Автомобильный бензобак: устройство

Когда покупатель выбирает электромобиль, первое, на что он обращает внимание, это запас хода, который указывается в технической литературе. Этот параметр зависит от емкости батареи и технических особенностей силовой установки транспорта. Зачастую такой автомобиль способен преодолевать минимум несколько десятков километров. Максимум, что предлагает автопроизводитель бюджетных моделей, это пара сотен километров на одном заряде.

В этом отношении транспортные средства, работающие на жидком или газообразном топливе, имеют значительное преимущество. В зависимости от типа мотора, веса авто и других параметров машина способна преодолевать до тысячи километров. Но один элемент, входящий в состав топливной системы авто (о разновидностях устройств ТС читайте здесь), ключевым образом влияет на данный параметр. Это топливный бак.

Рассмотрим, в чем особенность этой, на первый взгляд простой, детали машины. Из каких материалов ее могут изготавливать, какое устройство этого элемента в современных автомобилях и распространенные поломки.

Что такое топливный бак автомобиля

Под топливным баком подразумевается емкость, специально разработанная под конкретную модель автомобиля. Это неотъемлемая часть топливной системы. Без него каким бы исправным ни был силовой агрегат, он не сможет работать. В старых автомобилях бензобак представлял собой только резервуар с конкретным объемом.

В современных автомобилях он является целой системой, в состав которой может входить большое количество дополнительных элементов. Примером тому является система адсорбер (подробно о ней читайте отдельно).

Для легкового автомобиля достаточно одного резервуара. У грузовиков нередко встречаются два бензобака. Это обусловливается не только прожорливостью силового агрегата, но также необходимостью сократить визиты на АЗС, так как не каждая заправка адаптирована под обслуживание крупногабаритных автомобилей.

Назначение

Как следует из названия детали, она предназначена для того, чтобы хранить топливо. Благодаря этому автомобиль способен преодолевать большие расстояния. Помимо этого основного предназначения бензобак обеспечивает следующее действие:

1. Предотвращает попадание паров топлива в окружающую среду. Это позволяет транспортному средству соответствовать высоким экологическим стандартам. Плюс возле современного автомобиля даже при полной заправке не слышно запаха бензина.
2. Препятствует утечки горючего в процессе эксплуатации транспортного средства.

Данный резервуар разрабатывается с учетом того, чтобы автомобиль смог преодолеть около 500 километров. Так как у каждого мотора свой расход, размеры бензобака будут подстраиваться под этот параметр. По сравнению с бензиновым силовым агрегатом дизель расходует значительно меньше топлива (о том, почему это так, рассказывается здесь), поэтому его бак может быть меньшим.

Виды топливных емкостей

Независимо от разновидности топливного бака, его задача не меняется: он должен обеспечивать максимальную сохранность топлива. По этой причине он герметично закрывается, но вентиляция для него не менее важна, так как испаряющийся бензин способен поднять давление в магистрали, что может причинить вред некоторым деталям топливной системы авто.

Отличаются бензобаки друг от друга материалом изготовления, формой и объемом. О материалах мы поговорим немного позже. Что касается формы, то она зависит от конструкции автомобиля. Нижняя часть детали в большинстве случаев ровная, а верхняя – повторяет контуры днища и деталей, расположенных под ним.

Как мы уже обсуждали, объем резервуара тоже зависит от типа мотора и его прожорливости. Автопроизводители, разрабатывая модели авто, всегда стремятся достичь идеального баланса между производительностью транспортного средства и его весом.

Если топливный бак в автомобиле будет сильно большим, то при полной заправке машина будет вести себя, будто она везет лишний вес, что, по сути, и есть, когда бензобак полный. Это напрямую влияет на управляемость авто и расход горючего (загруженный автомобиль требует больше топлива, чтобы мотор продолжал обеспечивать необходимую динамичность).

Всего различают три категории бензобаков:

1. Для малолитражек. Ситикары всегда оснащаются маломощными ДВС с небольшим объемом. Обычно расход топлива и вес у таких машин небольшой, поэтому силовой агрегат не нуждается в большом запасе горючего. Обычно объем данного резервуара не превышает тридцати литров.
2. Для легковых авто. В этом случае объем резервуара может достигать 70 литров. Иногда встречаются модели с 80-литровым баком, но это в основном те машины, под капотом которых стоит мотор с приличным объемом. Ключевым фактором, на основании которого подбирается объем бензобака для конкретного авто, является то, какое расстояние будет способна преодолеть машина без дозаправки (минимальный показатель должен составлять 400 километров).
3. Для грузовиков. Это отдельная категория транспорта, так как в зависимости от условий эксплуатации (например, транспортировка тяжелых грузов в горных регионах) расход дизтоплива у таких машин может быть намного выше заявленного производителем. По этой причине многие модели грузовиков оснащаются двумя топливными баками. Их общий объем может достигать 500 литров.

Материал для топливных баков

Помимо обеспечения бесперебойной автономной работы ДВС за счет резерва горючего, бензобаки различаются материалом изготовления. Причем этот параметр зависит не столько от желания автомобилиста, сколько от требований безопасности эксплуатации транспортных средств.

Данные элементы топливной системы изготавливаются из:

• Пластмассы. Этот материал подходит как для дизельных, так и для бензиновых машин. Так как пластмасса обладает меньшим весом по сравнению с металлическими аналогами, она достаточно широко применяется в современном автомобилестроении. Во время изготовления детали используется специальный материал, который химически нейтрален к бензину и соляре. Также изделие выдерживает незначительное механическое воздействие (автомобиль в грязи «сел» на дно), благодаря чему бак не повреждается при небольших ударах, но по сравнению с теми же металлическими аналогами он мене прочный.
• Алюминия. Данный материал используется при изготовлении резервуаров, предназначенных для авто, под капотом которых стоит бензиновый мотор. Но некоторые легковушки с дизелем тоже могут оснащаться такими бензобаками. Алюминий не ржавеет, поэтому не нуждается в дополнительной защите от воздействия влаги. Также он обладает меньшим весом, чем стальной аналог. Единственный недостаток – дорогостоящий ремонт при пробое.
• Стали. Так как данный металл обладает большим весом и высокой прочностью, чаще всего такие модификации емкостей встречаются на грузовых авто. Если машина оснащается ГБО (о том, что это такое, читайте здесь), то резервуар для хранения газа обязательно будет выполнен из стали. Причина в том, что топливо для машины должно находиться в резервуаре под большим давлением.

Изделия изготавливаются из цельного листа металла, который обрабатывается путем штампования и затем сварки стыков. Благодаря минимальному количеству швов такой бак будет обеспечивать максимальную защиту от утечек топлива. Так как ни алюминий, ни пластмасса не способны выдерживать такое давление, их не используют для производства резервуаров ГБО.

Устройство топливного бака автомобиля

Как мы увидели, единой формы бензобака не существует. Все зависит от особенностей конструкции кузова автомобиля, в частности днища и элементов конструкции, находящихся в области задней оси (если идет речь о легковом транспорте) или между осями (в случае грузовиков).

Обычно геометрия у данных деталей достаточно сложная, так как верхняя часть изделия должна в точности повторять формы смежных деталей. При этом бак нужно расположить так, чтобы он не был самой нижней частью автомобиля, что исключает пробой элемента при ударе о землю. Легче всего придать форму пластиковой детали, поэтому в современных автомобилях часто встречаются именно такие модификации.

В устройство бензобака входят такие элементы:

• Заливная горловина;
• Топливопровод;
• Вентиляционный отвод;
• Сливное отверстие;
• Элементы, контролирующие уровень топлива;
• Смежные устройства, обеспечивающие эффективность работы топливной системы.

В зависимости от модели авто внутри топливного бака может находиться топливный насос (в основном касается инжекторных автомобилей), поплавок и датчик уровня горючего. Хотя нагнетатель топлива не относится к устройству бензобака, но конструкция многих моделей подразумевает установку внутри него и данного механизма. Если машина оснащена адсорбером (для современных моделей наличие данной системы является обязательным), то система обязательно будет связана с вентиляцией бака. В емкости также будет находиться специальный клапан, который регулирует давление, чтобы оно находилось на уровне атмосферного.

Работа бензонасоса приводит к тому, что в баке опускается уровень топлива, а вместе с тем образуется вакуум. Если бы бак был герметично закрытый, разрежение в нем постепенно увеличивало бы нагрузку на топливный насос, и он быстро выходил бы из строя. Повышение давления в емкости происходит за счет того, что клапан пропускает атмосферный воздух внутрь резервуара, когда машина заведена.

Но когда силовой агрегат не работает, и автомобиль долгое время простаивает, происходит процесс испарения бензина. Из-за этого давление в баке повышается. Чтобы оно находилось на уровне атмосферного, существует специальный клапан. Немного подробней об этой системе мы поговорим позже.

Наличие тех или иных деталей зависит от типа автомобиля. Рассмотрим некоторые элементы бензобака подробней.

Место установки и изоляция

Бензобак это резервуар, который в легковых автомобилях зачастую устанавливается под днищем в районе задней оси. Такое расположение позволяет минимизировать его повреждение из-за ударов, когда автомобиль преодолевает сложные участки дороги с выбоинами и буграми (такое часто встречается на пересеченной местности), ведь передняя часть авто и без того серьезно нагружена из-за мотора. При этом емкость не помещают ближе к багажнику, чтобы при ударе в заднюю часть машины деформация резервуара или его пробой не стали причиной взрыва в результате ДТП.

Чтобы закрепить элемент к кузову, автопроизводитель использует ленточные длинные хомуты, с помощью которых резервуар притягивается снизу транспорта. Обычно рядом с бензобаком проходит выхлопная труба (о том, какое устройство имеет выхлопная система автомобиля, рассказывается в другом обзоре). Чтобы топливо в нем не нагревалось, труба изолируется при помощи термоизоляционных материалов.

Заливная горловина выходит на одну из сторон машины. Для этого кузов транспорта имеет соответствующее отверстие с небольшим люком. В современных авто дверца заливной горловины может оснащаться замком, который открывается из салона или отдельным ключом.

С одной стороны к резервуару подсоединяется топливопровод. По этой магистрали топливо подается на исполнительные элементы, которые смешивают бензин (или дизтопливо) с воздухом и подают в работающие цилиндры силового агрегата.

Некоторые модели авто оснащаются защитой бензобака. В основном это металлическая пластина. Для обычного автомобиля стальной защитный элемент бензобака не требуется. В основном такая защита устанавливается на транспорт, который предназначен для езды по пересеченной местности со сложным дорожным покрытием.

Что касается грузовиков, то ёмкость для топлива в основном будет располагаться за передней осью, но не под днищем, а она крепится на раме сбоку. Причина в том, что чаще всего такие автомобили при попадании в ДТП получают в основном фронтальные, а не боковые повреждения. Менять расположение бензобака в процессе тюнинга запрещается.

Заливная горловина

Как следует из названия этого элемента, через него осуществляется заправка машины топливом. В зависимости от модели авто данное отверстие будет находиться на заднем крыле с левой или правой стороны кузова. Правда, это касается легковых машин. Некоторые минивэны имеют заливную горловину возле переднего крыла.

Автопроизводители чаще устанавливают бак таким образом, чтобы горловина находилась со стороны водителя. Так, по мнению многих специалистов, меньше шансов, что заливный пистолет останется в машине после заправки, и невнимательный автомобилист забудет поместить его назад на заправочный модуль.

Конструкция данного элемента в разных моделях авто тоже может отличаться. Так, в некоторых бензобаках она является частью конструкции, но также встречаются модификации, которые соединяются с основным резервуаром при помощи заливного шланга. От сечения этого элемента зависит скорость заправки.

Большинство современных резервуаров оснащаются специальными защитными элементами, предотвращающими попадание посторонних элементов в бак. Также в устройство последних модификаций топливных баков входит система, предотвращающая утечку бензина при опрокидывании автомобиля (бензин является легковоспламеняющимся веществом, поэтому данной системой оснащаются машины, работающие на этом типе топлива).

В зависимости от модели авто горловина закручивается пробкой, которая может быть оснащена запорным механизмом (открывается с помощью кода или отдельного ключа). В старых автомобилях этот элемент – просто пробка с резьбой. Для большей защиты заливная горловина закрывается небольшим лючком (дополнительно выполняет эстетическую функцию), который открывается либо ключом, либо ручкой из салона машины.

Топливопроводы

Чтобы горючее беспрепятственно попадало из бака в мотор, используется топливопровод. В районе подсоединения к баку эта магистраль представлена гибкими шлангами. Хотя они чаще повреждаются, чем металлический аналог, гибкие элементы проще устанавливать и обслуживать. На промежутке от бензобака до топливного насоса высокого давления (подробней о его устройстве и принципе работы читайте отдельно) в магистрали топливо подается под небольшим давлением, поэтому достаточно обычных топливных шлангов, закрепленных при помощи хомутов.

Если в машине используется топливная система аккумуляторного типа (например, CommonRail, о которой рассказывается здесь), то после ТНВД трубопровод жесткий, так как в этой части топливо находится под высоким давлением. Чтобы чрезмерный напор не повредил элементы ТС, рампа оснащается регулятором давления (о том, как он работает, читайте в другой статье). Данный клапан при помощи гибкого шланга соединен с бензобаком. Эта часть топливопровода называется обраткой. Кстати, подобное устройство могут иметь и некоторые карбюраторные двигатели.

Чтобы добраться до подсоединения топливной магистрали к бензобаку, во многих автомобилях нужно поднять задний диван (его сиденье). Под ним расположено техническое отверстие резервуара, в который вставляется конструкция с топливным насосом, фильтром жесткой очистки и поплавком с датчиком уровня.

Датчик контроля уровня топлива в баке

Этот элемент входит в конструкцию, к которой крепится топливный насос (касается бензиновых моторов). У дизелей поплавок с датчиком имеют индивидуальную конструкцию, и они расположены отдельно от бензонасоса. Датчик уровня топлива имеет простое устройство. Он состоит из потенциометра (мини аналог реостата) и поплавка.

Принцип работы устройства следующий. Поплавок жестко закреплен на тяге потенциометра. За счет полой конструкции, заполненной воздухом, этот элемент всегда находится на поверхности топлива. С другой части металлической тяги расположены контакты электронного элемента. Постепенно уровень в баке понижается, благодаря чему контакты датчика сближаются.

В зависимости от выставленного расстояния в определенный момент они замыкаются, и на приборной панели загорается лампочка низкого уровня в бензобаке. Обычно этот параметр находится на уровне около 5 литров, но все зависит от модели авто (в некоторых автомобилях уровень может понизиться не так значительно – всего до 7-8 литров, и загорается лампочка).

Не стоит постоянно ездить с низким уровнем топлива, особенно если в бензобаке установлен бензонасос. Причина в том, что в процессе работы нагнетатель нагревается, а из-за закрытого пространства единственное, что его охлаждает, это топливо. Если уровень в резервуаре будет всегда минимальным (на семи литрах некоторые автомобили способны преодолеть приличное расстояние – около 100км.), есть большая вероятность сжечь насос.

Чтобы водитель мог заранее определять, сколько приблизительно в баке топлива, реостат связан со стрелкой топлива на приборной панели. При снижении уровня топлива другие контакты устройства раздвигаются, от чего снижается напряжение в электроцепи датчика. Из-за снижения напряжения стрелка на приборке отклоняется в сторону уменьшения показаний.

Система вентиляции топливного бака

Как уже говорилось, давление в бензобаке постоянно меняется. Причем это не зависит от того, работает мотор или машина просто стоит. Когда двигатель заведен, уровень в резервуаре падает, от чего в нем образуется вакуум. Если емкость закрывалась бы герметично, спустя некоторое время насос подвергся бы критической нагрузке и вышел бы из строя.

С другой стороны при длительном простое авто пары бензина постепенно повышали бы давление в резервуаре, из-за чего рано или поздно произошла бы его разгерметизация. В таком случае повреждение никак не предугадать, ведь бак разорвется в самом слабом месте, и это не обязательно будет шов. Особенно это актуально в жарких регионах летом. Из-за высокой температуры окружающей среды бензин в емкости нагревается и испаряется активней, чем зимой.

Чтобы предотвратить обе ситуации, топливные баки оснащаются системой вентиляции. В современных автомобилях эта система работает вместе с адсорбером, который обеспечивает улавливание микрочастиц бензина и задерживает их в емкости, но при этом резервуар продолжает «дышать».

Для повышения давления в резервуаре устанавливается нагнетающий клапан. Он открывается, когда в полости образуется вакуум. Благодаря этому атмосферный воздух проникает внутрь, что облегчает работу топливного насоса.

С другой стороны, когда автомобиль заправляется, бензин начинает активно испаряться. Чтобы бак не разорвало, в нем имеется отдельный трубопровод, который обеспечивает вентиляцию. На конце вентиляционной трубки устанавливается гравитационный клапан. Он предотвращает разлив топлива при опрокидывании авто.

В современных автомобилях эта система бензобака может оснащаться дополнительным оборудованием, с помощью которого происходит более качественный контроль давления и температуры внутренней среды.

Неисправности и дефекты

Сама по себе конструкция бензобака прочная и поломки изделия встречаются не часто. Несмотря на это, некоторым автомобилистам пришлось столкнуться с преждевременной заменой или ремонтом топливного резервуара. К основным поломкам бензобаков относятся следующие:

• Естественный износ стенок резервуара из-за агрессивного воздействия топлива. Чаще всего это касается металлических емкостей.
• Пробоина в стенке изделия. Происходит при неаккуратной езде по дорогам со сложным покрытием. Такое часто происходит при передвижении по пересеченной местности с большим количеством габаритных острых камней, торчащих из-под земли.
• Вмятины. Подобное повреждение чаще всего происходит тоже при ударах днищем о землю. Но иногда такое может происходить из-за поломки системы вентиляции (в баке образуется вакуум, но насос продолжает справляться со своей задачей).
• Коррозия. В местах поражения стенки сосуда становятся тонкими. В момент, когда поврежденный участок не справляется с давлением паров или разрежением, образуется свищ и топливо начинает просачиваться. В некоторых случаях коррозия повреждает верхнюю часть изделия, что не так просто диагностировать. Но в случае такого повреждения возле машины будет постоянно стоять запах бензина.
• Разгерметизация емкости на месте пайки. Обычно такое происходит из-за заводского брака – либо некачественно заварен шов, либо его плохо обработали антикоррозийным веществом (касается стальных изделий).
• Срыв резьбы. На заливной горловине такое происходит исключительно из-за заводского брака, но крайне редко. Обычно резьба срывается на месте установки датчика уровня топлива и бензонасоса. Эта часть автомобиля редко подвергается обслуживанию, из-за чего болты от старости ржавеют. Когда мастер пытается раскрутить их, чтобы заменить вышедший из строя элемент, часто большие усилия приводят к срыву шпильки или резьбы гайки.
• Естественный износ уплотнителей. Обычно эти элементы устанавливаются на месте монтажа конструкции топливного насоса и датчика уровня. Со временем резиновый материал теряет свои свойства. По этой причине при обслуживании топливного нагнетателя рекомендуется заменить и резиновый уплотнитель.

При обнаружении одного из перечисленных повреждений рекомендуется заменить топливный бак на новый. Но во многих случаях изделие можно отремонтировать.

Восстановление топливного бака

Бензобак можно восстановить, если он не имеет значительных повреждений. Деформация во многих случаях не устраняется, так как она в зависимости от степени повреждения только влияет на объем сосуда. Но этот дефект можно устранить при помощи вытягивания. В некоторых случаях стенки нельзя выгнуть без их разрезания. После проведения такого ремонта требуется пайка или сварка.

Не стоит самостоятельно пытаться проводить подобные работы, особенно это касается бензиновых резервуаров. Пары бензина удаляются из емкости достаточно сложно. Иногда бывает такое, что после нескольких процедур промывки и сушки резервуар все равно взрывается при сильном нагреве (такое происходит во время сварки стенок). По этой причине лучше предоставить ремонтные работы профессионалу, который знает тонкости того, как подготовить изделие к ремонту. Если коротко, то сварочные работы ни в коем случает нельзя производить при пустом баке. Обычно его хорошо промывают и заливают водой. После выполнения работ вода сливается, а сам бак хорошо сушится.

Восстановление пробоин обычно решается наложением заплатки. Некоторые автомобилисты используют адгезивные материалы типа двухкомпонентных «холодных сварок», но это уже по крайней бедности. Таким методом лучше пользоваться, если пробоина образовалась на дороге, и до ближайшего СТО еще далеко.

Как выбрать топливный бак

Процедура поиска нового топливного бака обычно не сложная. Так как данное изделие подгоняется под параметры автомобиля, то и поиск нужно производить, отталкиваясь от модели транспорта. Только в этом случае можно подобрать идентичную замену. Если известен код запчасти (указывается на самом баке), то это идеальный вариант поиска. В случае отсутствия этой информации на помощь приходит VIN-код (о том, где он находится и какую информацию об автомобиле он содержит, читайте здесь).

Если поиск выполняет продавец автозапчастей, то ему достаточно назвать модель авто и год выпуска. При поиске детали в интернет-магазине лучше воспользоваться и вин-кодом, и подробной информацией об авто. В этом случае меньше шансов купить неподходящее изделие.

Лучше всего покупать оригинальный бензобак. Но некоторые компании реализуют аналоги неплохого качества. Среди таких компаний можно выделить датскую фирму Klokkerholm и китайский бренд Sailing. Хотя китайский производитель получил плохую репутацию по качеству продаваемых автозапчастей, это не касается их бензобаков. Не стоит покупать дешевое изделие – сэкономить не получится, так как спустя пару лет некачественное изделие испортится, и все равно его нужно будет менять.

Итак, несмотря на простое устройство и предназначение, бензобак играет большую роль в комфортной эксплуатации транспортного средства. Как и другие элементы топливной системы, без него автомобиль не сможет преодолевать большие расстояния.

В завершение предлагаем посмотреть короткое видео о том, как можно удалить грязь из бензобака:

Как почистить сильно грязный топливный бак?

Вопросы и ответы:

Что входит в топливный бак? В зависимости от модели авто в топливный бак входит: подогреватель солярки, топливный насос, датчик уровня бензина, система адсорбер (собирает и очищает пары бензина).

Как устроен топливный бак автомобиля? бензобак состоит из: заливной горловины, самой емкости (бак), трубки забора топлива, сливного отверстия с пробкой, датчика уровня топлива, вентиляционной трубки.

Где находится бак бензина? Форма топливного бака зависит от конструкции авто – выбирается наиболее практичное месторасположение. В основном он находится перед задней балкой под днищем.