В результате расхода топлива в баке может образоваться разрежение, что вызывает перебои в подаче топлива или остановку двигателя. При работе автомобиля в жаркую погоду из бензина интенсивно испаряются легкие фракции, и давление в баке повышается. В обоих случаях необходимо, чтобы внутреннее пространство топливного бака сообщалось с атмосферой.
Топливные баки автомобилей снабжают герметичными пробками, соединяющими бак с атмосферой через специальные клапаны.
Объем топливного бака современного автомобиля, как правило, позволяет преодолеть не менее пятисот километров. При этом неважно, что используется в качестве горючего – бензин, дизтопливо или сжиженный газ. Так что же представляет собой этот важный элемент топливной системы?
Топливный бак – это емкость для безопасного хранения горючего определенного вида, предотвращения его утечки и выбросов вследствие испарения. Устанавливается он в наиболее защищенном месте. Так, на легковых машинах его, как правило, размещают под задним сидением, поскольку эта зона наименее подвержена деформации при ударе сзади.
На грузовиках бак или баки располагают вдоль бортов между передними и задними колесами. Это обусловлено тем, что большинство ударов в случае ДТП, так или иначе приходится в лоб, и шансы, что кто-нибудь влетит в борт, и уж тем более в топливный бак, довольно малы. Кроме того, они работают на дизельном топливе, которое, в отличие от бензина, не детонирует.
К кузову или раме автомобиля бак крепится ленточными хомутами. Чтобы обеспечить ему дополнительную защиту от повреждений, нижняя часть может быть закрыта металлическим листом. Чтобы избежать нагрева бака и его содержимого от частей выхлопной системы, применяются теплоизоляционные прокладки.
Из какого материала изготавливается
Для изготовления баков применяется три материала: сталь, алюминий и пластик (высокоплотный полиэтилен). Последний наиболее часто используется в производстве легковых автомобилей.
Пластик удобен тем, что позволяет наилучшим образом использовать установочное пространство и изготовить емкость любой формы, а значит, получить максимальную вместимость топливного бака. Основное достоинство данного материала в том, что ему не страшна коррозия. Однако на молекулярном уровне пластик проницаем для углеводородов. Чтобы не допустить микроутечек, баки делают многослойными, а внутреннюю поверхность в некоторых конструкциях покрывают фтором.
Металлические баки сваривают из штампованных листов. Для хранения дизельного топлива или бензина применяется алюминий, для газа – сталь.
Устройство
Баки для разных моделей автомобилей имеют разное строение. Причиной этому стремление инженеров наилучшим образом использовать доступное пространство для установки. Причем, конструкция топливного бака может различаться даже у одной модели. Это зависит от типа кузова и двигателя, также на нее может влиять устройство системы впрыска и топливной системы, климатическое исполнение.
Для заправки бака используется заливная горловина. Это единственная его часть, которую можно увидеть снаружи легкового автомобиля. Располагается горловина справа или слева над задним крылом.
Принципиального значения это не имеет, дело лишь в привычке. Правда, некоторым рассеянным водителям лучше, чтобы она находилась с той же стороны, что и водительская дверца, это позволит свести к минимуму риск покинуть заправку с топливным пистолетом в баке.
Заливная горловина соединена с баком трубопроводом. Его сечение обеспечивает пропускную способность до 50 литров в минуту. Закрывается горловина топливного бака крышкой на резьбе, а снаружи все скрывает лючок, который может открываться из салона при помощи механического или электрического привода или вручную, если на нем нет замка.
В систему питания горючее попадает через заборник, соединенный с выходным топливопроводом, излишки топлива попадают обратно через сливной топливопровод. Заборник закрывается сеткой, предназначенной для грубой механической очистки горючего. У дизельных автомобилей заборник может быть оснащен системой подогрева топлива. Многие владельцы дизелей, меняют самостоятельно штатный заборник на подогреваемый, или приобретают подогревающие насадки.
В емкость топливного бака автомобиля с бензиновым мотором, помещается электрический топливный насос, нагнетающий давление горючего в системе. Уровень топлива в баке контролируется при помощи датчика, объединенного с насосом в одно устройство. Датчик состоит из поплавка и потенциометра. При изменении уровня топлива поплавок поднимается или опускается, вызывая изменение сопротивления потенциометра. В результате меняется напряжение в цепи, и стрелка на приборной панели меняет свое положение. Если топливный бак имеет сложную конструкцию или большой объем, в нем могут быть установлены два датчика, работающих параллельно.
Для нормального снабжения двигателя топливом, в баке необходимо постоянно поддерживать атмосферное давление. С этой функцией справляется система вентиляции. Она нейтрализует разрежение, возникающее при выработке горючего (для этого служит клапан вентиляции топливного бака), помогает удалить лишний воздух, попадающий внутрь во время заправки, и не позволяет чрезмерно подняться давлению в баке из-за нагрева горючего.
Работа
Из-за разрежения емкость может деформироваться, в результате:
- во-первых, уменьшится объем топливного бака;
- во-вторых, может прекратиться подача горючего.
Существует также вероятность повредить заборник или топливный насос. При чрезмерном давлении емкость может попросту разорваться.
Современные автомобили оснащаются системой вентиляции замкнутого типа. Иными словами, бак не имеет непосредственного контакта с атмосферой. Несмотря на то, что устройство данной системы на разных машинах отличается, у них есть ряд общих элементов.
С разрежением борется клапан вентиляции топливного бака. По сути это обычный обратный клапан, открывающийся в тот момент, когда разрежение в баке достигает определенного значения. После его открытия внутреннее давление выравнивается с атмосферным.
Пары топлива во время заправки удаляются при помощи системы улавливания паров через вентиляционный трубопровод, после этого они попадают в адсорбер, где конденсируются. Когда емкость адсорбера заполнится, включается система его продувки, и горючее попадает во впускной коллектор и смешивается с рабочей смесью. Аналогичным образом стравливается давление, возрастающее при нагреве топливного бака.
Наконец, система вентиляции оснащается гравитационным клапаном, это устройство предотвращает разлив топлива в случае, если автомобиль перевернется.
Уход
Данный вопрос актуален для автомобилей с большим пробегом. Поскольку качество горючего у нас оставляет желать много лучшего, то помимо порции углеводородов внутрь попадают примеси, оседающие на стенках. И других поверхностях. По мере накопления они начинают отслаиваться и забивать сетку фильтра грубой очистки топлива. В результате горючее перестает проходить через заборник.
Решить проблему поможет чистка топливного бака. Не стоит поддаваться рекламе, предлагающей купить чудо-присадку, которую стоит только залить в бак, и грязь сама рассосется. Такой метод хорош в качестве профилактики, например, раз в 10000 км можно заливать подобное средство, и оно действительно поможет удалить отложения не только из бака, но и из всего топливопровода без ущерба для машины. Если же бак никогда прежде не чистился, то использование присадки только усугубит проблему.
В этом случае потребуется снять бак с машины и полностью его промыть с использованием специальной химии.
У каждого автомобиля своя емкость топливного бака. Не существует определенного стандарта по параметру объема, которого бы придерживались все производители автомобилей. Давайте разберемся, каковы емкости топливных баков разного типа, определим особенности и устройство данных элементов.
Как производители рассчитывают емкость?
Считается, что в автомобиле должно быть достаточно топлива для того, чтобы он на одной заправке смог проехать 500 километров. Это негласное правило, которого придерживаются многие автопроизводители. Следовательно, емкость топливного бака будет разной для автомобилей с повышенным и пониженным потреблением топлива.
В среднем топливный бак вмещает 55-70 литров бензина, однако из-за пониженного потребления топлива малолитражных двигателей наблюдается тенденция к уменьшению емкости топливного бака. Это и логично, ведь легковому автомобилю с небольшим рабочим объемом двигателя нужно гораздо меньше топлива для того, чтобы проехать 500 км. К тому же эффективность самого топлива растет за счет повышения октанового числа и использования разных присадок, что тоже предполагает экономию и снижение емкости бака. Большой джип с прожорливым мотором «съест» гораздо больше бензина, следовательно, и топливный бак у него должен быть вместительнее.
Что касается дизеля, топливный бак машин, потребляющих солярку, часто меньше по сравнению с бензиновыми автомобилями. Это логично, так как КПД дизельного топлива выше, чем КПД бензина. Следовательно, автомобиль с 40-литровым баком, полностью заполненным дизельным топливом, проедет такое же расстояние, как и машина с полным 50-литровым баком. Но это слишком грубое сравнение.
Топливные баки машин легкового типа
Чтобы приблизительно были понятны цифры, нужно обратиться к техническим параметрам автомобилей. Новая «Лада Веста» российского концерна «АвтоВАЗ» оснащается баком емкостью 55 литров. Это достаточно высокий показатель, а ближайшие конкуренты — «Киа Рио» и «Хендай Солярис» — оснащаются баками на 43 литра. Потребление топлива этих машин приблизительно одинаковое, а это значит, что «Лада» проедет на полной заправке большее расстояние, что является одним из преимуществ.
Более крупный автомобиль «Фольксваген Тигуан» оснащается баком емкостью 58-64 литра (зависит от конкретной модификации), а такие огромные машины, как Toyota Land Cruiser, с большим потреблением топлива, имеют 93-литровые баки.
Что касается размеров, то с этим все намного сложнее. Некоторые производители делают прямоугольные баки, размер которых приблизительно может составлять 60х40х20 см. Есть баки с совершенно отличными размерами, а некоторые производители адаптируют данные емкости для топлива таким образом, чтобы они вписывались в конструкцию. Их размер нельзя описать тремя-четырьмя параметрами.
Емкости баков грузовых машин
Что касается грузовых автомобилей, то популярна машина КамАЗ, топливный бак у которой в зависимости от модели может иметь разный объем. Самая минимальная вместительность – 125 литров. Однако из-за большого потребления топлива КамАЗ не способен пройти большое расстояние (да еще и с грузом) на таком баке, поэтому производитель предусмотрел и другие емкости, которые используются на этом автомобиле. Таким образом, топливный бак КамАЗа может иметь емкость от 125 до 600 литров при шаге 50 или 40 литров.
Также могут быть и нестандартные модификации баков на 700 литров. Дело в том, что не только завод-производитель изготавливает емкости для топлива, этим также могут заниматься и сторонние производители. И вообще, на рынке небольшая вероятность найти продукцию завода «КамАЗ», чаще всего встречаются баки от сторонних производителей.
Второй популярный грузовой автомобиль – ГАЗель. Несмотря на то что данная машина является грузовой, топливный бак ГАЗели вмещает всего 60 литров бензина. И это очень неудобно, учитывая, что потребление топлива автомобиля достаточно большое. Следовательно, при езде на дальние расстояния приходится брать с собой дополнительные канистры с топливом.
Некоторые владельцы этих автомобилей меняют старый, небольшой бак на новый. Сторонние производители выпускают для ГАЗели топливные баки емкостью до 150 литров.
Все это позволяет сделать вывод, что топливный бак – это меняющаяся, а не постоянная величина, и для различных автомобилей она разная. Даже в двух одинаковых моделях могут использоваться совершенно различные емкости для топлива с разной вместительностью.
Огромные фуры типа SCANIA 113 и вовсе имеют баки на 450-500 литров. Автомобиль DAF XF может иметь 870-литровую емкость для топлива, а грузовик MAN F90 с большой грузоподъемностью оснащается баком на 1 260 литров. Это просто невероятно большая вместительность, и малые 45-литрвоые баки легковых автомобилей на их фоне выглядят просто смешно.
Заключение
Топливный бак автомобиля является достаточно сложной конструкцией. Несмотря на кажущуюся простоту устройства, в баке возникает множество разных процессов (испарение, окисление топлива), которые необходимо предусматривать при разработке данных емкостей. Но если сравнивать устройство бака с мотором или хотя бы с системой питания, то оно покажется примитивным.
Теперь вы знаете, как устроен топливный бак, каков его объем в легковых и грузовых автомобилях, а также то, почему он настолько невелик в малолитражках. На фоне всего этого становятся понятной тенденция уменьшения емкости бака в современных малолитражных автомобилях.