Mechanische brandstofpomp, gemonteerd op cilinderkop
Vóór de algemene invoering van elektronische brandstofinspuiting gebruikten de meeste automotoren met carburateur mechanische brandstofpompen om brandstof uit de brandstoftank in de brandstofkommen van de carburateur te brengen. De twee meest gebruikte brandstoftoevoerpompen zijn mechanische membraan- en plunjerpompen. Membraanpompen zijn een type verdringerpomp. Membraanpompen bevatten een pompkamer waarvan het volume wordt vergroot of verkleind door het buigen van een flexibel membraan, vergelijkbaar met de werking van een zuigerpomp. Een terugslagklep bevindt zich bij zowel de inlaat- als de uitlaatpoort van de pompkamer om de brandstof te dwingen slechts in één richting te stromen. Specifieke ontwerpen variëren, maar in de meest voorkomende configuratie zijn deze pompen meestal vastgeschroefd op het motorblok of de motorkop, en de nokkenas van de motor heeft een extra excentrische kwab die een hefboom op de pomp bedient, hetzij rechtstreeks of via een stoterstang, door het membraan naar het onderste dode punt te trekken. Hierdoor neemt het volume in de pompkamer toe, waardoor de druk afneemt. Hierdoor kan brandstof vanuit de tank in de pomp worden geduwd (veroorzaakt door de atmosferische druk die op de brandstof in de tank werkt). De teruggaande beweging van het membraan naar het bovenste dode punt wordt bewerkstelligd door een membraanveer, waarbij de brandstof in de pompkamer door de uitlaatpoort in de carburateur wordt geperst. De druk waarbij de brandstof wordt uitgestoten uit de pomp wordt dus beperkt (en dus geregeld) door de kracht die door het diafragma veer.
De carburateur bevat meestal een vlotterbak waarin de uitgestoten brandstof wordt gepompt. Wanneer het brandstofniveau in de vlotterkom een bepaald niveau overschrijdt, zal de inlaatklep naar de carburator sluiten, waardoor de brandstofpomp niet meer brandstof in de carburator kan pompen. Op dit punt wordt de resterende brandstof in de pompkamer ingesloten, niet in staat om uit te gaan door de inlaatpoort of uitlaatpoort. Het membraan blijft druk op het membraan toelaten, en tijdens de daaropvolgende rotatie zal de excentriek het membraan terugtrekken naar het onderste dode punt, waar het zal blijven tot de inlaatklep naar de carburateur weer opengaat.
Omdat één kant van het pompmembraan brandstof onder druk bevat en de andere kant verbonden is met het carter van de motor, kan het membraan, als het splijt (een veel voorkomende storing), brandstof in het carter lekken. De capaciteit van zowel de mechanische als de elektrische brandstofpomp wordt gemeten in psi (wat staat voor pounds per square inch). Meestal is deze eenheid de algemene maat voor druk, maar toch heeft het een iets andere betekenis, wanneer het over brandstofpompen gaat.
diagram van membraantype brandstofpomp
Brandstofpomp van het plunjertypeEdit
Pompen van het plunjertype zijn een type verdringerpomp die een pompkamer bevatten waarvan het volume wordt vergroot en/of verkleind door een plunjer die in en uit een kamer vol brandstof met inlaat- en uitlaatstopkleppen beweegt. De werking is vergelijkbaar met die van een zuigerpomp, maar de hogedrukafdichting staat stil terwijl de gladde cilindrische plunjer door de afdichting glijdt. Deze pompen werken meestal bij een hogere druk dan membraantype pompen. Specifieke ontwerpen variëren, maar in de meest voorkomende configuratie worden deze pompen gemonteerd aan de zijkant van de inspuitpomp en aangedreven door de nokkenas, hetzij rechtstreeks, hetzij via een stoterstang. Wanneer de nokkenas zich in het bovenste dode punt bevindt, is de plunjer net klaar met het door de uitlaatklep duwen van de brandstof. Een veer wordt gebruikt om de zuiger naar buiten te trekken creërend een lagere druk die brandstof in de kamer van de inlaatklep trekt. Deze pompen kunnen werken tussen 250 en 1.800 bar (3.625 en 26.000 psi). Omdat het is aangesloten op de nokkenas, de afvoerdruk van deze pompen is constant, maar de snelheid waarmee het pompt is direct gecorreleerd aan de omwentelingen per minuut (rpm) van de motor.
Zowel de pompen creëren negatieve druk om de brandstof te trekken door de leidingen. De lage druk tussen de pomp en de brandstoftank, in combinatie met de hitte van de motor en/of warm weer, kan er echter toe leiden dat de brandstof in de toevoerleiding verdampt. Dit resulteert in brandstofsterfte omdat de brandstofpomp, die ontworpen is voor het pompen van vloeistof en niet van damp, niet in staat is meer brandstof naar de motor te zuigen, waardoor de motor afslaat. Deze toestand is verschillend van vapor lock, waarbij de hoge motorwarmte aan de drukzijde van de pomp (tussen de pomp en de carburator) de brandstof in de leidingen doet koken, waardoor de motor ook te weinig brandstof krijgt om te draaien. Mechanische automotive brandstofpompen genereren over het algemeen niet veel meer dan 10-15 psi, wat meer dan genoeg is voor de meeste carburateurs.
Decline van mechanische pompenEdit
Toen motoren zich verwijderden van carburateurs en in de richting van brandstofinjectie gingen, werden mechanische brandstofpompen vervangen door elektrische brandstofpompen, omdat brandstofinjectiesystemen efficiënter werken bij hogere brandstofdrukken (40-60 psi) dan mechanische membraanpompen kunnen genereren. Elektrische brandstofpompen worden over het algemeen in de brandstoftank geplaatst, om de brandstof in de tank te gebruiken om de pomp te koelen en om een gestage toevoer van brandstof te verzekeren.
Een ander voordeel van een in de tank gemonteerde brandstofpomp is dat een aanzuigpomp bij de motor lucht zou kunnen aanzuigen door een (moeilijk te diagnosticeren) defecte slangverbinding, terwijl een lekkende verbinding in een drukleiding zich onmiddellijk zal openbaren. Een potentieel gevaar van een op een tank gemonteerde brandstofpomp is dat alle brandstofleidingen onder (hoge) druk staan, van de tank naar de motor. Elk lek zal gemakkelijk worden ontdekt, maar is ook gevaarlijk.