Топливный бак автомобиля: устройство бензобака

Устройство топливного бака автомобиля

Бензобак состоит из следующих элементов:
  • герметичный корпус – емкость, в которой находится горючее во время работы двигателя;
  • вентиляционная трубка – обеспечивает удаление излишков воздуха, образовавшихся во время заправки, а также нормализует давление, которое меняется из-за расширения или сужения топлива по причине изменения температуры окружающей среды;
  • заливная горловина – труба, которая имеет выход на внешнюю часть кузова авто и предназначена для заполнения бака горючим;
  • патрубок забора – небольшая трубка, через которую топливо поступает к цилиндрам;
  • слив – отверстие, которое предназначено для экстренной замены топлива в случае загрязнения (в своем обычном состоянии перекрыто пробкой);
  • датчик – сенсор с полым поплавком, который определяет уровень топлива и посылает соответствующий сигнал на электронный блок управления транспортного средства;
  • фильтры – проводят очистку топлива перед подачей в цилиндры, удаляя оттуда крупнодисперсные частицы грязи и пыли, которые могут оказаться в горючем.

Условно к одной из составных частей автобака можно отнести топливный насос, который перекачивает топливо из бензобака в цилиндровую группу. Он не является частью этого узла, однако функции насоса тесно связаны с функциями бака. Во многих моделях машин устройство встроено непосредственно в бак.

Бак изготавливают из различных металлических сплавов. Чаще всего для его создания применяют:

  • сталь – обычно используется в грузовых машинах и внедорожниках;
  • алюминий – автобаки из этого металла устанавливают на легковые автомобили.

Также на некоторых моделях транспортных средств стоят бензобаки из ударопрочного полимерного состава. Их главное достоинство – легкость. Ведь масса даже самой прочной пластмассы в несколько раз меньше веса металла.

Что касается размера автобака, то обычно его делают таким, чтобы одной полной заправки хватило для преодоления 500 – 600 км. На большинстве легковых автомобилей емкость автобака составляет 50 – 60 литров. На грузовиках и внедорожниках она значительно больше.

Принцип работы топливного бака
Бензобак работает следующим образом:
  • во время заправки по горловине в корпус поступает горючее;
  • затем оно под действием внутреннего давления узла поступает в патрубок забора;
  • из патрубка топливо при помощи насоса направляется в цилиндровую группу.

При этом избыток топлива возвращается в бензобак через слив.

Что касается датчика, то он показывает, сколько горючего осталось. Работает прибор по принципу потенциометра: при уменьшении количества бензина его поплавок опускается, в результате сопротивление датчика изменяется. Блок управления регистрирует эти изменения и выводит соответствующую информацию на приборную панель транспортного средства.

Место установки и изоляция

На легковых авто бак наиболее часто установлен перед задней осью. Таким образом, он находится под задним пассажирским сиденьем. Главной задачей становится расположение бака вне зоны деформации кузова при сильном ударе в заднюю часть. Нижняя часть бака дополнительно закрыта металлической защитой от наружных повреждений. Топливный бак также защищают от нагрева путем его изоляции от элементов системы выпуска. Для этого используют теплоизолирующие прокладки.

Материалы для изготовления

Баки для топлива бывают стальными или алюминиевыми, а также их изготавливают из пластмассы. Баки из металла получают путем сварки из штампованного листа. Алюминий отлично подходит для хранения бензина и дизельного топлива, стальные баки применяются для хранения газа.

Пластмассовые баки сегодня наиболее распространены, так как в процессе их изготовления простота формовки делает возможным получить любую форму и объем, они не подвержены коррозии. Пластиковые баки изготавливают из нескольких слоев для защиты от утечек топлива. Изнутри топливный бак покрывают фтором, который служит дополнительной защитой от протечки.

Приведенное ниже видео в первой своей части позволяет наглядно ознакомиться с местом установки и способом крепления топливного бака в обычном гражданском автомобиле.

Заливная горловина

Заправка топливного бака предусмотрена через заливную горловину. Данный элемент расположен над задним крылом в левой или правой части кузова автомобиля. Эксперты считают более удобным расположение заливной горловины в левой части. По их мнению горловина, расположенная за водителем, снижает шансы непреднамеренного начала движения и отрыва заправочного пистолета после заправки на АЗС.

Горловина соединяется с баком при помощи трубопровода. За скорость заправки бака отвечает сечение заливной горловины и трубопровода. Данные элементы должны обеспечивать показатель около 50-и литров в минуту. Закрывается горловина запорной винтовой крышкой. Дополнительно встречается такая схема, при которой запор горловины отсутствует.

Доступ к горловине ограничен лючком бензобака, который имеет замок. На современных авто лючок открывается из салона. Конструктивно может быть применен как электрический привод с использованием электродвигателя, так и механический способ открытия при помощи троса.

Топливопроводы

Для подачи топлива в систему питания двигателя к баку подсоединен выходной топливопровод. Излишки топлива, неизрасходованные форсунками, поступают обратно в бак по сливному топливопроводу. В современных транспортных средствах на бензине прямо в бензобаке установлен топливный насос. Конструктивно в кузове предусмотрен доступ к такому насосу. Технологическое окошко в подавляющем большинстве случаев реализовано под задним пассажирским диваном.

Датчик контроля уровня топлива в баке

Для бензиновых агрегатов такой датчик представляет собой единое целое с корпусом топливного насоса. Для дизельных ДВС указанный датчик устанавливают отдельно. Устройство датчика включает в себя два элемента: поплавок и потенциометр.

Если уровень топлива понизится, то и поплавок опустится ниже. Одновременно с этим изменится сопротивление потенциометра, который связан с поплавком. Все это приведет к уменьшению напряжения в электроцепи, а стрелка указателя уровня топлива на приборной панели отобразит изменения.

Принцип устройства топливного бака

Следующее что нужно сказать — бензобаки в наше время делают разных форм, особенности эти зависят от модели автомобиля, объема двигателя и других схожих различий. При этом принцип работы остается схожим, присутствуют лишь маленькие отличия, не влияющие на общую работу.

Устройство автомобильного бака

Деталь, с которой стоит начать — это крышка топливного бака с замком и лючек, который ее закрывает. Сразу за крышкой идет единственная часть системы, которая видна невооруженным глазом — это горловина топливного бака, через нее, а точнее через ее заливную часть в «хранилище бензина» попадает топливо. Расположение горловины — это обычно правая задняя часть автомобиля (над задним крылом). Дабы вовнутрь не попадал лишний воздух и прочий мусор, и нужна крышка топливного бака с замком.

Далее горловина соединяется с трубопроводом бензобака. Диаметр и сечение трубопровода таковы, что заливная способность составляет 50 литров топлива в минуту (довольно внушительная цифра, если учитывать, что полный объем топливного бака составляет где-то 55 литров).

Затем идет специальный заборник топлива, благодаря которому горючее попадает в систему и его излишки убираются назад в бак топливный. Он также оснащен сеткой (фильтром) для дополнительной очистки бензина.

Следующая крайне важная деталь — это электрический насос для топлива. С его помощью бензин под нужным давлением попадает в общую систему двигателя. Насос также оснащен специальным датчиком, который показывает уровень бензина наполняющего емкость топливного бака. Если горючего осталось мало, на приборной доске загорится соответствующая лампочка. Надо сказать, что за этим надо следить, ведь если бензина будет постоянно не хватать, насос будет работать вхолостую и может сгореть.

Основные узлы бензобака

Устройство топливного бака

Несмотря на различную форму, конструкция большинства современных бензобаков имеет общие детали:

  • Заливная горловина – имеет выход на внешнюю часть кузова и предназначена для заливки топлива. Чаще всего располагается со стороны водителя (над задним крылом кузова). В большинстве автомобилей горловина имеет специальную герметичную винтовую крышку топливного бака, предотвращающую вытекание топлива и попадание пыли. Однако некоторые современные авто не имеют такой крышки. Она заменена системой Easy Fuel – небольшим люком с электрическим приводом, открывающим и запирающим бензобак.
  • Корпус или стенки (непосредственно емкость).
  • Патрубок забора топлива – оснащается фильтром для предотвращения попадания загрязнений. На современных легковых автомобилях эту функцию выполняет модуль погружного топливного насоса. Он оснащается дополнительным съемным фильтром (сеткой).
  • Сливное отверстие (в обычном положении закрыто пробкой) – используется при необходимости экстренно слить топливо.
  • Датчик уровня топлива с поплавком – предназначен для измерения количества топлива.
  • Вентиляционная трубка.

Из какого материала изготавливается топливный бак

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.

Особенности расположения бака в автомобиле

В большинстве легковых автомобилей бак располагается в задней части транспортного средства. При этом в государствах с правосторонним движением он находится с правой стороны, а в странах с левосторонним – с левой. Это объясняют заботой о безопасности водителя в том случае, когда он заправляет свою машину из канистры на обочине дороги. Однако в последнее время производители авто не придерживаются этого правила и размещают узел независимо от того, какой тип движения в стране. В частности, в последнее время такое замечено за французами и японцами.

Что касается автомобилей-внедорожников, то они очень часто имеют два бензобака, расположенных с обеих боков автомобиля. При этом один из них является основным (именно из него осуществляется забор горючего), а второй – дополнительным – в нем топливо хранится и перекачивается оттуда в первый в случае израсходования).

На тяжелых грузовых автомобилях бензобак размещают позади кабины на шасси. Часто он виден при внешнем осмотрен транспортного средства. Грузовики также могут иметь сразу 2 узла, как внедорожники.

Устройство и работа системы вентиляции топливного бака

Из-за разрежения емкость может деформироваться, в результате:

  1. во-первых, уменьшится объем топливного бака;
  2. 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 за топливным баком

Уход за баком требует его регулярной очистки от воды. Она попадает в узел во время проведения заправки. После открывания заливной горловины туда устремляется поток атмосферного воздуха, содержащий испарения влаги. В результате они конденсируются на стенках, а потом в виде капель попадают в горючее. Поскольку вода тяжелее бензина, она оседает на дне. Ее нужно обязательно удалять. Для этого в бензобак заливают 150 – 200 мл. спирта концентрацией 90%. В отличие от бензина, он может смешиваться с водой. А получившийся в результате раствор – с бензином. При этом такая смесь спокойно проходит через топливную систему, не причиняя ей абсолютно никакого вреда. Очистку проводят не реже 1 раза в год.

Воду можно удалить и другим способом: просто открыть кран сливного патрубка. Это помогает удалить не только ее, но и образовавшиеся в горючем осадки, которые затрудняют его прохождение к цилиндрам.

Что касается фильтров, то необходимо:

  • периодически менять фильтрующие элементы в фильтре тонкой очистки;
  • сливать отстой;
  • промывать фильтр грубой очистки.

Промывку проводят в керосине или дизельном топливе. Фильтр для этого предварительно отсоединяют от бака, затем отделяют друг от друга фильтрующие элементы и крышку. Перед демонтажем необходимо закрыть топливный кран. Когда очистка закончена, деталь ставят на место, а топливную систему заполняют бензином.

Типы и разновидности крышек топливных баков

Существует довольно большое разнообразие типов крышек топливных баков, отличающихся функционалом и конструкцией. Все современные крышки можно разделить на группы по нескольким признакам.

По типу крепления крышки бывают:

  • Резьбовые (вкручиваются в горловину с помощью резьбы);
  • Байонетные (фиксируются поворотом на небольшой угол);
  • Крышки с откидным запором (прижимаются к горловине с помощью откидного запорного устройство — как в металлических канистрах).

Резьбовые крышки и крышки с байонетом одинаково распространены, однако крышки с обычной резьбой чаще используются в баках легковых автомобилей, с байонетом — в баках тракторов и грузовиков. Резьбовые крышки менее удобны в использовании, так как требуют определенных затрат времени на вкручивание и выкручивание, однако более надежны. Крышки с байонетом открываются и закрываются за доли секунды, однако требуют приложения больших сил для надежного закрывания.

Крышки с откидным запором («канистрового» типа) надежно закрывают бак, быстро открываются и закрываются, однако в настоящее время они находят весьма ограниченное применение на грузовых автомобилях, тракторах и иной технике.

В свою очередь, резьбовые крышки отличаются по типу резьбы:

  • С внутренней резьбой;
  • С наружной резьбой.

В первом случае резьба на крышке располагается на внутренней цилиндрической поверхности, а ответная резьба выполнена на внешней поверхности заливной горловины. Во втором случае все наоборот.

По наличию вентиляции крышки делятся на три типа:

  • Крышки без клапанов — предназначены для баков, в которых предусмотрены отдельные системы выравнивания давления и улавливания паров топлива;
  • Крышки с впускным клапаном — в таких крышках имеется только один клапан, обеспечивающий поступление в бак воздуха из атмосферы при понижении уровня топлива. Клапан одностороннего действия, поэтому оборудованная им крышка может использоваться только с баком, оборудованным системой улавливания паров топлива;
  • Крышки с двумя клапанами — впускным и выпускным, такие крышки обеспечивают как выравнивание давления в баке при уменьшении количества топлива, так и сброс давления паров топлива.

Сегодня наиболее распространены крышки второго типа (с впускным клапаном), так как большинство современных автомобилей обязательно оснащается системой улавливания паров топлива закрытого типа. В этой системе пары топлива не сбрасываются в атмосферу, а собираются в адсорбере (который наполнен активированным углем), а при пуске двигателя направляются во впускной коллектор. Данный тип крышек также используется на мотоциклах, в маломощных генераторных установках, бензопилах и т.д., то есть в механизмах с топливным баком малого объема.

Крышки без клапанов используются нечасто, так как перенос впускного клапана на бак или в другое место требует больших затрат, чем устройство этого клапана в крышке.

Крышки с двумя клапанами наиболее широко использовались в старых автомобилях, до широкого внедрения системы улавливания паров топлива закрытого типа. Сегодня же такие крышки чаще всего можно встретить на отечественных грузовиках, тракторах и иной технике. Обычно клапаны объединены в одну конструкцию — паровоздушный клапан, но, фактически, здесь все равно два клапана, которые работают независимо друг от друга.

По типу и способу защиты от хищения топлива крышки бывают:

  • Обычные (без каких-либо специальных средств защиты);
  • С замком на ключе (обычно используются обычные цилиндровые замки, их личинки вертикально встроены в крышку);
  • С навесным замком («классический» вариант, замок подвешивается на специальные скобы на крышке и горловине);
  • С кодовым замком той или иной конструкции;
  • С цилиндрическим замком, который открывается ключом зажигания автомобиля.

Сегодня наиболее широкое применение получили крышки с обычными (цилиндровыми) замками, которые могут быть легко установлены на место штатной крышки без средств защиты. В последние годы все более широкое применение находят крышки с кодовыми замками. Но не теряют своей актуальности и обычные крышки без замков — они традиционно используются на легковых автомобилях, в которых заливная горловина и крышка закрываются лючком, имеющим замок или открывающимся только из салона.

Навесной замок в современных баках и крышках уже практически не применяется, так как он не очень удобен и не обеспечивает надежной защиты. Такое решение чаще используется в простых крышках с откидным запором, а также его все еще можно встретить на старой технике.

Крышки с замком, который открывается ключом зажигания, применяются довольно редко, хотя они обеспечивают высокую степень защиты автомобиля от угона во время заправки. Дело в том, что замок такой крышки при открытии удерживает ключ, поэтому водителю приходится брать крышку с собой. Крышки данного типа используются несколькими автопроизводителями на ограниченном количестве моделей.

Также крышки можно условно разделить по наличию или отсутствию дополнительных элементов:

  • Цепочка или пластиковый хлыстик для защиты крышки от утери — при наличии цепочки крышка не потеряется, так как всегда висит рядом с заливной горловиной;
  • Рифление или специальная ручка для удобного откручивания крышки — сегодня можно встретить большое разнообразие форм и размеров.

По материалу изготовления крышки делятся на две больших категории:

  • Металлические (стальные, оцинкованные или имеющие иное защитное покрытие, а также латунные);
  • Пластиковые.

Крышки из пластика имеют то преимущество, что они устойчивы к коррозии и дольше сохраняют свои свойства под воздействием паров топлива. Металлические крышки обладают большей прочностью, поэтому они чаще применяются на грузовых автомобилях, тракторах и иной тяжелой технике.

Наконец, все крышки можно разделить на два класса по назначению:

  • Крышки, предназначенные для одной модели автомобиля или модельного ряда;
  • Универсальные крышки.

Наибольшее применение находят крышки, предназначенные для конкретных автомобилей или модельных рядов, так как они разработаны с учетом особенностей бака и топливной системы, обеспечивают безопасность и надежно закрывают бак. Универсальные крышки — это скорее вынужденное и временное решение, такие крышки подходят для баков с различным диаметром заливных горловин, ими при необходимости можно закрыть практически любой бак.

Таким образом, крышек топливных баков сегодня существует огромное количество, однако все они имеют принципиально одинаковое устройство, отличаясь деталями — клапанами, замками, размерами и материалами.

Типичное устройство крышки топливного бака

Крышка имеет несложное устройство. Ее основу составляет корпус, в нижней части которого выполнена резьба или имеются выступы байонета. Также в нижней части крышки выходит один или два клапана той или иной конструкции. Сверху крышка закрыта кожухом (облицовкой), в котором могут быть предусмотрены отверстия для запуска воздуха, однако на многих крышках отверстия располагаются сбоку, в месте стыковки корпуса и кожуха. По периметру поверхности пробки, прилегающей к горловине, предусмотрено резиновое уплотнительное кольцо (прокладка).

Обычно в крышках используются традиционные пружинные клапаны различных конструкций. Впускные клапаны бывают двух основных видов:

  • Клапан с штифтом;
  • Клапан с диафрагмой или пробкой.

В первом типе клапана через отверстие в нижней части пробки пропущен штифт, с обеих сторон несущий на себе диски. Верхний диск удерживает пружину, которая нижней частью упирается в дно крышки, а нижний диск закрывает отверстие в пробке. Во втором типе клапана используется пробка или диафрагма, прижатая к впускному отверстию с помощью пружины. Обычно такой клапан помещается в отдельный корпус, выполненный внутри крышки.

Выпускные клапаны бывают только диафрагменными, так как они обладают большой пропускной способностью и могут очень быстро (за доли секунды) сбросить давление в баке.

Если в крышке предусмотрено два клапана, то они объединяются в один паровоздушный клапан, однако работают они автономно и, в сущности, остаются отдельными клапанами. Обычно выпускной клапан выполняется в виде диафрагмы большого диаметра, прижатой с помощью пружины к нижней части крышки бака, а впускной клапан штифтового типа монтируется непосредственно на этой диафрагме. Возможны и другие варианты, например — вертикальное расположение двух диафрагменных клапанов, однако и в этом случае впускной клапан установлен на диафрагме выпускного.

Необходимо отметить, что в крышках топливных баков мотоциклов и иной малой техники, подверженной опрокидыванию и значительным кренам, в конструкции клапана предусмотрены простейшие элементы защиты от утечки топлива при опрокидывании. Обычно это шарик в конусообразном седле, который при критическом крене бака скатывается по седлу и перекрывает отверстие клапана. При восстановлении нормального положения шарик возвращается на место, открывая отверстие клапана.

Крышки с замками, особенно с кодовыми, имеют более сложное устройство. В таких крышках устанавливается личинка цилиндрового замка и запорные элементы — это приводит к некоторому увеличению длины и утяжелению крышки (за счет личинки замка). В крышках используются стандартные цилиндровые замки, поэтому их конструкцию здесь мы рассматривать не будем. Кодовый замок более компактен, выбор цифровой комбинации осуществляется с помощью поворотного диска, однако и эти замки тоже имеют стандартное устройство.

Особенности эксплуатации крышки топливного бака

Каких-то особенностей использования крышки бака нет, но есть несколько моментов, на которые стоит обратить внимание.

В некоторых крышках клапаны устроены таким образом, что они открываются с отчетливо слышным хлопком — это иногда настораживает водителей, однако ничего страшного здесь нет. Такие клапаны настроены на открывание при достаточно низком или высоком давлении в баке, поэтому резкое выравнивание давления происходит с щелчком или хлопком.

В крышках мотоциклов, как было сказано выше, могут использоваться защитные клапаны с шариком — этот шарик ничем не закреплен, поэтому просто болтается в седле. Если потрясти крышку, то можно отчетливо услышать стук шарика, некоторыми водителями этот стук воспринимается, как следствие неисправности. Однако в действительности стук шарика, напротив, свидетельствует о нормальном состоянии клапана.

При эксплуатации автомобиля нужно следить за правильностью и надежностью закрытия крышки бака, а если обнаруживается неисправность или повреждение крышки, то ее следует заменить. Так как неисправная крышка может стать причиной утечки топлива, а неисправные клапаны превращают бак в буквальном смысле слова в мину замедленного действия.

Как правильно выбрать крышку топливного бака

Выбирая новую крышку бака, нужно опираться на характеристики «родной» крышки, то есть учитывать тип крепления, диаметр, наличие клапанов и т.д. При выборе резьбовой крышки обязательно нужно учитывать тип (внешняя или внутренняя) и шаг резьбы. При выборе крышки с байонетом — тип и положение лепестков, штырьков или других запорных деталей.

При покупке крышки с замком нужно учитывать, что они подходят только к определенным моделям или линейкам моделей автомобилей. Крышка от другого автомобиля по размерам может и подойдет, однако далеко не факт, что она будет закрываться на замок — этому может препятствовать иная конструкция наливной горловины.

Правильный выбор и своевременная замена крышки при ее поломке — гарантия защиты топлива от утечки или кражи, а также безопасности топливной системы автомобиля в любых условиях эксплуатации.

Источники


  • https://zen.yandex.ru/media/id/5aaa8710256d5c571b5de1c6/toplivnyi-bak-avtomobilia–ustroistvo-princip-raboty-i-uhod-5ede09afe1a0c07e00fd2a2b
  • http://KrutiMotor.ru/benzobak-ustrojstvo-i-princip-raboty/
  • https://autodont.ru/fuel-system/fuel-tank/bak-toplivnyj
  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/toplivnyi-bak-avtomobilya.html
  • https://ZnanieAvto.ru/toplivo/bak-toplivnyj-ustrojstvo-konstrukciya.html
  • https://novinki-krossoverov.ru/avto-v-detalyah/toplivnyi-bak-avtomobilja/
  • https://www.avtoall.ru/article/6539354/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: