Mekanisk versus elektrisk dieselfødepumpe

Lidt om elektriske brændstofpumper, som en mulig erstatning for en mekanisk drevet pumpe.
Desværre (syntes jeg selv) bliver det stadigt mere almindeligt, at bådmotorer bliver leveret med en elektrisk drevet fødepumpe frem til motorens forfiltre og videre til højtrykspumpen. 
Går din elektriske pumpe i stykker vil jeg anbefale at købe en ny helt tilsvarende de specifikationer som fabrikken foreskriver.
Går din mekanisk drevne pumpe i stykker kan du også vælge helt at erstatte den med den normalt langt billigere elektriske dieselpumpe, men hvilke specifikationer skal dette alternativ så opfylde ?

Mekanisk drevet dieselfødepumpe
Elektrisk dieselfødepumpe

Lad os her prøve at regne frem til en passende størrelse pumpe til her to motorstørrelser:
For en dieselmotor på omkring 15 hk vil fødepumpens kapacitet typisk være relativt lav, da motorens brændstofforbrug ikke er særlig højt.
Generelt kan man estimere brændstofforbruget for en dieselmotor til ca. 200-250 gram diesel pr. kWh.
For de fleste formål i Europa og Danmark bruges det metriske system, så vi regner typisk med, at 1 hk = 735,5 W

Eksempel 1: En motor på 15 hk.
Det gennemsnitlige brændstofforbrug per time vil være 11,2 kW×0,2 kg/kWh=2,24 kg/t
Da diesel har en densitet på ca. 0,85 kg/liter, svarer det til 2,24 kg x 0,85 kg/l ≈ 2,6 liter/t
Fødepumpen skal typisk kunne levere lidt mere end dette, så der er en reserve, men til en motor af den størrelse vil en fødepumpe med en kapacitet på omkring 3-5 liter pr. time være passende og gerne mere, da nogle højtrykspumpe har et stort returløb. Kig i motormanualen.

Returløbet på en diesel højtrykspumpe er vigtigt af flere grunde og har du flere tanke er det vigtigt at vide, hvilken tank det returneres til:

  1. Køling: En højtrykspumpe skaber meget varme, når den arbejder.
    Returløbet hjælper med at cirkulere brændstoffet, hvilket sikrer, at pumpen køles ned og undgår overophedning.

  2. Luftudluftning: Luft kan komme ind i brændstofsystemet, og luftlommer kan skabe problemer for motorens ydeevne.
    Returløbet hjælper med at transportere luften væk fra pumpen og tilbage til tanken, så systemet holdes luftfrit.

  3. Stabilt tryk og flow: Brændstofsystemet opretholder et stabilt tryk og flow ved hjælp af returløbet.
    Dette sikrer, at injektorerne får den rette mængde brændstof til forbrændingen, og at motoren kører jævnt.

  4. Overskydende brændstof: Højtrykspumpen leverer ofte mere brændstof, end motoren kan bruge i øjeblikket.
    Returløbet leder overskydende brændstof tilbage til tanken, så det ikke ophobes og skaber problemer i systemet.

Det var så kapaciteten for den mængde diesel den skal kunne leverer frem til højtrykspumpen, men med hvilke tryk skal dette foregå er bestemt ikke helt ligegyldigt.

Så her er nogle valg du skal tage stilling til inden du henter en pumpe ned fra hylden.

  1. Tryk og Flow: Den elektriske pumpe skal kunne levere det samme tryk og flow som den mekaniske pumpe. En typisk mekanisk fødepumpe til små dieselmotorer leverer normalt et lavt tryk, ofte mellem 0,2 og 0,5 bar, afhængigt af motorens specifikationer.
    Sørg for, at den elektriske pumpe matcher dette trykområde for at undgå overbelastning af motorens brændstofsystem.

  2. Sikkerhed: En elektrisk fødepumpe kræver korrekt installation og strømforsyning, og det kan være nødvendigt at tilføje en sikring og/eller en nødstopkontakt for sikkerheden. Sørg også for, at pumpen er egnet til brug i bådmiljøer, hvor der kan være fugt og vibrationer.

  3. Automatisk Stop: En fordel ved en mekanisk pumpe er, at den kun kører, når motoren kører, hvilket reducerer risikoen for brændstoflækage, når motoren er slukket.
    For at opnå samme sikkerhed med en elektrisk pumpe kan du overveje at tilføje en automatisk afbryder eller relæ, så pumpen kun kører, når tændingen er aktiveret.

  4. Brændstoffiltrering: Sørg for, at den elektriske pumpe enten har indbygget filtrering eller er installeret efter et brændstoffilter, da elektriske pumper kan være mere følsomme over for snavs og partikler end mekaniske pumper.

Hvis en elektrisk brændstofpumpe med et højere tryk, som f.eks. 6 – 10 bar, installeres på en lille dieselmotor, kan det medføre flere alvorlige problemer, såsom:

  1. Overbelastning af brændstofsystemet: Et for højt tryk kan føre til lækager i slanger, fittings, og eventuelt forårsage revner eller brud i brændstofrørene og andre komponenter.

  2. Skade på indsprøjtningspumpen: Fødepumpen forsyner normalt diesel til motorens indsprøjtningspumpe med lavt tryk. Hvis fødepumpen leverer 10 bar, kan det skade indsprøjtningspumpen, som kan blive overbelastet eller miste sin præcise kontrol over brændstofleveringen, hvilket kan føre til uregelmæssig motordrift.

  3. Øget brændstofforbrug og motorproblemer: For højt tryk kan forårsage ukontrolleret brændstoftilførsel, hvilket kan føre til ufuldstændig forbrænding, øget brændstofforbrug, og i værste fald motorstop eller svigt.

  4. Sikkerhedsrisiko: Overdrevet tryk i brændstofsystemet øger risikoen for lækager, som kan føre til brændstofspild og potentielt brandfare, især i vores bådmiljøer, hvor ventilationen kan være begrænset.

Løsning: Brug en elektrisk fødepumpe, der er specifikt designet til motorens brændstofsystem. Hvis der kun i en given situation kan fremskaffes en højtrykspumpe, kan en trykregulator installeres for at reducere trykket til det ønskede niveau.

Eksempel 2: En motor på 80 hk.
For en større dieselmotor på omkring 80 HK skal fødepumpen levere et højere brændstoftryk end for mindre motorer, men det afhænger stadig af motorens specifikke design og brændstofsystem.
Generelt leverer fødepumper til dieselmotorer af denne størrelse et tryk i området 0,5 til 1,5 bar (7 til 22 psi). Nogle tunede eller specialiserede motorer med turbo kan dog kræve et højere tryk.
Her er nogle retningslinjer for en fødepumpe til en 80 hk dieselmotor:

  1. Lavtryksdieselsystemer: Mange dieselmotorer bruger et lavtrykssystem til fødepumpen, hvor trykket holdes under 1 bar. Typisk vil en motor af denne størrelse ofte fungere fint med en fødepumpe, der leverer omkring 0,8 til 1,2 bar.

  2. Højere krav i moderne systemer: Nogle moderne dieselmotorer, især dem med elektronisk styring eller forkammerindsprøjtning, kan kræve op til 1,5 bar for at sikre stabil brændstoftilførsel og for at imødekomme højere krav til brændstoffiltrering og levering under forskellige belastninger.

Sammenfattende er det altid meget vigtigt at konsultere motorproducentens specifikationer eller anbefalinger, da fødepumpens tryk bør være nøjagtigt indstillet til at matche motorens indsprøjtningssystem for at undgå unødigt slid eller skader på komponenterne.