Топливный бак - Fuel tank

Для использования в других целях см. Танк (значения).

А топливный бак (также называемый бензобак или же топливный бак) безопасный контейнер за легковоспламеняющийся жидкости. Хотя любой резервуар для топлива можно так называть, термин обычно применяется к части системы двигателя, в которой топливо хранится и приводится в движение (топливный насос ) или выпущен (сжатый газ) в двигатель. Топливные баки варьируются по размеру и сложности от небольшого пластикового бака автомобиля. бутан более легкий к многокамерному криогенный Внешний бак Space Shuttle.

Топливные баки для В-25 бомбардировщики
Заполните колпачки на BMW автомобиль для водород (слева) и для бензиновых (справа) топливных баков

Использует

Как правило, топливный бак должен позволять или обеспечивать следующее:

  • Хранение топлива: система должна содержать определенное количество топлива, избегать утечек и ограничивать выбросы в результате испарения.
  • Заправка: топливный бак должен быть заправлен надежно, без искр.
  • Предложить метод определения уровня топлива в баке, измерение (оставшееся количество топлива в баке необходимо измерить или оценить).
  • Удаление воздуха (если избыточное давление недопустимо, пары топлива необходимо отводить через клапаны).
  • Кормление двигатель (через насос).
  • Предвидеть потенциальные повреждения и обеспечивать безопасный потенциал выживания.

Пластик (полиэтилен высокой плотности HDPE) в качестве материала конструкции топливного бака, хотя функционально жизнеспособен в краткосрочной перспективе, имеет долгосрочную возможность насыщаться, поскольку топливо, такое как дизельное топливо и бензин, проникает в материал HDPE.

Учитывая инерцию и кинетическую энергию топлива в пластиковом баке, транспортируемом транспортным средством, растрескивание под воздействием окружающей среды есть определенный потенциал. Воспламеняемость топлива делает растрескивание под напряжением возможной причиной катастрофического отказа. Помимо чрезвычайных ситуаций, пластик HDPE подходит для кратковременного хранения дизельного топлива и бензина. В США., Underwriters Laboratories одобренные (UL 142) резервуары будут минимальным требованием при проектировании.

Конструкция топливного бака

Топливный бак для Лунный модуль Аполлона, 1960-е

Хотя большинство баков производятся, некоторые топливные баки по-прежнему изготавливаются мастерами по металлу или вручную, в случае баков баллонного типа. К ним относятся кастомные и восстановительные резервуары для автомобилей, самолетов, мотоциклов, лодок и даже тракторов. Конструкция топливных баков состоит из ряда конкретных шагов. Мастер обычно создает макет для точного определения размера и формы резервуара, обычно из пенопласта. Затем решаются проблемы конструкции, которые влияют на структуру бака, например, где расположены выпускное отверстие, слив, индикатор уровня жидкости, швы и перегородки. Затем мастера должны определить толщину, состояние и сплав листа, из которого он будет делать резервуар. После того, как лист обрезан до необходимой формы, различные части сгибаются, чтобы создать основную оболочку и / или концы и перегородки для резервуара. Перегородки многих топливных баков (особенно в самолетах и ​​гоночных автомобилях) содержат осветительные отверстия. Эти фланцевые отверстия служат двум целям: они уменьшают вес бака и добавляют прочности перегородкам. Ближе к концу постройки добавлены отверстия для заливной горловины, забора, слива топлива и узла отправки уровня топлива. Иногда эти отверстия создаются на плоской оболочке, а иногда они добавляются в конце процесса изготовления. Перегородки и концы можно приклепать на место. Головки заклепок часто припаяны или припаяны, чтобы предотвратить утечки в баке. Затем концы могут быть загнуты и припаяны, или фланцевые и припаяны (и / или герметизированы эпоксидным герметиком), или концы могут быть загнуты и затем приварены. После завершения пайки, пайки или сварки топливный бак проверяется на герметичность.[1]


В аэрокосмической промышленности герметики топливных баков часто используются для изготовления встроенных топливных баков при высоких температурах. Это обеспечивает отличную стойкость к таким жидкостям, как вода, спирты, синтетические масла и гидравлические жидкости на нефтяной основе.[2]

Автомобильные топливные баки

Максимальное расстояние, которое может преодолеть автомобиль с двигателем внутреннего сгорания с полным баком, является произведением емкости бака на эффективность топлива (как в милях на галлон). Хотя баки большего размера увеличивают максимальное расстояние, они также занимают больше места и (особенно когда они полны) увеличивают общий вес, требуя более высокого расхода топлива для той же производительности. Таким образом, емкость топливного бака является результатом компромисса в конструктивных соображениях. Для большинства компактные автомобили, емкость находится в диапазоне 45–65 литров (12–17 галлонов США); оригинальная модель Тата Нано исключительна с топливным баком на 15 литров (4 галлона США). Внедорожники и грузовики как правило, имеют топливные баки значительно большего размера.

Для каждого нового автомобиля разрабатывается особая топливная система, позволяющая оптимизировать использование доступного пространства. Более того, для одной модели автомобиля разрабатываются разные архитектуры топливной системы в зависимости от типа автомобиля, типа топлива (бензин или дизельное топливо), моделей форсунок и региона.

Топливные баки для автомобилей используются по двум технологиям:

  • Металл (стали или же алюминий ) топливные баки сварные из штампованных листов. Хотя эта технология очень хороша в ограничении выбросов топлива, она, как правило, менее конкурентоспособна и, следовательно, меньше представлена ​​на рынке, хотя до недавнего времени автомобильные топливные баки почти исключительно изготавливались из листового металла.
  • Пластик полиэтилен высокой плотности (HDPE) топливные баки производства выдувное формование. Выдувной полиэтилен высокой плотности может принимать сложные формы, например, позволяя устанавливать бак непосредственно над задней осью, экономя место и повышая безопасность при столкновении. Изначально были опасения по поводу низкого вязкость разрушения из HDPE по сравнению со сталью или алюминием. Следует учитывать и контролировать заботу о безопасности и долгосрочной способности функционировать.

В современных автомобилях часто используется дистанционное открытие лючка заливной горловины топливного бака с помощью электрический двигатель или тросик. Как для удобства, так и для безопасности многие современные топливные баки нельзя открыть вручную или иным образом снаружи автомобиля.

Резервный танк

Иногда называют резервный бак является дополнительным топливным баком (во многих автомобилях / мотоциклах он содержит около 15% объема основного бака), они чаще встречаются на велосипедах, старых автомобилях (некоторые без указателя уровня топлива) и транспортных средствах, предназначенных для дальних поездок или специального использования . Световой индикатор на приборной панели показывает, когда уровень топлива в баке опускается ниже определенной точки. Текущего стандарта нет, хотя некоторые усилия прилагаются для сбора этих данных для всех автомобилей.

В машинах, модифицированных для повышения выносливости, основной бак (тот, что идет в комплекте с автомобилем) превращается в резервный и устанавливается более крупный. Некоторые полноприводные автомобили могут быть укомплектованы дополнительным баком (или дополнительным баком).

Доставка в бутылке

В корабль в бутылке топливный бак - это производственная конструкция, разработанная TI Automotive в Раштатт, Германия в котором все компоненты подачи топлива, включая насос, управляющую электронику и большую часть шлангов, заключены в пластиковый топливный бак, полученный выдувным формованием,[3] и назван в честь традиционного корабль в бутылке механическая головоломка. Методика была разработана для снижения выбросов паров топлива в ответ на Автомобиль с частичным нулевым уровнем выбросов (PZEV) требования.[4] Первая заявка была на 2005 год. Ford GT.

Гоночный топливный элемент

Безопасный топливный баллон FIA FT3 в Кубок Porsche GT3 гоночный автомобиль
Для использования в других целях см. Топливный элемент (значения).

А гоночный топливный элемент имеет жесткую внешнюю оболочку и гибкую внутреннюю облицовку, чтобы свести к минимуму возможность проколов в случае столкновения или другого происшествия, которое может привести к серьезному повреждению автомобиля. Он заполнен пенопластом с открытыми ячейками, чтобы предотвратить взрыв пара в пустой части бака и свести к минимуму выброс топлива во время соревнований, который может вывести автомобиль из равновесия или вызвать недостаточную подачу топлива к двигателю (топливное голодание ).[5]

Размещение и безопасность

Из соображений безопасности в современных автомобилях топливный бак обычно расположен впереди задней оси, вне зоны деформации из машины.

Такие автомобили, как Ford Pinto или модели, которые все еще используют Платформа Ford Panther (Форд Корона Виктория, Линкольн Таун Кар, и Меркурий Гранд Маркиз ) печально известны тем, что топливный бак находится за задней осью. С 1980 года в новых моделях Ford эта проблема была исправлена, и топливный бак был установлен перед задней осью.[6]

Дженерал Моторс 1973-1987 Пикапы C / K имеют топливный бак, расположенный вне рамы.. Согласно Центр Автобезопасности это создает опасность возгорания.[7] В автомобилях неправильное размещение топливного бака привело к увеличению вероятности возгорания при столкновении. Около 1990 г., Дженерал Моторс столкнулся с более чем сотней ответственность производителя иски, связанные с пожарами, предположительно вызванными решением GM разместить топливные баки в своих пикапы вне защиты рамы автомобиля.[8] В 1993 году репортаж по этому поводу для Новости NBC устроил скандал из-за автомобилей настроен на возгорание для телекамеры.

Форда Пинто также вызвали споры о размещении топливного бака в плохо укрепленной зоне, что может вызвать смертельные пожары и взрывы, если автомобиль попадет в аварию сзади, что стоит Ford АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 125 миллионов.

Аналогичным образом из соображений безопасности наполнитель больше не мог находиться в средней части задней части автомобиля в зоне деформации и, следовательно, должен был находиться сбоку от автомобиля. Какая сторона - это ряд компромиссов: со стороны водителя легче получить доступ, и механически проще для замков газовых крышек; пассажирская сторона безопаснее (вдали от проезжающего транспорта в придорожных засыпках). Асимметричные раздвижные двери могут также диктовать размещение, и некоторые двери минивэнов будут сталкиваться с незавершенным заполнением.[9]

Самолет

Смотрите также: Топливные баки самолетов и Падение танка
Схема основных топливных баков современного авиалайнера

В самолетах обычно используются три типа топливных баков: цельные, жесткие съемные и баллонные.

  • Интегральные баки - это области внутри конструкции самолета, которые были герметизированы для хранения топлива. Примером этого типа является "мокрое крыло "обычно используются в более крупных самолетах. Поскольку эти резервуары являются частью конструкции самолета, их нельзя снимать для обслуживания или проверки. Должны быть предусмотрены контрольные панели, позволяющие проводить внутренний осмотр, ремонт и общее обслуживание резервуара. Большинство крупных транспортных самолетов используют Эта система хранит топливо в крыльях, брюхе, а иногда и в хвосте самолета.
  • Жесткие съемные баки устанавливаются в отсек, предназначенный для размещения бака. Как правило, они имеют металлическую конструкцию и могут сниматься для осмотра, замены или ремонта. Самолет не полагается на бак в плане конструктивной целостности. Эти танки обычно используются в небольших самолетах авиации общего назначения, таких как Cessna 172.
  • Баки-дозаторы или топливные элементы,[10] представляют собой усиленные прорезиненные мешки, установленные в секции конструкции самолета, рассчитанные на вес топлива. Баллон сворачивается и устанавливается в отсек через горловину топливного бака или панель доступа и фиксируется с помощью металлических кнопок или защелок внутри отсека. Многие высокопроизводительные легкие самолеты, вертолеты а некоторые турбовинтовые двигатели меньшего размера используют баки-дозаторы. Одним из основных недостатков этого типа резервуаров является тенденция материалов к работа твердеют благодаря широкому использованию, делая их хрупкий вызывая трещины.[нужна цитата ] Один из основных плюсов - это возможность использовать как можно большую часть самолета для хранения топлива.
  • Боевые самолеты и вертолеты обычно используют самоуплотняющиеся топливные баки.

Топливные баки были замешаны в авиационные катастрофы, являющиеся причиной аварии или усугубляющие ее (топливный бак взрыв ).[11][неудачная проверка ] Например:

  • Официальная «вероятная причина» взрыва и последующего крушения TWA, рейс 800 состоит в том, что в одном из топливных баков самолета находилась взрывоопасная топливно-воздушная смесь. Затем неисправная проводка стала источником возгорания в баке, разрушив авиалайнер. Хотя в данном случае точность официальных выводов все еще находится под сомнением, аналогичные взрывы произошли и на других самолетах. Можно уменьшить вероятность взрыва топливного бака за счет система инертизации топливного бака или же пена для пожаротушения в танках.[12]
  • Горящее топливо может взорваться или поджечь тот же самолет или соседние предметы и людей. в Крушение мюнхенского Convair 340 1960 года, транспорт врезался в главную улицу. Горящее топливо поджег трамвай. Все 20 человек на борту самолета и 32 пассажира трамвая погибли.[13]

В некоторых областях топливный бак самолета также называют топливный элемент самолета.

Водоснабжение

Системы водоснабжения могут иметь основное или резервное питание от дизельных генераторов, питаемых от небольшого «дневного резервуара» и гораздо большего резервуара для хранения топлива.[14][15]

Безопасность

Правильная конструкция и конструкция топливного бака играют важную роль в безопасности системы, частью которой является бак. В большинстве случаев исправные топливные баки очень безопасны, так как бак заполнен паровоздушной смесью топлива, которая намного превышает пределы воспламеняемости, и поэтому не может гореть, даже если присутствует источник возгорания (что бывает редко).

Обвязанные маслобаками используются для безопасного хранения мазута и других опасных материалов. Связка часто требуется страховыми компаниями, а не резервуарами для хранения нефти с одной обшивкой.

Несколько систем, например Боевая куртка и резиновые баллоны были разработаны и внедрены для защиты (от взрыва, вызванного огнем противника) топливных баков военной техники в зонах конфликтов.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уайт, Кент (ноябрь – декабрь 2010 г.). «Танки много - методы разработки и изготовления металлических топливных баков». Главная Магазин Машинист. 29 (6): 12–23.
  2. ^ «Герметик WS-8020 класса B - высокотемпературный герметик топливного бака | NSL Aerospace». Получено 13 марта 2020.
  3. ^ «TI представляет технологию топливных баков». Автомобильные новости. 27 июня 2005 г.. Получено 6 ноября 2016.
  4. ^ «Высокотехнологичные топливные баки». Автомобиль и водитель. 25 октября 2010 г. В архиве из оригинала от 6 ноября 2016 г.. Получено 6 ноября 2016.
  5. ^ Факты о безопасности топливных элементов, Fulesafe.com, дата обращения 26 мая 2019
  6. ^ Тейлор, Александр; Редман, Кристофер; Моряк, Барретт (8 сентября 1980 г.). "Битва на холме Детройта" (требуется оплата). Время. В архиве из оригинала 7 ноября 2012 г.. Получено 24 декабря 2012.
  7. ^ "Судебная ответственность дилеров, продающих пикапы GM 1973-1987 годов". Центр Автобезопасности. 18 октября 1993 г.. Получено 24 декабря 2012.
  8. ^ Дело "Мозли против GM" с боковым откидным топливным баком ". Адвокатское бюро Роланда Б. Дарби. 2000. Архивировано с оригинал 1 апреля 2013 г.. Получено 24 декабря 2012.
  9. ^ Торчинский, Джейсон (27 февраля 2017 г.). «Почему в некоторых автомобилях заправочные горловины бензобака расположены слева или справа». Ялопник. Gawker Media. В архиве из оригинала 27 февраля 2017 г.. Получено 28 февраля 2017.
  10. ^ «Топливные элементы для самолетов». Поплавки и топливные элементы, Inc. (FFC). Архивировано из оригинал 8 ноября 2014 г.. Получено 5 ноября 2014.
  11. ^ «Адвокат по травмам в Коннектикуте». Закон Трантоло. В архиве из оригинала 9 мая 2008 г.. Получено 24 декабря 2012.
  12. ^ «Консультативный комитет по разработке правил авиации - Заключительный отчет рабочей группы по гармонизации топливных баков» (PDF). AIA, AECMA, ATA, ALPA, IATA, FAA, JAA, GAMA, API. Июль 1998 г. В архиве (PDF) из оригинала 20 февраля 2013 г.. Получено 24 декабря 2012.
  13. ^ «Ведущий сайт по управлению чрезвычайными ситуациями в сети». Emergency-management.net. Архивировано из оригинал 10 июня 2010 г.. Получено 24 декабря 2012.
  14. ^ Maciag, Майк (7 июня 2007 г.). «Резервное устройство для электроснабжения водопроводных сооружений во время отключений». Эри Таймс-Новости. п. 5Б. на заводе Erie Water Works должен быть установлен резервуар для хранения наливных грузов на 20 000 галлонов и дневной резервуар на 5 000 галлонов для поддержки двух дизельных генераторов, служащих в качестве резервных для водоочистной станции Sommerheim в Эри, штат Пенсильвания.
  15. ^ Всеобъемлющий план восстановления Эверглейдс, раздел 8, стр. 8-3, 8-4, гласит, что малые и средние насосные станции должны быть оборудованы резервуарами для хранения топлива, способными хранить семидневную емкость, плюс «напольная сборная система в день». танки »«Раздел 8» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 27 сентября 2007 г.. Получено 8 июн 2007.
  16. ^ http://ww3.economist.com/news/technology-quarterly/21584446-fire-suppression-engineers-are-finding-ways-reduce-risk-fuel-tanks-will[постоянная мертвая ссылка ] Монитор: Взрыв, но без стрелы

внешняя ссылка