de diafragma son un tipo de bomba de desplazamiento positivo. Las bombas de diafragma contienen una cámara de bombeo cuyo volumen aumenta o disminuye por la flexión de un diafragma flexible, de forma similar a la acción de una bomba de pistón. En los puertos de entrada y salida de la cámara de la bomba hay una válvula de retención que obliga a que el combustible fluya en una sola dirección. Los diseños específicos varían, pero en la configuración más común, estas bombas suelen estar atornilladas al bloque o a la culata del motor, y el árbol de levas del motor tiene un lóbulo excéntrico adicional que acciona una palanca en la bomba, ya sea directamente o a través de una varilla de empuje, tirando del diafragma hasta el punto muerto inferior. Al hacerlo, el volumen dentro de la cámara de la bomba aumenta, haciendo que la presión disminuya. Esto permite que el combustible sea empujado hacia la bomba desde el tanque (causado por la presión atmosférica que actúa sobre el combustible en el tanque). El movimiento de retorno del diafragma al punto muerto superior se lleva a cabo mediante un resorte de diafragma, durante el cual el combustible en la cámara de la bomba se exprime a través del puerto de salida y en el carburador. La presión a la que se expulsa el combustible de la bomba está así limitada (y por lo tanto regulada) por la fuerza aplicada por el muelle del diafragma.
El carburador contiene típicamente una cubeta del flotador en la que se bombea el combustible expulsado. Cuando el nivel de combustible en la cubeta del flotador supera un determinado nivel, la válvula de entrada al carburador se cierra, impidiendo que la bomba de combustible bombee más combustible al carburador. En este punto, cualquier combustible restante dentro de la cámara de la bomba queda atrapado, incapaz de salir a través del puerto de entrada o del puerto de salida. El diafragma continuará permitiendo la presión al diafragma, y durante la siguiente rotación, la excéntrica tirará del diafragma de vuelta al punto muerto inferior, donde permanecerá hasta que la válvula de entrada al carburador se vuelva a abrir.
Debido a que un lado del diafragma de la bomba contiene combustible bajo presión y el otro lado está conectado al cárter del motor, si el diafragma se divide (un fallo común), puede filtrar combustible al cárter. La capacidad de la bomba de combustible, tanto mecánica como eléctrica, se mide en psi (que significa libras por pulgada cuadrada). Normalmente, esta unidad es la medida general para la presión, sin embargo, tiene un significado ligeramente diferente, cuando se habla de las bombas de combustible.
Diagrama de la bomba de combustible de tipo diafragma
Bomba de combustible de tipo émboloEditar
Las bombas de tipo émbolo son un tipo de bomba de desplazamiento positivo que contienen una cámara de bombeo cuyo volumen aumenta y/o disminuye mediante un émbolo que entra y sale de una cámara llena de combustible con válvulas de retención de entrada y descarga. Es similar a la de una bomba de pistón, pero la junta de alta presión es estacionaria mientras el émbolo cilíndrico liso se desliza por la junta. Estas bombas suelen funcionar a una presión más alta que las bombas de tipo diafragma. Los diseños específicos varían, pero en la configuración más común, estas bombas se montan en el lado de la bomba de inyección y son accionadas por el árbol de levas, ya sea directamente o a través de una varilla de empuje. Cuando el lóbulo del árbol de levas está en el punto muerto superior, el émbolo acaba de terminar de empujar el combustible a través de la válvula de descarga. Se utiliza un muelle para tirar del émbolo hacia fuera, creando una presión más baja que introduce el combustible en la cámara desde la válvula de entrada. Estas bombas pueden funcionar entre 250 y 1.800 bar (3.625 y 26.000 psi). Al estar conectada al árbol de levas, la presión de descarga de estas bombas es constante, pero la velocidad a la que bombea está directamente correlacionada con las revoluciones por minuto (rpm) del motor.
Ambas bombas crean una presión negativa para arrastrar el combustible a través de las líneas. Sin embargo, la baja presión entre la bomba y el tanque de combustible, en combinación con el calor del motor y/o el clima cálido, puede hacer que el combustible se vaporice en la línea de suministro. Esto da lugar a la falta de combustible, ya que la bomba de combustible, diseñada para bombear líquido, no vapor, es incapaz de aspirar más combustible al motor, haciendo que el motor se cale. Esta condición es diferente del bloqueo de vapor, donde el alto calor del motor en el lado de presión de la bomba (entre la bomba y el carburador) hierve el combustible en las líneas, también privando al motor de suficiente combustible para funcionar. Las bombas mecánicas de combustible para automóviles generalmente no generan mucho más de 10-15 psi, que es más que suficiente para la mayoría de los carburadores.
Declinación de las bombas mecánicasEditar
A medida que los motores se alejaban de los carburadores y se acercaban a la inyección de combustible, las bombas de combustible mecánicas fueron reemplazadas por bombas de combustible eléctricas, porque los sistemas de inyección de combustible funcionan más eficientemente a presiones de combustible más altas (40-60 psi) que las que pueden generar las bombas de diafragma mecánicas. Las bombas de combustible eléctricas se encuentran generalmente en el tanque de combustible, con el fin de utilizar el combustible en el tanque para enfriar la bomba y para asegurar un suministro constante de combustible.
Otra ventaja de una bomba de combustible montada en el tanque es que una bomba de succión en el motor podría aspirar aire a través de una conexión de manguera (difícil de diagnosticar) defectuosa, mientras que una conexión con fugas en una línea de presión se mostrará inmediatamente. Un peligro potencial de una bomba de combustible montada en el tanque es que todas las líneas de combustible están bajo (alta) presión, desde el tanque hasta el motor. Cualquier fuga será fácilmente detectada, pero también es peligrosa.