Palivové čerpadlo automobilu: typy, konstrukce a princip činnosti

Palivové čerpadlo je určeno k dodávání paliva z nádrže do motoru automobilu. Poskytuje rovnoměrné dávkování a konstantní tlak nezbytný pro správnou funkci motoru. V automobilové praxi se používá více typů čerpadel, lišících se nejen konstrukcí, ale i typem pohonu. Jak jsou navržena nejoblíbenější palivová čerpadla, bude dále diskutováno.

Konstrukce palivového čerpadla

Podle typu pohonu se palivová čerpadla dělí na dvě velké skupiny: mechanická a elektrická. První jmenované se používají pouze v karburátorových motorech a také jako posilovací čerpadla v dieselových motorech. Posledně jmenované se používají pro benzínové i naftové motory.

Mechanická palivová čerpadla

Mechanické čerpadlo je umístěno na motoru a je poháněno speciálním excentrem. Strukturálně se skládá z následujících prvků:

• bydlení;
• membrána;
• posunovač;
• skladem;
• vratná pružina;
• ventily na sacích a výtlačných kanálech;
• filtr;
• výstřední.

U vozů vybavených pohonem zadních kol je excentr umístěn na hnací hřídeli olejového čerpadla a u vozů s pohonem předních kol je umístěn na vačkovém hřídeli motoru. Pohyb membrány v takovém čerpadle zajišťuje pohyb paliva. Když je membrána v nejnižším bodě, vzniká v pracovní komoře vakuum a ta je naplněna kapalinou. Když se membrána posune do horní polohy, palivo je tlačeno do výtlačného potrubí. Ventily brání zpětnému toku paliva.

U dieselových motorů se takové systémy často používají jako nízkotlaká čerpadla. Plní funkci čerpání paliva a jsou umístěny vedle vysokotlakých čerpadel (VT čerpadel). Z praktického hlediska to umožňuje překonat hydraulický odpor filtračního systému a vytvořit stabilní přetlak.

Elektricky poháněná palivová čerpadla

Elektrická čerpadla jsou instalována na motorech s distribuovaným a přímým vstřikováním. Jsou poháněny elektricky pomocí baterie nebo generátoru. Podle jejich konstrukce jsou elektrická čerpadla rozdělena do následujících skupin:

• Vakuum. Takové čerpadlo má podobnou konstrukci jako mechanické, ale excentr, který pohání pracovní jednotky, je nahrazen elektrickým pohonem.
• Váleček. V takovém zařízení se palivo pohybuje v důsledku otáčení rotoru (pohybu válců). V okamžiku, kdy se vzdálenost mezi válcem a rotorem zvětší, vznikne podtlak, otevře se sací ventil a palivo je nasáváno až do úplného zaplnění. V příštím okamžiku rotace rotoru zajistí zmenšení vzdálenosti a palivo je přiváděno do motoru přes otevřený vstřikovací ventil.
• Ozubené. Sání a vstřikování paliva je realizováno otáčením ozubeného kola rotoru. Je umístěn excentricky vzhledem k ozubenému kolu statoru. Zuby ozubených kol tvoří komory, kterými prochází palivo. Během rotace se objemy komor neustále mění, což zajišťuje požadovaný tlak.
• Odstředivý. Takové čerpadlo má oběžné kolo vybavené lopatkami, které pohybují palivo ze sání do výtlačného kanálu. Tlak vzniká v důsledku turbulence, ke které dochází, když lopatky působí na pracovní tekutinu.
• Píst Benzínová čerpadla této konstrukce jsou vzácná. Takové systémy se používají hlavně u dieselových vozidel jako vstřikovací čerpadla. Mají páry pístů poháněných vačkovým hřídelem. Když se plunžr pohybuje nahoru, výstupní a vstupní otvory se postupně uzavírají. Tím se vytvoří tlak nutný k otevření vstřikovacího ventilu a následnému přívodu paliva do vstřikovačů motoru.

Vlastnosti palivových čerpadel

Chcete-li určit, kde je elektrické palivové čerpadlo v systému umístěno, je nutné vzít v úvahu jeho konstrukční vlastnosti. Například rotační a zubová čerpadla jsou instalována přímo v systému palivového potrubí a odstředivé čerpadlo je vždy umístěno v plynové nádrži. Podle umístění se palivová čerpadla dělí na:

• Dálkové – namontované na karoserii vozu.
• Ponorný – instalovaný v palivové nádrži tak, aby byl ponořen v palivu. Takové návrhy jsou nejoblíbenější v moderních autech. Ponořením mechanismu do pracovní kapaliny dochází k jeho ochlazení a vyloučení možnosti „chodu nasucho“. Modul ponorného palivového čerpadla se skládá ze snímače hladiny paliva, hrubého palivového filtru, samotného elektrického palivového čerpadla a regulátoru tlaku.

U vozů s benzínovým motorem vytváří palivové čerpadlo vysoký tlak v rozmezí 0,3-0,4 MPa. Systémy přímého vstřikování paliva mohou poskytovat tlaky až 0,7 MPa.

Elektrické čerpadlo se zapíná pomocí relé přijímajícího signál z řídicí jednotky motoru. Energie prochází pojistkou v okruhu palivového čerpadla, což způsobuje, že palivové čerpadlo funguje současně se zapnutím zapalovacího systému nebo bezprostředně po otevření dveří řidiče. Samotné relé může být umístěno v blízkosti řídicí jednotky motoru nebo jako součást pojistkové skříňky.

Hlavní poruchy a zdroje palivových čerpadel

Životnost každého palivového čerpadla je ovlivněna kvalitou paliva. Průměrná životnost je až 200 tisíc kilometrů, ale k prvním poruchám může dojít po 100 tisících kilometrech.

Nejčastějším problémem je kontaminace systému. Vede k poškození a zaseknutí pracovních částí mechanismu. Aby se zabránilo takovým poruchám, je nainstalován čisticí filtr (síťka) palivového čerpadla. U ponorných staveb je kromě kvality důležité i množství paliva zbývajícího v nádrži. Pokud to nestačí, motor se přehřívá a nedostává dostatečné chlazení.

Ponorná čerpadla mají poměrně často snímač hladiny paliva. Funguje na následujícím principu: plovák snímače palivového čerpadla vždy plave na hladině kapaliny v nádrži. V závislosti na své poloze senzor vysílá signály a upozorňuje řidiče na nutnost doplnění nádrže.

Odborníci doporučují nedovolit, aby hladina paliva v nádrži klesla pod 5-10 litrů.

Jednou z běžných příčin poruchy motoru je spálená pojistka palivového čerpadla. V tomto případě bude vyžadovat výměnu. Samotné umístění pojistky závisí na značce vozu. Může to být buď motorový prostor, nebo interiér vozu.

Diagnostika vadného palivového čerpadla při prohlídce vozu je poměrně obtížná. Zjevnými příznaky jsou však přítomnost chyb ve snímači hladiny paliva nebo snímači tlaku v rozdělovači paliva. Chyby lze číst autoskenerem, například univerzálním multiznačkovým zařízením Rokodil ScanX Pro.

Kromě čtení a resetování chyb můžete pomocí tohoto zařízení v reálném čase prohlížet hodnoty všech senzorů, číst provozní parametry motoru, kontrolovat stav baterie a provádět řadu dalších procedur užitečných pro diagnostiku.

První vozy takovou jednotku neměly. Palivová nádrž byla umístěna přímo nad motorem a palivo se do motoru dostávalo samospádem hadicí. V pozdějších konstrukcích byly nádrž a motor umístěny v opačných částech vozu. Pro nepřetržité dodávání paliva do válců bylo zapotřebí čerpací zařízení. Jinými slovy čerpadlo. Jak se motor zlepšoval, palivové čerpadlo se stalo prvkem palivového systému vozu.

Princip činnosti palivového čerpadla

• Odstředivá čerpadla. Turbína s lopatkami (nebo klec s válečky) sedí na rotoru. Při otáčení vlivem odstředivé síly zachycuje palivo ze sacího potrubí a žene ho do výtlačného potrubí. Když se turbína zastaví, palivo se může vrátit do vstupního kanálu – na vstupu nejsou žádné ventily. Tlak vytvářený čerpadlem je nízký – až 3 atm.

• Objemová čerpadla. Je zde více druhů – jsou to ozubené, šroubové a talířové. Palivo čerpají změnou objemu pracovní komory, která se střídavě otevírá na vstup a výstup. Například pár ozubených kol s vnitřním ozubením je namontován v zubovém čerpadle. Ozubené kolo usazené na rotoru se odvaluje po kroužku excentricky upevněném ke skříni (statoru). Pokaždé se mezi jejich zuby vytvoří pracovní komora, do které se palivo nejprve nasaje a poté z ní vytlačí. Taková čerpadla vytvářejí tlak v hlavním potrubí až 6,5 atm. Když je motor zastaven, zpětný tok paliva v takových čerpadlech je vyloučen.

Zařízení palivového čerpadla

Mechanické čerpadlo se skládá z pouzdra, uvnitř kterého běží tyč s pevnou membránou. Těleso má páku pro ruční čerpání a vstupní a výstupní ventily s armaturou. U vozů s karburátorem je čerpadlo umístěno přímo na motoru. Sestava elektrického čerpadla se skládá ze dvou bloků – pohonu a samotného čerpadla, které má na vstupu síťový filtr, přívod paliva a snímač průtoku paliva. Jemný filtr je instalován na výstupu, blíže k tryskám. U většiny automobilů je toto čerpadlo ponořeno v nádrži. Lépe se tam chladí. Nemá žádné ztráty na sacím potrubí, protože tam nejsou vůbec žádné. Se všemi výhodami je tu i nevýhoda: výtlačné potrubí je velmi dlouhé, a to zvyšuje riziko poškození. Dieselová auta mívají dvě čerpadla najednou. Jako první bylo instalováno čerpadlo s názvem nízkotlaké palivové čerpadlo. Pouze čerpá palivo do okruhu, a proto může být jakéhokoli typu. Druhým je vysokotlaké elektrické čerpadlo (HPEP). Ten pumpuje palivo do motoru.

Proč nefunguje palivové čerpadlo?

• Motor běží nejistě a přerušovaně. Je pozorováno prudké zrychlení, na zrychlení není žádná odezva. Auto se zastaví, někdy nepředvídatelně. Častými důvody jsou ucpané sítko a/nebo palivový filtr kvůli nekvalitnímu palivu. Filtr je potřeba vyměnit.
• Zapnuli jste zapalování, ale ještě jste nenastartovali motor. Čerpadlo by mělo bzučet a vytvářet tlak. Ale nejsou tam žádné zvuky – nezapne se. Pravděpodobné příčiny: shořel motor nebo bylo poškozeno relé.
• Když čerpadlo nečerpá, bylo by dobré zkontrolovat obvod: zda není spálená pojistka čerpadla a zda jsou kontakty vodičů v pořádku. Jsou známy případy, kdy reléový blok vyskočil z konektoru: jakmile byl zasunut na místo, čerpadlo se zapnulo.
• Z pumpy jsou slyšet zvuky: vytí, praskání, praskání. Verdikt: naléhavě musíte jít do autoservisu. Náhradní čerpadlo!
• Startér se točí dlouho, ale motor startuje s obtížemi. Důvod: čerpadlo nevytváří požadovaný tlak v systému. Bylo by potřeba to změřit tlakoměrem. Mimochodem, zkušení řidiči provádějí měření při volnoběhu a mačkají zpětné vedení kleštěmi. Manometr ukazuje maximální tlak, kterého je čerpadlo schopno. Pokud je hodnota 5-6 atm, pak je čerpadlo v dobrém stavu a vydrží dlouhou dobu. Hodnota pod 4 atm je známkou odumírajícího čerpadla.

Kde diagnostikovat a opravit palivové čerpadlo

• údržba a počítačová diagnostika závad;
• opravy motoru, automatické převodovky a dalších součástí vozidel
• opravy karoserie;
• seřizování kol a montáž pneumatik.