Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Танк (значения) .

Топливный бак (также называемый топливный бак или топливный бак ) является безопасным контейнером для огнеопасных жидкостей. Хотя так может называться любой резервуар для хранения топлива, этот термин обычно применяется к части системы двигателя, в которой топливо хранится и перемещается ( топливный насос ) или выпускается (сжатый газ) в двигатель . Топливные баки варьируются по размеру и сложности от небольшого пластикового бака бутановой зажигалки до внешнего бака многокамерного криогенного космического корабля "Спейс Шаттл" .

Топливные баки для B-25 бомбардировщиков
Заливные пробки на автомобиле BMW для баков водорода (слева) и бензина (справа).

Использует [ редактировать ]

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.
  • Обеспечить 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).
  • Питание двигателя (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 насыщения, 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 является определенным потенциалом. 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 резервуары, одобренные Underwriters Laboratories (UL 142), должны рассматриваться как минимум при проектировании.

Конструкция топливного бака [ править ]

См. Также: Обнаружение течи резервуара
Топливный бак для лунного модуля Apollo , 1960-е годы

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. Многие топливные баки 'перегородки (особенно в самолетах и ​​гоночных автомобилях) содержатосветительные 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 [ править ]

Максимальное расстояние, которое может преодолеть автомобиль с двигателем внутреннего сгорания и полным баком, зависит от емкости бака и его топливной эффективности (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 компактных автомобилей емкость находится в диапазоне 45–65 литров (12–17 галлонов США); Оригинальная модель Tata Nano отличается своим топливным баком на 15 литров (4 галлона США). У внедорожников и грузовиков топливные баки значительно больше.

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:

  • Металлические ( стальные или алюминиевые ) топливные баки, сваренные 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.
  • Топливные баки из пластикового полиэтилена высокого давления (HDPE), изготовленные методом выдувания . Выдувной полиэтилен высокой плотности может принимать сложные формы, например, позволяя устанавливать бак непосредственно над задней осью, экономя место и повышая безопасность при столкновении. Первоначально высказывались опасения по поводу низкой вязкости разрушения HDPE по сравнению со сталью или алюминием. Следует учитывать и контролировать заботу о безопасности и долгосрочной способности функционировать.

Современные автомобили часто имеют дистанционное открытие лючка топливного бака с помощью электродвигателя или тросика. В целях удобства и безопасности многие современные топливные баки нельзя открыть вручную или иным образом снаружи автомобиля.

Резервный танк [ править ]

Резервный бак иногда называют дополнительным топливным баком (во многих автомобилях / мотоциклах он содержит около 15% объема основного бака), он чаще встречается на велосипедах, старых автомобилях (некоторые без датчика уровня топлива) и транспортных средствах, предназначенных для междугородное или специальное использование. 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).

Корабль в бутылке [ править ]

Корабль в бутылке топливного бака дизайн производства , разработанный TI Automotive в Раштатте, Германия , в котором все компоненты подачи топлива , включая насос, управляющую электронику и большинство из шланга заключены в выдувного формования пластмассового топливного бака, [3] и назван в честь традиционная механическая головоломка « корабль в бутылке» . Методика была разработана для снижения выбросов паров топлива в соответствии с требованиями автомобиля с частичным нулевым выбросом (PZEV). [4] Первое заявление было на Ford GT 2005 года .

Гоночный топливный элемент [ править ]

Безопасный топливный баллон FIA FT3 в гоночном автомобиле Porsche GT3 Cup
Для использования в других целях, см Топливный элемент (значения) .

Гоночные топливный элемент имеет жесткую внешнюю оболочку и гибкую внутреннюю облицовку , чтобы свести к минимуму возможности проколов в случае столкновения или других происшествий , в результате серьезного повреждения транспортного средства. 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 в двигатель ( топливный голод ). [5]

Самолет [ править ]

Смотрите также: Топливные баки самолетов и Drop tank
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 используемое в более крупных самолетах. Поскольку эти баки являются частью конструкции самолета, их нельзя снимать для обслуживания или осмотра. Должны быть предусмотрены контрольные панели для внутреннего осмотра, ремонта и общего обслуживания резервуара. Большинство крупных транспортных самолетов используют эту систему, сохраняя топливо в крыльях, брюшной части, а иногда и в хвостовой части 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 [6] представляют собой усиленные прорезиненные мешки, установленные в секции конструкции самолета, рассчитанной на то, чтобы выдерживать 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 и некоторые малые турбовинтовые самолеты используют баки-дозаторы. Одним из основных недостатков этого типа резервуаров является тенденция к твердению материалов при интенсивном использовании, что делает их хрупкими, вызывая трещины. [ необходима цитата ] Один из основных плюсов - это возможность использовать как можно большую часть самолета для хранения топлива.
  • Боевые самолеты и вертолеты обычно используют герметичные топливные баки .

Топливные баки были причастны к авиационным катастрофам , являясь причиной аварии или усугубляя ее ( взрыв топливного бака ). [7] [ неудачная проверка ] Например:

  • Официальная «вероятная причина» взрыва и последующего крушения TWA Flight 800 заключается в том, что в одном из топливных баков самолета находилась взрывоопасная топливно-воздушная смесь. Неисправная проводка затем стала источником возгорания внутри бака, разрушив авиалайнер. Хотя в данном случае точность официальных выводов все еще находится под сомнением, аналогичные взрывы произошли и на других самолетах. Снизить вероятность взрыва топливных баков можно с помощью системы инертирования топливных баков или использования противопожарной пены в баках. [8]
  • Горящее топливо может взорваться или поджечь тот же самолет или соседние предметы и людей. Во время аварии Convair 340 в Мюнхене в 1960 году транспорт врезался в главную улицу. Горящее топливо поджег трамвай. Все 20 человек на борту самолета и 32 пассажира трамвая погибли. [9]

В некоторых областях топливный бак самолета также называют топливным элементом самолета .

Водоснабжение [ править ]

Системы водоснабжения могут иметь основное или резервное питание, обеспечиваемое дизельными генераторами, питаемыми от небольшого «дневного резервуара» и гораздо более крупного топливного резервуара для хранения. [10] [11]

Безопасность [ править ]

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 смесью паров топлива и воздуха, которая намного превышает пределы воспламеняемости , и поэтому не может гореть, даже если присутствует источник возгорания (что бывает редко).

Обвязанные масляные баки используются для безопасного хранения мазута и других опасных материалов. Страховые компании часто требуют обваловки , а не резервуаров для хранения нефти с одной обшивкой.

Несколько систем, таких как боевой жилет и резиновые баллоны, были разработаны и развернуты для использования для защиты (от взрыва, вызванного огнем противника) топливных баков военной техники в зонах конфликтов. [12]

См. Также [ править ]

  • Электрификация
  • Взрыв
  • Система быстрой подачи топлива
  • Топливный фильтр
  • Утечка топлива
  • Топливопровод
  • Топливный насос
  • Jettison
  • Топливная камера

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уайт, Кент (ноябрь – декабрь 2010 г.). «Танки много - методы разработки и изготовления металлических топливных баков». Главная Магазин Машинист . 29 (6): 12–23.
  2. ^ "WS-8020 Class B Герметик - Высокотемпературный герметик топливного бака | NSL Aerospace" . Дата обращения 13 марта 2020 .
  3. ^ «TI представляет технологию топливных баков» . Автомобильные новости. 27 июня 2005 . Проверено 6 ноября +2016 .
  4. ^ «Высокотехнологичные топливные баки» . Автомобиль и водитель . 25 октября 2010 года. Архивировано 6 ноября 2016 года . Проверено 6 ноября +2016 .
  5. ^ Факты о безопасности топливных элементов , Fulesafe.com, по состоянию на 26 мая 2019 г.
  6. ^ "Топливные элементы самолета" . Поплавки и топливные элементы, Inc. (FFC). Архивировано из оригинала 8 ноября 2014 года . Дата обращения 5 ноября 2014 .
  7. ^ "Поверенный по травмам Коннектикута" . Закон Трантоло. Архивировано 9 мая 2008 года . Проверено 24 декабря 2012 года .
  8. ^ «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. Архивировано 20 февраля 2013 года (PDF) . Проверено 24 декабря 2012 года .
  9. ^ "Ведущий сайт управления чрезвычайными ситуациями в сети" . Emergency-management.net. Архивировано из оригинального 10 июня 2010 года . Проверено 24 декабря 2012 года .
  10. ^ Maciąg, Mike (7 июня 2007). «Резервное устройство для электроснабжения водопроводных сооружений при отключениях». 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.
  11. ^ Комплексный 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 семь дней, а также «монтируемой на полу сборной системой. дневные цистерны » « Раздел 8 » (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2007 года . Проверено 8 июня 2007 года .
  12. ^ http://ww3.economist.com/news/technology-quarterly/21584446-fire-suppression-engineers-are-finding-ways-reduce-risk-fuel-tanks-will [ постоянная мертвая ссылка ] Монитор: Bang, но нет бум

Внешние ссылки [ править ]

  • Снижение воспламеняемости топливных баков в самолетах транспортной категории ( Агентство по охране окружающей среды США ).
  • Согласование топливных баков (Консультативный комитет по разработке правил авиации)
  • США обнародовало новые правила на самолете Топливные баки , по США Департамент транспорта .
  • 2005 Ford GT Силовая установка