Запоры горловин топливных баков что это такое

В нашей отдельной статье, которая описывает составляющие элементы и принцип работы топливной системы атмосферного инжекторного бензинового ДВС, мы обещали нашим читателям поговорить о каждом таком элементе системы более подробно. Далее речь пойдет о топливном баке.

Устройство топливного бака автомобиля

Топливный бак обычно имеет такую емкость, которая обеспечивает около 500 км автономного пробега без дозаправки. Баки бывают разными по форме и вместительности для конкретной модели автомобиля. Топливный бак надежно изолируют от внешней атмосферы. Вентиляция внутри бака осуществляется особой системой для улавливания паров бензина. Конструкция топливного бака предотвращает утечки топлива и ограничивает выбросы в результате испарения горючего.

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.

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.

Система вентиляции топливного бака

В топливном баке необходимо постоянное поддержание давления, равного атмосферному. За это отвечает система вентиляции бака. Современные автомобили оснащаются системой вентиляции топливного бака закрытого типа для предотвращения потенциального падения или роста давления.

• Когда происходит забор топлива из бака, в нем падает давление и возникает разрежение (вакуум). Система вентиляции качественно устраняет такой эффект. Если в баке упало давление, то предохранительный клапан впустит внутрь бака нужное количество воздуха. Такой клапан находится в крышке заливной горловины и пропускает воздух снаружи только в одном направлении.
• В процессе заправки топливом в бак попадает избыточное количество воздуха, образуются пары топлива. Система эффективно вытеснят данные избытки, которые вытесняются по специальному трубопроводу для вентиляции. Вентиляционный трубопровод расположен параллельно трубопроводу для заправки и оканчивается емкостью, в которой накапливаются пары бензина. Указанная емкость соединяется с адсорбером системы улавливания паров топлива. Вентиляционный трубопровод дополнительно имеет гравитационный клапан. Такой клапан предотвращает риск разлива топлива из бака в результате опрокидывания автомобиля или наклона до 45° и более.
• Если топливо в закрытом баке нагревается, то появляются пары бензина и давление в баке возрастает. Вентиляционная система нейтрализует повышение давления и выравнивает его до атмосферного. В данном случае напрямую задействована система улавливания паров топлива.

В любом устройстве или транспортном средстве, оборудованном двигателем внутреннего сгорания, есть одна малозаметная, но важная деталь — крышка топливного бака. О назначении крышки бака, какие типы крышек существуют, как они устроены и работают, а также об их правильном выборе — читайте в этой статье.

Назначение крышки топливного бака

Любое транспортное средство или иной механизм, оборудованный бензиновым или дизельным двигателем внутреннего сгорания, обязательно имеет топливную систему, в состав которой входит емкость для хранения топлива — попросту говоря, топливный бак. В конструкции бака предусмотрена небольшая деталь, играющая важную роль в надежности и безопасности топливной системы — крышка бака.

Крышка топливного бака выполняет несколько важных функций:

• Предотвращение утечки топлива из бака во время движения автомобиля, при возникновении крена или при опрокидывании;
• Защита топлива от хищения;
• Предотвращение чрезмерного падения или повышения давления в баке.

То есть крышка надежно закрывает бак, обеспечивая его герметичность, и регулирует давление воздуха и паров внутри бака. Эти задачи решаются специальной конструкцией крышки, которая является не простой пробкой, а крышкой с одним или двумя клапанами и вспомогательными компонентами (о конструкции более подробно сказано ниже). Но зачем регулировать давление в баке? Все очень просто.

Как известно, бензин и дизельное топливо — это смесь легких, а потому летучих углеводородов, поэтому любое топливо активно испаряется, насыщая воздух горючими парами. Процесс испарения топлива не прекращается и внутри емкости, причем насыщение воздуха парами бензина или дизельного топлива происходит тем активнее, чем выше температура бака. Поэтому во время стоянки автомобиля, особенно в жаркую погоду, оставшийся в баке воздух насыщается парами топлива, давление внутри бака возрастает, и в какой-то момент может произойти разрыв бака со всеми вытекающими последствиями.

Во время работы двигателя ситуация прямо противоположна: уровень топлива постепенно падает, что влечет и падение давления воздуха внутри бака. При этом пары не могут компенсировать падение давления. В результате может настать момент, когда бак не выдержит разницы давлений внутри и снаружи, и будет просто-напросто раздавлен.

Поэтому, в зависимости от текущих условий, давление внутри бака необходимо либо повышать, либо понижать, выравнивая его с атмосферным. Именно эта задача решается крышкой бака и вспомогательными системами. Так что крышка — деталь хоть и небольшая, но важная, ее роль в обеспечении безопасности автомобиля нельзя недооценивать.

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.