انواع پمپ بنزین خودرو: راهنمای جامع و مقایسه کامل
مقدمه
همانطور که می‌دانید، موتور خودرو، قلب تپنده‌ی آن است و برای به حرکت درآوردن خودرو، به سوخت یا انرژی نیاز دارد. در موتورهای احتراق داخلی، بنزین رایج‌ترین سوخت مورد استفاده است. انفجارهایی که درون سیلندرهای این موتورها رخ می‌دهند، برای به چرخش درآوردن چرخ‌ها و حرکت خودرو ضروری هستند. این انفجارها ناشی از متراکم شدن مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندرها هستند. بنابراین، سوخت و هوا دو عامل اساسی در احتراق داخلی موتور و حرکت خودرو به شمار می‌روند. نکته‌ی مهم دیگر، میزان سوخت خودرو است که تأثیر زیادی در عملکرد مناسب موتور و کیفیت احتراق درون آن دارد.
برای آنکه بدانید این سوخت چگونه و از کجا تامین می‌شود، در این مقاله با ما همراه باشید تا با پمپ بنزین و نحوه کار آن آشنا شوید.
پمپ بنزین خودرو چیست؟
در خودروهای دارای موتور بنزینی، سوخت مصرفی درون باک خودرو ذخیره شده و به کمک پمپ به موتور منتقل می‌شود. تمام خودروهای بنزین‌سوز دارای پمپ بنزینی یکپارچه هستند که وظیفه‌ی ایجاد فشار در جریان سوخت، فیلتر کردن سوخت و ارسال سوخت را بر عهده دارد. به عبارت دیگر، این پمپ، سوخت را با فشار به موتور می‌رساند و اگر این فشار از اندازه‌ی استاندارد آن کمتر باشد، تزریق سوخت به درون سیلندرها با مشکل مواجه می‌شود. فشار استاندارد وارد شده بر سوخت 4 تا 6 بار است و در صورتی که کمتر از این میزان باشد، پاشش سوخت و احتراق به درستی انجام نمی‌شود.
قرار گرفتن این قطعه درون مخزن سوخت به این دلیل است که در تماس مستقیم با بنزین باشد. با این کار، خنک شده و از صدای آن به هنگام فعالیت کاسته می‌شود. لازم به ذکر است که پمپ بنزین لزوماً همیشه درون باک قرار نداشته و گاهی روی بلوک سیلندر یا در مسیر بنزین جانمایی می‌شود.
انواع پمپ بنزین خودرو
همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، از پمپ‌های بنزین به منظور ارسال و پمپاژ سوخت به موتور خودرو استفاده می‌شود. گاهی ممکن است بعضی از خودروها دارای دو پمپ بنزین باشند که یکی از آنها وظیفه‌ی ارسال سوخت و دیگری ایجاد فشار را بر عهده دارد. در برخی موارد نیز سنسور بنزین با آن نوع از پمپ بنزین که درون باک قرار دارد، به صورت یکپارچه در کنار هم قرار می‌گیرد، ولی این مسئله سبب افزایش هزینه‌ی تعمیرات می‌شود.
به طور کلی، پمپ‌های بنزین بنا بر کارایی که دارند، دارای دو نوع مکانیکی و الکتریکی هستند. تفاوت اصلی این دو مدل پمپ در نوع استفاده از آنها است؛ به این صورت که پمپ‌های مکانیکی در خودروهای کاربراتوری و پمپ‌های الکتریکی در خودروهای انژکتوری به کار گرفته می‌شوند. البته امروزه نوع مکانیکی این پمپ‌ها به دلیل نحوه‌ی عملکرد و کارایی‌شان تقریبا از رده خارج شده و در خودروسازی چندان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
پمپ بنزین مکانیکی پیکان و پمپ بنزین پراید کاربراتوری از جمله انواع مکانیکی این قطعه هستند.
پمپ بنزین مکانیکی
محل قرارگیری پمپ‌های مکانیکی روی بلوک سیلندر خودرو است. این پمپ‌ها فشار لازم برای رساندن بنزین به کاربراتور را فراهم کرده و مکش و انتقال سوخت را به صورت مکانیکی در یک پکیج انجام می‌دهند. این پمپ‌ها، با وجود ظاهر ساده، مکانیزم پیچیده‌ای داشته و از قطعات مختلفی تشکیل شده‌اند که در ادامه به بررسی هر یک از آنها می‌پردازیم:
دیافراگم: قطعه‌ای است که روی فنرها و سوپاپ‌ها قرار داشته و موجب ایجاد فشار در روغن می‌شود.
فنر دیافراگم: فنر دیافراگم وظیفه انتقال نیرو از انگشتی به دیافراگم را بر عهده دارد.
فنر انگشتی: این قطعه نیروی انگشتی را به فنر دیافراگم می‌رساند.
سوپاپ ورودی: همانطور که از نام این قطعه نیز مشخص است، به عنوان شیر ورودی مورد استفاده قرار گرفته و جهت باز و بسته کردن مسیر ورود سوخت به کاربرده می‌شود.
سوپاپ خروجی: عکس سوپاپ ورودی بوده و به عنوان خروجی، باز و بسته کردن مسیر ارسال سوخت با فشار را عهده‌دار است.
شیطانک: برای آنکه این قطعه به حرکت درآید، نیروی مورد نیاز را از میل سوپاپ تامین کرده و این کار را به کمک لنگ گرداننده‌ی پمپ سوخت انجام می‌دهد.
محفظه بنزین: حد فاصل سوپاپ ورودی و خروجی، بنزین در این محفظه می‌ریزد.
وقتی که شیطانک یک بار حرکت می‌کند، سوپاپ ورودی باز شده و به کمک دیافراگم، بنزین به درون محفظه پمپ کشیده می‌شود. سپس با حرکت بعدی شیطانک، سوپاپ ورودی بسته و سوپاپ خروجی باز می‌شود و بنزین به طرف کاربراتور فرستاده می‌شود. به عبارت دیگر، هنگام مکش، میل سوپاپ چرخیده و لنگ گرداننده‌ی پمپ بنزین که روی آن قرار دارد نیز شروع به حرکت می‌کند. در زیر این قطعه، یک فنر انگشتی قرار دارد که با برخورد شیطانک به این قطعه، نیرویی به آن وارد می‌شود و به این ترتیب دیافراگم به سمت پایین می‌رود.
به دلیل مکشی که در بالای فضای دیافراگم ایجاد می‌شود، سوپاپ خروجی بسته و سوپاپ ورودی باز می‌شود. به دنبال آن، خلاء به وجود می‌آید و این خلاء با مکش، سوخت را از باک به محفظه بنزین پمپ می‌فرستد. بنزین به هنگام ورود خود به این محفظه از فیلتر سوخت عبور می‌کند. (این محفظه می‌تواند اتاقک فشار هم باشد)
در پروسه ارسال سوخت، لنگ گرداننده حرکت کرده و شیطانک آزاد می‌شود. دیافراگم نیز تحت تاثیر فنر دیافراگم به سمت بالا حرکت می‌کند. در مرحله بعد، بنزینی که درون اتاقک فشار وجود دارد، متراکم می‌شود و با فشار، مسیر سوپاپ خروجی و در پی آن، کاربراتور را طی می‌کند. توجه داشته باشید که در طول این فرآیند، سوپاپ ورودی بسته است.
تمام مراحلی که تا کنون درباره آن صحبت شد، همگی مربوط به پمپ بنزین مکانیکی ساده بود. در حالی که پمپ‌های مکانیکی دارای دو زیرگروه پمپ‌های مکانیکی از نوع دینامیکی و پمپ‌های مکانیکی از نوع مرکب هستند که در ادامه هر یک را معرفی خواهیم کرد.
پمپ‌های مکانیکی از نوع دینامیکی
فرم محفظه سوخت این دسته از پمپ‌ها متفاوت بوده و تراکم ایجاد شده منجر به ایجاد فشار در سوخت می‌شود و فعالیت دیافراگم چندان تاثیری در ایجاد این فشار ندارد. اما سایر اجزای پمپ‌های مکانیکی ساده و نوع دینامیکی آنها تفاوتی نداشته و عملکردشان نیز مشابه یکدیگر است.
پمپ‌های مکانیکی از نوع مرکب
خودروهایی که در برف پاک‌کن و شیشه‌شور آنها از سیستم خلاء استفاده می‌شود، دارای پمپ بنزین مکانیکی از نوع مرکب هستند. این نوع پمپ‌ها بر خلاف پمپ‌های مکانیکی ساده، دو دیافراگم دارند که یکی از آنها برای پمپ سوخت و دیگری برای برف پاک‌کن به کار برده می‌شود و شیطانک هر دو دیافراگم را حرکت می‌دهد. در این نوع پمپ‌ها، سوپاپ ورودی دیافراگم خلائی به برف پاک‌کن متصل شده و سوپاپ خروجی نیز به منیفولد گاز وصل شده است. هنگامی که برف پاک‌کن و شیشه‌شور در حال کار نیستند، سوپاپ دیافراگم بسته بوده و دیافراگم نیز حرکتی نمی‌کند. اما در حین استفاده از برف پاک‌کن، هوا توسط دیافراگم مکیده شده و به این ترتیب سوپاپ ورودی باز و سوپاپ خروجی بسته می‌شود.
عملکرد بخش سوخت پمپ‌های مرکب مشابه با پمپ ساده بوده و این پمپ‌ها نیز مانند پمپ‌های ساده روی سیلندر قرار می‌گیرند.
پمپ بنزین الکتریکی
از آنجایی که خودروهای انژکتوری به پمپاژ بنزین با فشار بیشتری نیاز دارند، پمپ بنزین به کار رفته در این خودروها به جای پمپ مکانیکی، از نوع پمپ الکتریکی است. بدیهی است که پمپ‌های الکتریکی برای فعالیت خود، نیروی برق مورد نیاز را از باتری خودرو تأمین می‌کنند. پمپ‌های الکتریکی نیز مانند پمپ‌های مکانیکی دیافراگم دارند، ولی عاملی که سبب حرکت آن می‌شود، متفاوت بوده و این کار از طریق سیم‌پیچ درون پمپ صورت می‌گیرد.
پمپ بنزین پراید انژکتور و مغزی پمپ بنزین و صافی 206 از جمله پمپ‌های سوخت الکتریکی موجود در بازار هستند.
پمپ‌های الکتریکی از اجزای متعددی تشکیل شده‌اند که عبارتند از:
* فیلتر سوخت
* رگولاتور فشار
* صفحه تکیه‌گاه پمپ
* لوله برگشت سوخت
* لوله خروجی سوخت
* لوله برگشت سوخت از رگلاتور
* سوکت اتصالی جریان برق پمپ
* شلنگ لوله برگشت
* شلنگ لوله خروجی
* گیج سوخت
* فنر
* فانوسی یا مخزن بنزین
* مگنت یا میله‌های متصل به سیم‌پیچ
این نوع از پمپ‌ها نیز مانند پمپ‌های مکانیکی به دو گروه پمپ‌های الکتریکی مکشی و پمپ‌های الکتریکی فشاری تقسیم می‌شوند که محل نصب و فرآیند مکش و پمپاژ سوخت متفاوتی دارند، اما ساختار یکسانی داشته و اجزای تشکیل‌دهنده‌ی مشابهی دارند.
پمپ‌های الکتریکی مکشی
پمپ‌های مکشی دارای مخزنی به نام فانوسی هستند. میله‌های مرکز فنرها نیز به این قسمت وصل می‌شود. هنگامی که خودرو خاموش است، نیروی فنرها در جهتی است که فانوسی فشرده شده است. همزمان با استارت و روشن شدن خودرو، جریان برق از باتری به پمپ رفته و وارد سیم‌پیچ می‌شود. سیم‌پیچ نیز این انرژی را به مگنت‌ها یا میله‌های درون فنرها انتقال داده و نیروی وارد شده به فنرها سبب باز شدن آنها به سمت پایین می‌شوند. به این ترتیب، فانوسی نیز باز شده و با افزایش حجم خود، بنزین را به داخل می‌مکد. از آنجایی که در پروسه پمپ کردن، فانوسی در پایین‌ترین حد خود قرار می‌گیرد و مگنت‌ها نیز از سیم‌پیچ جدا می‌شوند، نیروی مغناطیسی از بین رفته و همچنین فنرها با از دست دادن انرژی خود به حالت اولیه باز می‌گردند.
در نتیجه، مخزن فانوسی پرتاب شده و بنزین پمپاژ می‌شود.
پمپ‌های الکتریکی فشاری
پمپ‌های فشاری را می‌توان بهترین نوع پمپ بنزین خودرو در سال‌های اخیر دانست. این نوع پمپ در بنزین شناور بوده و بنزین را با فشار ثابت به انژکتور پمپاژ می‌کند. طرز کار پمپ الکتریکی فشاری که به آن پمپ توربینی نیز گفته می‌شود، مشابه پمپ مکشی است. این پمپ‌ها نیز زمانی که خودرو استارت خورده و روشن می‌شوند، فعالیت خود را آغاز می‌کنند. پس از باز شدن سوئیچ، سوخت از مسیر لوله ورودی و پس از عبور از فیلترها وارد پمپ می‌شود. موتور الکتریکی درون پمپ با مکش خود، بنزین را به داخل می‌کشد. این بنزین از اطراف سیم‌پیچ و موتور الکتریکی پمپ عبور کرده و موجب خنک شدن آنها می‌شود. پس از آن، به سمت موتور فرستاده می‌شود. در انتهای پمپ‌های فشاری، توربینی وجود دارد که بخشی از موتور برقی آن محسوب می‌شود.
این توربین، سوخت را با مکشی منظم از خود عبور می‌دهد و چون شلنگ‌های ورودی و خروجی حالت خلاء داشته و قطر شلنگ خروجی کم است، این مکش منظم جریان پرفشاری که موتور و انژکتور به آن نیاز دارند را فراهم می‌سازد. از دیگر عناصر موثر بر افزایش این فشار، شیرهای خروجی است که در انتهای لوله‌های خروجی قرار دارند.
از آنجایی که جریان پرفشار و منظم سوخت همواره بیش از آن میزانی است که موتور به آن نیاز دارد، انژکتور یا کاربراتور همیشه حاوی مقدار سوخت کافی برای تزریق و پمپاژ به داخل موتور می‌باشد و میزان مازاد سوخت نیز از طریق مسیر برگشت به درون باک بازگردانده می‌شود. باید توجه داشته باشید که سوخت حتما به میزان کافی فراهم بوده و کاملا خالص باشد؛ چرا که این پمپ‌ها بسیار حساس بوده و نباید بدون سوخت کار کرده و کمترین ناخالصی داخلشان نفوذ کند.
مشکلات رایج پمپ‌های مکانیکی
به غیر از مشکلات و نواقصی که برای هر یک از قطعات پیش می‌آید و پمپ بنزین نیز از این قاعده مستثنی نیست، نواقصی در عملکرد پمپ‌های مکانیکی وجود دارد که در حین کار این قطعه ایجاد شده و مشکلاتی را برای موتور خودرو به وجود می‌آورند. از مشکلات متداول و مهمی که برای پمپ‌های مکانیکی ایجاد می‌شود، می‌توان به حالت ایست پمپ و قفل گازی بنزین اشاره کرد.
حالت ایست پمپ
با پر شدن مخزن پمپ، راه ورود بنزین بسته شده و مخزن سوخت با فشاری که فنر زیر دیافراگم وارد می‌کند، آن را فشرده می‌سازد. به این ترتیب، اثر شیطانک بر دیافراگم کاسته شده و از بین می‌رود و شیطانک در حالت تماس دائمی قرار می‌گیرد. در نتیجه، پمپ نمی‌تواند سوخت را به صورت پر فشار ارسال کند. چنین وضعیتی، ایست پمپ نامیده می‌شود.
قفل گازی پمپ بنزین
در حالت ایست پمپ، آن میزان سوختی که در محفظه باقی می‌ماند، راه ورود سوخت را سد می‌کند. گرما و حرارتی که در این قسمت وجود دارد، موجب تبخیر سوخت شده و بخار آن، دیافراگم را رو به بالا نگه می‌دارد. در این شرایط، شیطانک نیز به صورت آزاد و هرز حرکت می‌کند.
مزایای پمپ‌های بنزین الکتریکی نسبت به مکانیکی
اصلی‌ترین و اساسی‌ترین ایرادی که متوجه پمپ‌های الکتریکی است، سوختن ناگهانی این نوع از پمپ‌ها است و متاسفانه هیچ راهکاری برای پیشگیری از وقوع این اتفاق وجود ندارد. با این حال، مزایا و نقاط مثبت استفاده از این پمپ‌ها نسبت به پمپ‌های مکانیکی بیشتر بوده و همین مسئله سبب استفاده گسترده‌تر از این نوع پمپ در مقایسه با پمپ مکانیکی شده است. در ادامه، برخی از این مزیت‌ها را مرور خواهیم کرد:
* پمپ‌های الکتریکی در مقایسه با مکانیکی، اندازه‌ی کوچک‌تری داشته و به همین دلیل در هر مکانی نصب می‌شوند.
* بنا بر نوع طراحی و طرز قرار گرفتن‌شان درون باک، همواره خنک هستند.
* از دیگر ویژگی‌های مثبت پمپ‌های الکتریکی، سهولت در دسترسی و عیب‌یابی آنها است.
* این پمپ‌ها، جریان سوخت پرفشار مورد نیاز خودرو را فراهم می‌کنند.
* به دلیل برخورداری از سیستم ایمنی قطع سوخت، ایمنی بیشتری نسبت به پمپ‌های مکانیکی دارند.
* از آنجایی که این نوع پمپ‌ها همواره سرد هستند، هنگام استفاده از آنها با مشکل قفل گازی که حین استفاده از پمپ‌های مکانیکی اتفاق می‌افتاد، مواجه نخواهید شد.
* پمپ‌های الکتریکی دارای چند لایه فیلتر هستند که سوخت از آنها عبور می‌کند.
