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.
