Топливный бак (также называемый топливный бак или топливный бак) является безопасным контейнером для огнеопасных жидкостей. Хотя так можно называть 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 крышки на автомобиле BMW для водородного (слева) и бензинового (справа) топливных баков.Как правило, топливный бак должен позволять или обеспечивать следующее:
Пластик ( полиэтилен высокой плотности HDPE) в качестве материала конструкции топливного бака, хотя функционально жизнеспособен в краткосрочной перспективе, имеет долгосрочную вероятность 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.
В то время как большинство резервуаров производятся, некоторые топливные баки по-прежнему изготавливаются мастерами по металлу или вручную, в случае резервуаров типа мочевого пузыря. К ним относятся кастомные и восстановительные резервуары для автомобилей, самолетов, мотоциклов, лодок и даже тракторов. Конструкция топливных баков состоит из ряда конкретных этапов. Мастер обычно создает макет, чтобы определить точный размер и форму 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, который он будет использовать для изготовления резервуара. После того, как лист нарезан до необходимой формы, различные части сгибаются для создания основной оболочки и / или концов и перегородок для резервуара. Перегородки многих топливных баков (особенно в самолетах и гоночных автомобилях) содержат отверстия для освещения. Эти фланцевые отверстия служат двум целям: они уменьшают вес резервуара 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.
В аэрокосмической промышленности герметики топливных баков часто используются для изготовления встроенных топливных баков, работающих при высоких температурах. Это обеспечивает отличную стойкость к таким жидкостям, как вода, спирты, синтетические масла и гидравлические жидкости на нефтяной основе.
Максимальное расстояние, которое может преодолеть автомобиль с двигателем внутреннего сгорания с 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). 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:
В современных автомобилях часто используется дистанционное открытие лючка заливной горловины топливного бака с помощью электродвигателя или тросика. Как для удобства, так и для безопасности многие современные топливные баки нельзя открыть вручную или иным образом снаружи автомобиля.
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 указателя уровня топлива) и транспортных средствах, предназначенных для междугородное или специальное использование. Световой индикатор на приборной панели указывает, 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 больший. Некоторые полноприводные автомобили могут быть оснащены дополнительным баком (или дополнительным баком) в дилерском центре.
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, и названный в честь традиционного корабля Механическая головоломка в бутылке. Методика была разработана для уменьшения выбросов паров топлива в соответствии с требованиями автомобиля с частичным нулевым выбросом (PZEV). Первое заявление было на Ford GT 2005 года.
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 порами, чтобы предотвратить взрыв пара в пустой части бака и свести к минимуму выплескивание топлива во время соревнований, которое может вывести автомобиль из равновесия или вызвать недостаточную подачу топлива к двигателю ( топливный голод ).
В самолетах обычно используются три типа топливных баков: цельные, жесткие съемные и баллонные.
Топливные баки были причастны к авиационным катастрофам, являясь причиной аварии или усугубляя ее ( взрыв топливного бака). Например:
В некоторых областях топливный бак самолета также называют топливным элементом самолета.
Системы водоснабжения могут иметь основное или резервное питание, обеспечиваемое дизельными генераторами, питаемыми от небольшого «дневного резервуара» и гораздо более крупного топливного резервуара для хранения.
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 при наличии источника 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.
Для стационарных топливных баков экономичный способ защитить их от опасностей, таких как экстремальные температуры и аварии транспортных средств, - это закопать их. Однако заглубленные резервуары сложно контролировать на предмет утечек. Это вызвало озабоченность по поводу экологической опасности подземных резервуаров.