Uszkodzenia pomp paliwa - cz. 3

Uszkodzenia pomp paliwa - cz. 3 Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Maciej Blum
11.1.2023

W poprzedniej części artykułu skupiliśmy się na obrazach uszkodzeń pomp oraz ich przyczynach. W tej części opiszemy szczególny przypadek uszkodzeń wywołanych obecnością wody w układzie paliwowym. Cząstki rdzy albo wapnia, które powstały w wyniku obecności wody w układzie paliwowym, mogą doprowadzić do zapchania filtra i tym samym do pracy na sucho.  

Osady wapnia i rdzy wewnątrz pompy paliwowej albo na jej powierzchni zmniejszają luz między ruchomymi częściami. Ograniczona swoboda ruchu powoduje zwiększony pobór prądu i zmniejszenie wydajności, aż do zablokowania pompy paliwowej.

Określenie szkody spowodowane obecnością wody może na pierwszy rzut oka wydawać się dziwne w przypadku pomp paliwowych. Jednak paliwo może zostać w różny sposób zanieczyszczone wodą.

Uszkodzenia spowodowane obecnością wody (korozja)

Powstawanie kondensatu w zbiorniku
W powietrzu atmosferycznym zawsze znajduje się woda, więc jest obecna również w powietrzu nad lustrem paliwa w zbiorniku. Zawartość wody w powietrzu jest określana jako „wilgotność względna”. W zimniejszym powietrzu może się zgromadzić mniej wody niż w ciepłym powietrzu, wskutek czego obniżenie temperatury powietrza może doprowadzić do kondensacji wody. Może to stanowić problem w przypadku pojazdów garażowanych. Jeżeli pojazd z częściowo opróżnionym zbiornikiem paliwa nie jest używany przez dłuższy czas, wówczas z powodu zawartości dużej ilości powietrza w zbiorniku może również dojść do kondensacji większej ilości wody.

Ważna wskazówka: jeżeli pojazd nie będzie używany przez dłuższy czas, należy go zatankować do pełna.

Z lewej uszkodzenia pompy łopatkowej spowodowane obecnością wody. Z prawej: pompa paliwowa o porównywalnym przebiegu, nienarażona na działanie wody.
Ilustracja 1. Z lewej uszkodzenia pompy łopatkowej spowodowane obecnością wody. Z prawej: pompa paliwowa o porównywalnym przebiegu, nienarażona na działanie wody. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Pompa z pierścieniem zębatym E3T z osadami rdzy i wapnia.
Ilustracja 2. Pompa z pierścieniem zębatym E3T z osadami rdzy i wapnia. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
pompa z pierścieniem zębatym E3T w dobrym stanie
Ilustracja 3. Dla porównania z ilustracją 2: pompa z pierścieniem zębatym E3T w dobrym stanie mimo dużego przebiegu. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Woda w paliwie.
Ilustracja 4. Woda w paliwie. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Skorodowany wlot do pompy łopatkowej E1F.
Ilustracja 5. Skorodowany wlot do pompy łopatkowej E1F. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Z lewej: filtr sitkowy zapchany rdzą. Z prawej: nowy filtr sitkowy.
Ilustracja 6. Z lewej: filtr sitkowy zapchany rdzą. Z prawej: nowy filtr sitkowy. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Osady wapnia na wlocie do pompy zbiornikowej.
Ilustracja 7. Osady wapnia na wlocie do pompy zbiornikowej. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Z lewej: osady wapnia w filtrze pompy zbiornikowej. Z prawej: dla porównania nowy filtr
Ilustracja 8. Z lewej: osady wapnia w filtrze pompy zbiornikowej. Z prawej: dla porównania nowy filtr. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH

Zastosowanie niezgodne z przeznaczeniem
Pompy paliwowe są przewidziane do tłoczenia paliw (benzyna, olej napędowy). Zdarzają się jednak przypadki, w których pompy paliwowej używa się jako „pompy wody”.

Niedostateczna jakość paliwa
Woda może znajdować się w paliwie już podczas tankowania. Może to być spowodowane:

  • różną jakością paliw w niektórych krajach,
  • tankowaniem z wilgotnych beczek/kanistrów,
  • niewłaściwym wykonaniem instalacji zbiorników,
  • zastosowaniem biodiesla (patrz punkt „Biodiesel / olej roślinny”),
  • dużą zawartością alkoholu. Alkohol pochłania wodę. Po przekroczeniu wartości granicznej woda się wytrąca.

Ważna wskazówka: temat jakości paliwa zostanie wyczerpująco omówiony w punkcie „Jakość paliwa”.

Woda w pompie paliwowej
Ilustracja 9. Woda w pompie paliwowej. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Cząstki rdzy i wapnia
Ilustracja 10. Cząstki rdzy i wapnia. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Z lewej: skorodowane styki elektryczne. Z prawej: nowe styki.
Ilustracja 11. Z lewej: skorodowane styki elektryczne. Z prawej: nowe styki. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Trochoidalny pierścień zębaty zablokowany cząsteczkami rdzy
Ilustracja 12. Trochoidalny pierścień zębaty zablokowany cząsteczkami rdzy (widok mikroskopowy). Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Z lewej: silnie skorodowany pierścień zębaty trochoidalny. Z prawej: nowy pierścień
Ilustracja 13. Z lewej: silnie skorodowany pierścień zębaty trochoidalny. Z prawej: nowy pierścień. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Trochoidalny pierścień zębaty z osadami wapnia
Ilustracja 14. Trochoidalny pierścień zębaty z osadami wapnia. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Łożysko zewnętrzne pompy paliwowej pokryte osadami wapnia
Ilustracja 15. Łożysko zewnętrzne pompy paliwowej pokryte osadami wapnia. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH

Nieszczelności w układzie paliwowym
Woda z opadów może w różny sposób przenikać do układu paliwowego. Do najczęstszych przyczyn zaliczamy:

  • tankowanie w deszczu,
  • nieszczelność uszczelki korka wlewu paliwa albo brak uszczelki,
  • brak korka wlewu paliwa,
  • wadliwy montaż króćca wlewu paliwa po naprawie powypadkowej albo po naprawie karoserii,
  • przetarty wężyk odpowietrzający zbiornik lub niewłaściwy późniejszy montaż wężyka odpowietrzającego.

Woda może dostać się także przez otwory napowietrzające zaworów pneumatycznych, narażonych na działanie wody opadowej, np. zawory w systemie AKF (system filtra węgla aktywnego).

Ważna wskazówka: można następująco sprawdzić, czy w paliwie znajduje się woda: wlać niewielką ilość paliwa pobranego z nisko położonej części zbiornika do naczynia szklanego odpornego na działanie paliwa (probówka) – po chwili oddzieli się woda.

Uwaga: należy przestrzegać przepisów przeciwpożarowych!

Korpusy pompy paliwowej z reguły wytwarza się z aluminium. Ponieważ aluminium w kontakcie z paliwem nie rdzewieje, pracownik warsztatu powinien zastanowić się, jaka może być tego przyczyna. Jeżeli w filtrze sitkowym po stronie ssania pompy paliwowej występują osady rdzy lub wapnia, jest to oznaką obecności wody w paliwie.

W tym wypadku woda wręcz stała w pompie. Zespół tłoczenia był tak skorodowany, że woda nie mogła już wypływać. Pompa paliwowa była używana niezgodnie z przeznaczeniem jako pompa wodna.

Gdy osady rdzy albo wapnia wzrosną tak bardzo, że utworzą cząstki albo ziarna, może dojść do zablokowania albo uszkodzenia obrotowych części zespołu tłoczenia, podobnie jak w przypadku zassania ciał obcych.

Po rozmontowaniu tej pompy stwierdzono obecność „wapiennego piasku”, który zniszczył żebra wirnika. Dzięki nieuszkodzonemu filtrowi sitkowemu cząstki te nie mogły się przedostać do pompy – musiały więc wytworzyć się w pompie.
Opory ruchu trochoidalnego zespołu tłoczenia można łatwo sprawdzić. Jeżeli przetoczy się zespół tłoczenia po płaskiej powierzchni, pierścień zębaty i koło zębate muszą się łatwo obtaczać względem siebie (ilustracja 17).

 Trochoidalny pierścień zębaty
Ilustracja 16. Trochoidalny pierścień zębaty (na górze: z osadami wapnia, na dole: nowy). Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Trochoidalny zespół tłoczenia
Ilustracja 17. Trochoidalny zespół tłoczenia musi się obtaczać z małymi oporami ruchu. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
skorodowany trochoidalny zespół tłoczenia
Ilustracja 18. Dla porównania z ilustracją 17 – skorodowany trochoidalny zespół tłoczenia. W tym wypadku nie może się już obracać. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Ilustracja 19. Pompa śrubowa (z lewej: skorodowana, z prawej: nowa). Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Ilustracja 20. Zaklejenie wskutek przedostania się nieodpowiedniego medium. Na ilustracji przedstawiono zespół tłoczenia pompy śrubowej E3L. Z korpusu (przeciętego w celu przeprowadzenia ekspertyzy) wypływają jeszcze resztki zielonej cieczy. To paliwo spowodowało sklejenie się zespołu tłoczenia. Miejsce sklejenia się obu wirników śrubowych pompy jest wyraźnie widoczne wskutek osadów na wirniku śrubowym (strzałki). Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH

Jakość paliwa

Niezachowane parametry jakościowe
Problemy związane z jakością paliwa stały się wprawdzie rzadsze, ale nie można ich całkowicie wykluczyć. Może to dotyczyć zwłaszcza niektórych krajów pozaeuropejskich. W mediach pojawiają się od czasu do czasu doniesienia o niskiej jakości bądź zanieczyszczonym paliwie w tych rejonach.

Ilustracja 21. Osad spowodowany niską jakością paliwa. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH

Tankowanie z beczek/kanistrów
Inną przyczyną przenikania wody i zanieczyszczeń do paliwa może być tankowanie paliwa z beczek, które zostały przedtem przepłukane wodą, ale niedostatecznie osuszone.

Niewłaściwie wykonane i eksploatowane instalacje zbiorników
Nieprzestrzeganie wymaganych warunków budowy lub eksploatacji zbiorników może spowodować przeniknięcie wody i zanieczyszczeń.

Starzenie się paliwa
W przypadku dłuższego postoju pojazdu może dojść do utleniania się paliwa wskutek obecności powietrza w zbiorniku. W wyniku reakcji paliwa z tlenem atmosferycznym powstaje produkt o cechach żywicy, co może spowodować zaklejenie lub zapchanie całego układu paliwowego i pompy.

Wytrącanie się substancji
Szczególny przypadek zanieczyszczenia jest spowodowany wytrącaniem się substancji chemicznych. Jeżeli w trakcie prac w układzie paliwowym (np. wymiany przewodów i filtrów paliwa) zostaną zastosowane materiały niskiej jakości, mogą się z nich wydzielić np. przyspieszacze wulkanizacyjne, dodatki albo plastyfikatory i przeniknąć do paliwa. Taki przypadek przedstawiono na ilustracji 22. Tutaj wszystkie części pompy były pokryte żółtym osadem. Substancja mocno osadzona na powierzchni części miała charakter krystaliczny, była nierozpuszczalna w wodzie i w paliwie. Komutatory nie były skorodowane albo uszkodzone chemicznie, ale nieprzewodzący osad spowodował elektryczne odizolowanie komutatora od szczotek węglowych.

Ilustracja 22. Izolujący osad wytworzony na skutek obecności plastyfikatora w paliwie. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
pompa bez osadu
Ilustracja 23. Dla porównania z ilustracją 22 – pompa tego samego typu bez osadu. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Ilustracja 24. Zaklejony zespół tłoczenia. Wirnik był mocno sklejony z trochoidalnym zespołem tłoczenia. W celu wykonania zdjęcia wyjęto zespół tłoczenia – jego obrys jest jeszcze dobrze widoczny w kleistej masie. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH

Co robić w przypadku zanieczyszczonego paliwa?

Jak wyjaśniono w poprzednich punktach, przyczyny zanieczyszczeń mogą być rozmaite. Należy więc ustalić ich przyczynę! Usunięcie jedynie objawów (np. wymiana uszkodzonej pompy paliwowej) nie likwiduje przyczyny. Prędzej czy później ponownie dojdzie do uszkodzenia. Oto kilka wskazówek, co należy robić:

  • Układ paliwowy należy płukać czystym paliwem o wysokiej jakości. Ważna wskazówka: w tym celu należy wymontować zbiornik paliwa.
  • Należy regularnie wymieniać filtr paliwa.
  • Części narażone na kontakt z paliwem (np. uszczelki gumowe) muszą być wykonane z materiałów odpornych na działanie paliwa.
  • Należy używać materiałów wysokiej jakości.
  • Ważne, aby przestrzegać terminów przeglądów ustalonych przez producenta pojazdu.
  • Jeżeli pojazd nie będzie używany przez dłuższy czas, należy go zatankować do pełna.
  • Wymontowane części należy wyczyścić przed odłożeniem i przykryć.
  • Zabezpieczenia transportowe nowych pomp paliwowych należy usuwać bezpośrednio przed montażem.
  • Nigdy nie wolno czyścić sprężonym powietrzem otwartego układu paliwowego.

Biodiesel / olej roślinny

Biodieslem nazywano kiedyś głównie RME (estry metylowe z oleju rzepakowego). Od listopada 2003 r. obowiązuje nowa norma DIN EN 14214, która dotyczy estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME). Pozwala ona na stosowanie oprócz RME również innych domieszek, np. oleju sojowego, słonecznikowego i zużytych tłuszczów spożywczych (tłuszcze zwierzęce, olej rybny itd.).

Przy zasilaniu biodieslem może częściej i szybciej dochodzić do uszkodzeń i usterek funkcjonalnych niż w przypadku innych (kopalnych) paliw/paliw silnikowych.

  • W pojazdach, których producenci nie pozwalają na stosowanie biodiesla, może dojść do reakcji chemicznych z uszczelkami i tworzywami sztucznymi w układzie paliwowym.
  • Biodiesel reaguje higroskopijnie, tzn. wchłania wodę z powietrza atmosferycznego. Oprócz korozji może to spowodować również rozwój bakterii.
  • W biodieslu zachodzą procesy utlenienia, które mogą doprowadzić do wytrącenia się cząstek tłuszczu i zapchania filtrów oraz wtryskiwaczy. 
  • Z dobrym rozkładem biologicznym biodiesla idzie w parze mała odporność na starzenie. Może to spowodować zatkanie filtrów przez cząstki osadów.

Uwaga: biodiesel może być stosowany tylko wtedy, gdy zezwolił na to producent pojazdu.

Ilustracja 25. Uszkodzenia spowodowane przez biodiesel. W tym przypadku RME (estry metylowe z oleju rzepakowego) już po 3 godz. pracy rozpuściły szczotki węglowe i utworzyły podobną do lakieru, izolującą powłokę na komutatorze (zapobiegającym błędnej polaryzacji) – pompa uległa awarii. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Ilustracja 26. Widok na uchwyty styków ślizgowych. Szczotki węglowe zostały całkowicie rozpuszczone i utworzyły powłokę na komutatorze. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Ilustracja 27. Styki ślizgowe po ok. 15 000 km (z lewej: przedwcześnie zużyte, z prawej: stan normalny po takim przebiegu). Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH
Ilustracja 28. Zniszczona bieżnia komutatora. Sprężyna, która dociska szczotki węglowe do komutatora, „wgryzła się” w bieżnię po wypaleniu się szczotek. Źródło: Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH

Kontrole przeprowadzone w firmie PIERBURG w ramach zarządzania jakością wykazały, że przy stosowaniu biodiesla, zwłaszcza niskiej jakości, już po krótkim czasie eksploatacji może dojść do następujących usterek funkcjonalnych i uszkodzeń:

  • osady zatykają filtry i blokują zespół tłoczenia,
  • osady na komutatorach działają izolująco,
  • uszczelki i części z tworzywa sztucznego wchodzą w reakcje chemiczne,
  • szczotki węglowe się wypalają,
  • korozja niszczy części metalowe.

Ważna wskazówka: ogniem szczotkowym określa się powstawanie iskier na komutatorze (zapobiegającym błędnej polaryzacji) silników elektrycznych. Szczotki węglowe zapewniają styk z obracającą się częścią silnika pompy (wirnik). W krótkich momentach, w których szczotki węglowe zwierają dwie płytki o różnych ładunkach, dochodzi do wyładowań elektrostatycznych widocznych jako iskry. Izolująca powłoka na bieżni ślizgowej powoduje zwiększoną liczbę wyładowań, wskutek czego szczotki węglowe przedwcześnie się wypalają.

Na podstawie informacji z firmy Kolbenschmidt Pierburg / MS Motor Service International GmbH.

O Autorze

autoEXPERT 12 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę