燃料箱
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燃料箱(也被稱為汽油箱或燃氣罐)是存放易燃液體(通常是汽油或柴油))的安全容器。儘管任何燃料儲存罐都可以被稱為燃料箱,但該術語通常適用於發動機系統的一部分,在該系統中,燃料被儲存並推進(燃料泵)或釋放(加壓氣體)到發動機中。從小型丁烷打火機到多腔低溫外掛油箱的穿梭機,燃料箱的大小和複雜程度各不相同。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/33/B-25_bomb_bay_gas_tanks.jpg/220px-B-25_bomb_bay_gas_tanks.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/00/Wasserstoffeinf%C3%BCllstutzen_eines_BMW.jpg/220px-Wasserstoffeinf%C3%BCllstutzen_eines_BMW.jpg)
用途
編輯通常情況下,燃料箱必須允許或提供以下功能:
- 燃料儲存:系統必須容納一定數量的燃料,必須避免泄漏並限制蒸發排放。
- 加註:必須以安全、無火花的方式加注燃油箱。
- 提供確定油箱中燃料水平的方法,測量(必須測量或評估油箱中的剩餘燃料量)。
- 排氣(如果不允許超壓,則必須通過閥門對燃油蒸汽進行管理)。
- 給發動機供油(通過泵)。
- 預測損壞的可能性並提供安全生存的可能性。
塑料(高密度聚乙烯HDPE)作為燃料箱的結構材料,雖然短期內在功能上是可行的,但由於汽油和柴油等燃料滲透到HDPE材料中,所以長期看的話有可能達到飽和。
考慮到車輛運輸過程中塑料油箱中燃料的慣性和動能,環境應力開裂是一個明確的潛在問題。燃料的易燃性使應力開裂成為災難性故障的可能原因。撇開緊急情況不談,高密度聚乙烯塑料適用於短期儲存柴油和汽油。在美國,經保險商實驗室認證(UL 142)的儲罐是最基本的設計要求。
燃料箱結構
編輯雖然大多數油箱都是人造的,但有些油箱仍然是由金屬工匠製作的,或者是手工製作的氣囊式油箱。其中包括用於汽車、飛機、摩托車、船隻甚至拖拉機的定製和修復油箱。油箱的製造遵循一系列特定步驟。工匠通常用泡沫板製作一個模型,以確定油箱的準確尺寸和形狀。接下來,要解決影響油箱結構的設計問題,如出口、排水口、液位指示器、接縫和擋板的位置。然後,工匠必須確定用於製造水箱的板材的厚度、回火和合金。將板材切割成所需的形狀後,對不同的板材進行彎曲,以形成油箱的基本外殼和/或兩端及擋板。許多油箱的擋板(特別是飛機和賽車)上都有照明孔。這些法蘭孔有兩個作用:減輕油箱重量,同時增加擋板強度。在製造末期,為加注頸、取油口、排水口和油位發送裝置增加開口。有時這些孔是在扁平殼體上開出的,有時則是在製造過程的最後階段添加的。擋板和端部可鉚接到位。鉚釘的頭部經常進行釺焊或焊接,以防止油箱泄漏。然後可將端部折邊並焊接,或將端部翻邊並釺焊(和/或用環氧類密封劑密封),或將端部翻邊後焊接。焊接、釺焊或熔接完成後,對油箱進行泄漏測試。[1]
在航空航天工業中,使用油箱密封膠是高溫整體油箱的常見應用。這種密封劑具有優異的耐流體性能,如水、酒精、合成油和石油基液壓油。[2]
汽車油箱
編輯乘用車
編輯油箱越大,汽車的續航里程越長,但油箱越大,對重量和空間的要求就越高,特別是對小型汽車而言。汽車油箱的平均容量為50-60升(12-16美加侖)。[3]
油箱最常見的材料是金屬或塑料。金屬(鋼或鋁)油箱通常由衝壓鈑金件焊接而成。塑料油箱通常採用吹塑工藝製造,可以使用更複雜的形狀。
有些車輛有一個較小的備用油箱,在主油箱空時使用。其他一些車輛,通常是四輪驅動車輛,有一個較大的輔助油箱(或 "副油箱"),以增加車輛的續航能力。
賽車燃料電池
編輯賽車燃料箱具有堅固的外殼和柔韌的內襯,以便在發生碰撞或其他事故導致車輛嚴重受損時,最大限度地減少穿孔的可能性。燃料箱內填充有開孔泡沫芯,以防止燃料箱空腔內的蒸汽爆炸,並儘量減少在比賽期間燃料晃動,這可能會使車輛失去平衡或導致燃料供應不足(燃料短缺)。[4]
飛機
編輯飛機通常使用三種類型的油箱:一體式、剛性可拆卸式和氣囊式。
- 一體式油箱是飛機結構內部的密封區域,用於儲存燃料。大型飛機常用的 "濕翼 "就是這種類型的一個例子。由於這些油箱是飛機結構的一部分,因此不能拆卸進行維修或檢查。必須提供檢查面板,以便對油箱進行內部檢查、維修和整體保養。大多數大型運輸機使用這種系統,將燃料儲存在機翼、機腹,有時甚至機尾。
- 剛性可拆卸式油箱安裝在專門為油箱設計的艙室中。它們通常為金屬結構,可拆卸檢查、更換或維修。飛機的結構完整性不依賴於油箱。這種油箱常見於小型通用飛機,如賽斯納172。
- 氣囊式油箱,或稱燃料電池[5]是一種加固的橡膠袋,安裝在飛機結構的一部分,以適應燃料的重量。氣囊被捲起並通過燃油加注頸或檢修面板安裝到艙內,並通過艙內的金屬按鈕或卡扣進行固定。許多高性能輕型飛機、直升機和一些小型渦輪螺旋槳飛機都使用氣囊式油箱。這種油箱的一個主要缺點是,在大量使用過程中,材料容易硬化,使其變脆,造成裂紋。一個主要的優點是能夠使用儘可能多的飛機來存儲燃料。
- 戰鬥機和直升機通常使用自密封油箱。
在航空災難中,油箱是事故的起因或使事故惡化(油箱爆炸)。[6]例如:
供水
編輯供水系統可由柴油發電機提供主電源或備用電源,柴油發電機由一個小型 "日用油箱 "和一個大得多的散裝儲油罐供油。[9][10]
安全
編輯油箱的正確設計和構造對油箱所在系統的安全起着重要作用。在大多數情況下,完好無損的油箱是非常安全的,因為油箱中充滿的燃料蒸汽/空氣混合物遠遠高於可燃極限,因此即使存在火源(這種情況很少見)也不會燃燒。
捆綁式儲油罐用於安全儲存家用取暖油和其他危險品。保險公司通常要求採用捆綁式儲油罐,而不是單層儲油罐。
一些系統,如BattleJacket和橡膠氣囊,已經被開發和部署,用於保護衝突地區軍用車輛的油箱(免受敵人火力引起的爆炸)。[11]
對於固定油箱,保護其免受極端溫度和車輛碰撞等危險的經濟方法是將其掩埋。然而,地下儲油罐很難監測泄漏。這引起了人們對地下儲油罐環境危害的關注。
參考資料
編輯- ^ White, Kent. Tanks A Lot - Methods for Metal Fuel Tank Development and Fabrication. Home Shop Machinist. November–December 2010, 29 (6): 12–23.
- ^ WS-8020 Class B Sealant - High Temperature Fuel Tank Sealant | NSL Aerospace. 16 November 2016 [2020-03-13]. (原始內容存檔於2020-07-25) (美國英語).
- ^ What Is The Average Size Of A Car Gas Tank?. www.mechanicbase.com. 19 September 2022 [4 January 2023]. (原始內容存檔於2023-06-08).
- ^ Safety Fuel Cell Facts (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館), Fulesafe.com, retrieved 26 May 2019
- ^ Aircraft Fuel Cells. Floats and Fuel Cells, Inc. (FFC). [2014-11-05]. (原始內容存檔於8 November 2014).
- ^ Connecticut Personal Injury Attorney. Trantolo Law. [24 December 2012]. (原始內容存檔於9 May 2008).
- ^ Aviation Rulemaking Advisory Committee - Fuel tank harmonization working group final report (PDF). AIA, AECMA, ATA, ALPA, IATA, FAA, JAA, GAMA, API. July 1998 [24 December 2012]. (原始內容存檔 (PDF)於20 February 2013).
- ^ The Leading Emergency Management Site on the Net. emergency-management.net. [24 December 2012]. (原始內容存檔於10 June 2010).
- ^ Maciag, Mike. Backup Facility to Power Water Works During Outages. Erie Times-News. 7 June 2007: 5B.
the Erie Water Works is due to have a 20,000-gallon bulk storage tank and a 5,000-gallon day tank installed to support two diesel-fueled generators serving as backups to the Sommerheim Water Treatment Plant in Erie, Pennsylvania
- ^ Comprehensive Everglades Restoration Plan, Section 8, pp 8-3, 8-4, says that small- and medium-sized pumping stations are to be equipped with fuel storage tanks capable of storing seven days capacity, plus "floor-mounted packaged system day tanks"Section 8 (PDF). [2007-06-08]. (原始內容 (PDF)存檔於27 September 2007).
- ^ [1] Monitor: Bang but no boom
外部連結
編輯- 降低運輸類飛機燃油箱的可燃性 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)(美國環境保護署)。
- 油箱協調 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)(航空規則制定諮詢委員會)
- 美國交通部公佈關於飛機油箱的新規定 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)。
- 2005 福特 GT 動力總成 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)