Hengerfejre szerelt mechanikus üzemanyagszivattyú
Az elektronikus üzemanyag-befecskendezés széles körű elterjedése előtt a legtöbb karburátoros autómotor mechanikus üzemanyagszivattyút használt az üzemanyagnak az üzemanyagtartályból a karburátor üzemanyagtartályába történő továbbítására. A két legelterjedtebb üzemanyag-szállító szivattyú a membrános és a dugattyús típusú mechanikus szivattyúk. A membránszivattyúk a térfogat-kiszorításos szivattyúk egyik típusa. A membránszivattyúk egy szivattyú kamrát tartalmaznak, amelynek térfogatát egy rugalmas membrán hajlítása növeli vagy csökkenti, hasonlóan a dugattyús szivattyúk működéséhez. A szivattyú kamrájának be- és kimeneti nyílásainál egy-egy visszacsapószelep található, amely az üzemanyagot csak egy irányba kényszeríti áramlásra. A konkrét kialakítások eltérőek, de a leggyakoribb konfigurációban ezek a szivattyúk általában a motorblokkhoz vagy -fejhez vannak csavarozva, és a motor vezérműtengelye egy extra excentrikus forgattyúval rendelkezik, amely közvetlenül vagy egy tolórúddal működtet egy kart a szivattyún, a membránt az alsó holtpontra húzva. Ezáltal a szivattyú kamrájában megnövekedett a térfogat, ami a nyomás csökkenését eredményezi. Ez lehetővé teszi, hogy a tartályból üzemanyagot nyomjanak a szivattyúba (amit a tartályban lévő üzemanyagra ható légköri nyomás okoz). A membránnak a felső holtpontra való visszatérő mozgását a membránrugó végzi, amely során a szivattyú kamrájában lévő üzemanyag a kimeneti nyíláson keresztül a karburátorba préselődik. A nyomást, amellyel az üzemanyag a szivattyúból kiszorul, így a membránrugó által kifejtett erő korlátozza (és ezért szabályozza).
A karburátor általában tartalmaz egy úszótálat, amelybe a kiszorított üzemanyagot szivattyúzzák. Amikor az úszótálban lévő üzemanyagszint meghalad egy bizonyos szintet, a karburátor bemeneti szelepe bezáródik, megakadályozva, hogy az üzemanyagszivattyú további üzemanyagot pumpáljon a karburátorba. Ekkor a szivattyú kamrájában maradt üzemanyag csapdába esik, és nem tud kilépni a beömlőnyíláson vagy a kimeneti nyíláson keresztül. A membrán továbbra is engedi a nyomást a membránra, és a következő forgás során az excentrikus visszahúzza a membránt az alsó holtpontra, ahol addig marad, amíg a karburátor bemeneti szelepe újra meg nem nyílik.
Mivel a szivattyú membránjának egyik oldala nyomás alatt lévő üzemanyagot tartalmaz, a másik oldala pedig a motor forgattyúházához kapcsolódik, ha a membrán elszakad (ez gyakori hiba), akkor üzemanyag szivároghat a forgattyúházba. Mind a mechanikus, mind az elektromos üzemanyagszivattyú kapacitását psi-ben mérik (ami a font per négyzetcentiméter). Általában ez az egység a nyomás általános mértékegysége, mégis kissé más jelentése van, amikor az üzemanyagszivattyúkról beszélünk.
Membrános üzemanyagszivattyú ábrája
Plunger típusú üzemanyagszivattyúSzerkesztés
A dugattyús típusú szivattyúk a térfogat-kiszorításos szivattyúk olyan típusai, amelyek egy szivattyúteret tartalmaznak, amelynek térfogatát egy be- és kimeneti zárószelepekkel ellátott, üzemanyaggal teli kamrában mozgó dugattyú növeli és/vagy csökkenti. Hasonló a dugattyús szivattyúhoz, de a nagynyomású tömítés helyhez kötött, míg a sima henger alakú dugattyú a tömítésen keresztül csúszik. Ezek a szivattyúk jellemzően magasabb nyomáson működnek, mint a membrán típusú szivattyúk. A konkrét kialakítások eltérőek, de a leggyakoribb konfigurációban ezek a szivattyúk a befecskendező szivattyú oldalára vannak szerelve, és a vezérműtengely hajtja őket, vagy közvetlenül, vagy egy tolórúddal. Amikor a vezérműtengely lapátja a felső holtponton van, a dugattyú éppen befejezte az üzemanyag átnyomását az ürítőszelepen. A dugattyút egy rugó húzza kifelé, amely alacsonyabb nyomást hoz létre, és az üzemanyagot a szívószelepről a kamrába húzza. Ezek a szivattyúk 250 és 1800 bar (3,625 és 26,000 psi) között működhetnek. Mivel a vezérműtengelyhez van csatlakoztatva, ezeknek a szivattyúknak a kiadási nyomása állandó, de a szivattyúzás sebessége közvetlen összefüggésben van a motor percenkénti fordulatszámával (rpm).
Mindkét szivattyú negatív nyomást hoz létre, hogy az üzemanyagot a vezetékekbe szívja. A szivattyú és az üzemanyagtartály közötti alacsony nyomás azonban a motorból és/vagy a meleg időjárásból származó hővel kombinálva az üzemanyag elpárolgását okozhatja a tápvezetékben. Ez üzemanyag-hiányt eredményez, mivel az üzemanyagszivattyú, amelyet folyadék, nem pedig gőz szivattyúzására terveztek, nem tud több üzemanyagot beszívni a motorba, ami a motor leállását okozza. Ez az állapot különbözik a gőzzárástól, amikor a motor nagy hője a szivattyú nyomott oldalán (a szivattyú és a karburátor között) felforralja az üzemanyagot a vezetékekben, és a motor szintén nem kap elég üzemanyagot a működéshez. A mechanikus autóipari üzemanyagszivattyúk általában nem termelnek sokkal többet 10-15 psi-nél, ami a legtöbb karburátor számára bőven elegendő.
A mechanikus szivattyúk hanyatlásaSzerkesztés
Amikor a motorok a karburátoroktól a befecskendezés felé mozdultak el, a mechanikus üzemanyagszivattyúkat felváltották az elektromos üzemanyagszivattyúk, mivel a befecskendező rendszerek hatékonyabban működnek nagyobb üzemanyagnyomáson (40-60 psi), mint amit a mechanikus membránszivattyúk képesek termelni. Az elektromos üzemanyagszivattyúkat általában az üzemanyagtartályban helyezik el, hogy a tartályban lévő üzemanyagot használják a szivattyú hűtésére, és biztosítsák a folyamatos üzemanyag-ellátást.
A tartályba szerelt üzemanyagszivattyú további előnye, hogy a motoron lévő szívószivattyú egy (nehezen diagnosztizálható) hibás tömlőcsatlakozáson keresztül levegőt szívhat be, míg egy szivárgó csatlakozás a nyomóvezetékben azonnal megmutatja magát. A tartályba szerelt üzemanyagszivattyú potenciális veszélye, hogy az összes üzemanyagvezeték (nagy) nyomás alatt van a tartálytól a motorig. Bármilyen szivárgás könnyen észlelhető, de veszélyes is.