Топливный бак автомобиля. Описание, особенности конструкции.
Топливный бак - это важная составляющая топливной системы. В нём хранится определённый объём топлива, также бак ограничивает вредные выбросы в результате испарения топлива. Обычно бак устанавливается в задней части автомобиля, перед задней осью, в примерно под задним сиденьем, так как это место находится вне зоны деформации даже при наезде сзади.
Бак должен обеспечивать хранение топлива для езды на расстояние в пределах 400- 600 км или больше. Бак обычно крепится к кузову ленточными хомутиками. В некоторых моделях автомобилей бак прикрывается металлической защитой. Для того чтобы бак не нагревался от выхлопной системы применяются теплоизолирующие прокладки.
Бак изготавливают из металла или пластмассы. На данный момент наиболее часто используется пластмасса. К преимуществам пластмассового бака можно отнести то, что можно изготовить бак любой формы, а это значит что можно установить на автомобиль бак максимального объёма.
Пластмасса не подвержена коррозии, но стенки такого бака проницаемы для углеводородного топлива на молекулярном уровне. Для того чтобы предотвратить микроутечки бак изготавливают многослойным. Некоторые конструкции баков изнутри покрыты фтором, который препятствует утечкам.
Металлический топливный бак сваривается из штампованных листов. Для бензина и дизельного топлива используют баки изготовленные из алюминия, для газа- из стали. Для того чтобы оптимально использовать место для каждого автомобиля разрабатывают свою конструкцию бака. Также бак может различаться в зависимости от типа кузова, двигателя, топливной системы, системы впрыска и страны на рынок которой он ориентирован.
Топливо в топливный бак заливается через заливную горловину, обычно она расположена слева или справа над задним крылом, однако может быть и спереди, в зависимости от расположения двигателя и бака. Обычно заливная горловина располагается с той стороны, с которой будет меньше шансов, что водитель оставит заправочный пистолет в ней.
Топливная горловина соединяется с топливным баком специальным трубопроводом. Проходное сечение трубопровода и горловины бака должно обеспечивать должны обеспечить скорость заправки около 50 литров в минуту. Обычно горловина бака закрывается винтовой крышкой, однако концерн Ford заливная горловина особой конструкции без крышки и называется Easy Fuel. Снаружи горловина закрывается лючком с замком. Замок лючка открывается из салона электрическим или механическим приводом.
Топливо в топливную систему подаётся через выходной трубопровод, а излишки топлива возвращаются по сливному трубопроводу. В автомобилях с бензиновым двигателем в баке также установлен электрический топливный насос, который нагнетает топливо в топливную систему. Также обычно обеспечивается удобство доступа к насосу в виде специального лючка.
Чтобы контролировать уровень топлива в баке устанавливается специальный датчик. Он может быть выполнен заодно с насосом либо установлен отдельно. В его конструкцию входит поплавок и потенциометр. Когда снижается уровень топлива то поплавок опускается, сопротивление потенциометра изменяется и напряжение в цепи снижается, в это время стрелка на панели приборов изменяет своё напряжение. В больших топливных баках и баках со сложной конструкцией могут устанавливаться два топливного датчика, которые работают совместно.
Для того чтобы топливный бак правильно работал в нём должно поддерживаться атмосферное давление, которое поддерживает система вентиляции бака. Она выполняет следующие функции:
1. Нейтрализует разряжение, которое возникает при уменьшении уровня топлива в баке.
2. Вытесняет излишек воздуха при заправке автомобиля.
3. Поддерживает давление в баке постоянным при нагреве топлива.
Когда давление в баке снижается до критического уровня то он может деформироваться, когда поднимается- то может разорваться.
В современных автомобилях используется замкнутая (закрытая) система вентиляции, это значит что бак не имеет какого либо непосредственного соединения с атмосферой. Схема системы вентиляции может значительно различаться в зависимости от автомобиля. Однако элементы впуска воздуха в баки выпуска паров бензина из бака схожи.
При возникновении разряжения воздух в бак впускает предохранительный клапан. Установлен клапан в крышке заливной горловины. По сути это обратный клапан, который работает только на впуск воздуха, т.е. работает только в одном направлении. Когда давление в баке возрастает, то атмосферное давление отжимает пружину, таким образом воздух поступает в бак и давление в баке выравнивается с атмосферным.
Когда автомобиль заправляют, то пары бензина отводятся по параллельному с заправочным трубопроводу. На конце трубопровода может быть установлена специальная ёмкость в которой скапливаются пары бензина. Также в конце вентиляционного трубопровода устанавливается гравитационный клапан, который должен предотвратить разлив топлива когда происходит опрокидывание автомобиля. Клапан срабатывает когда происходит наклон автомобиля более чем на 45 градусов.
Пары бензина выводятся из бака системой улавливания паров бензина. Данная система является составляющей системы вентиляции бака. Для того чтобы система улавливания паров бензина эффективно работала в баке может устанавливаться датчики температуры топлива и давления топлива.
