Паровой замок

Паровая пробка вызванная жидкого топлива переходом в парообразное состояние , находясь в системе подачи топлива бензиновых – это проблема , двигателей внутреннего сгорания . Это нарушает работу топливного насоса , вызывая потерю давления подачи в карбюратор или систему впрыска топлива , что приводит к временной потере мощности или полной остановке двигателя . Перезапуск двигателя из этого состояния может быть затруднен. ^[1]

Топливо может испаряться из-за нагрева двигателя, местного климата или из-за более низкой температуры кипения на большой высоте. В регионах, где зимой для улучшения запуска двигателя используется топливо с более низкой вязкостью (и более низким порогом кипения), дальнейшее использование специального топлива летом может привести к более легкому образованию паровой пробки.

Причины и заболеваемость

Паровая пробка была гораздо более распространена в старых бензиновых топливных системах, включавших механический топливный насос низкого давления с приводом от двигателя, расположенный в моторном отсеке и питающий карбюратор. Такие насосы обычно располагались выше топливного бака, нагревались непосредственно от двигателя и подавали топливо непосредственно в поплавковую камеру внутри карбюратора. Топливо подавалось под отрицательным давлением ( манометрическое давление ) из питающей линии, что увеличивало риск образования паровой пробки между баком и насосом. Паровая пробка, попадающая в топливный насос, может нарушить давление топлива на время, достаточное для того, чтобы поплавковая камера карбюратора частично или полностью опорожнилась, что приведет к нехватке топлива в двигателе. Даже временное прекращение подачи топлива в поплавковую камеру не является идеальным вариантом; большинство карбюраторов предназначены для работы при фиксированном уровне топлива в поплавковой камере, и снижение уровня приведет к уменьшению количества топливно-воздушной смеси, подаваемой в двигатель.

Карбюраторные агрегаты могут неэффективно справляться с парами топлива, поступающими в поплавковую камеру. Большинство конструкций включают в себя канал выравнивания давления, соединяющий верхнюю часть поплавковой камеры либо с впускным отверстием карбюратора, либо с наружным воздухом. Даже если насос может эффективно справляться с паровыми пробками, пары топлива, попадающие в поплавковую камеру, необходимо удалять. Если это делается через систему впуска, смесь фактически обогащается, создавая проблемы с контролем смеси и загрязнением. Если это делается путем вентиляции наружу, результатом является прямое загрязнение углеводородами, эффективная потеря эффективности использования топлива и, возможно, проблема с запахом топлива. По этой причине некоторые системы подачи топлива позволяют возвращать пары топлива в топливный бак для конденсации обратно в жидкую фазу или использовать канистру, наполненную активным углем , в которой пары топлива поглощаются. Обычно это реализуется путем удаления паров топлива из топливопровода рядом с двигателем, а не из поплавковой камеры. Такая система может также отводить избыточное давление топлива из насоса обратно в бак.

Большинство современных двигателей оснащены системой впрыска топлива электрический погружной и имеют в топливном баке топливный насос. Перемещение топливного насоса внутрь бака помогает предотвратить образование паровых пробок, поскольку вся система подачи топлива находится под положительным давлением, а топливный насос работает при более низкой температуре, чем если бы он был расположен в моторном отсеке. Это основная причина того, что паровая пробка редко встречается в современных топливных системах. По этой же причине некоторые карбюраторные двигатели оснащаются электрическим топливным насосом рядом с топливным баком.

Образование паровой пробки с большей вероятностью происходит во время движения автомобиля, поскольку температура под капотом имеет тенденцию повышаться. Паровая пробка также может образоваться, когда двигатель остановлен, пока он горячий, и автомобиль припаркован на короткое время. Топливо в трубопроводе рядом с двигателем не движется и поэтому может достаточно нагреться, чтобы образовать паровую пробку. В любом случае проблема более вероятна в жаркую погоду или на большой высоте.

Топливные системы с гравитационной подачей не защищены от образования паровых пробок. Большая часть вышеизложенного в равной степени применима и к системе гравитационной подачи. Если в топливопроводе образуется пар, его меньшая плотность снижает давление, создаваемое массой топлива. Это давление обычно перемещает топливо из бака в карбюратор, поэтому подача топлива будет прерываться до тех пор, пока пары не будут удалены, либо из-за остаточного давления топлива, выталкивающего его в поплавковую камеру и выход из вентиляционного отверстия, либо из-за того, что пары остынут и повторно конденсировать.

Паровые пробки стали причиной вынужденных посадок самолетов. Вот почему авиационное топливо производится с гораздо более низким давлением паров, чем автомобильный бензин (бензин). ^{[ нужна ссылка ]} Кроме того, самолеты гораздо более восприимчивы из-за их способности быстро менять высоту и связанное с этим давление окружающей среды. Жидкости кипят при более низких температурах в условиях более низкого давления.

Автоспорт

Паровая пробка была обычным явлением в гонках на серийных автомобилях , поскольку в автомобилях традиционно использовались бензин и карбюраторы. С введением в 2012 году требования к впрыску топлива на соревнованиях, санкционированных NASCAR , паровая пробка была в значительной степени устранена.

Паровая пробка также менее распространена в других автоспортах, таких как Формула-1 и гонки IndyCar , из-за использования впрыска топлива и спиртового топлива ( этанола или метанола ), которые имеют более низкое давление паров, чем бензин. Однако это не так уж и маловероятно, поскольку двойное сходство Red Bull Racing на Гран-при Бахрейна 2022 года было вызвано паровой пробкой, предположительно из-за необычно высоких температур в топливной системе. ^[2]

Встречаемость с другими видами топлива

Чем выше летучесть топлива, тем больше вероятность возникновения паровой пробки. Исторически бензин был более летучим дистиллятом, чем сейчас, и был более склонен к образованию паровых пробок. И наоборот, дизельное топливо гораздо менее летучее, чем бензин, поэтому дизельные двигатели почти никогда не страдают от образования паровых пробок. Однако топливные системы дизельных двигателей гораздо более подвержены образованию воздушных пробок в топливопроводах, поскольку стандартные насосы впрыска дизельного топлива полагаются на несжимаемое топливо. Воздушные пробки возникают из-за подсоса воздуха в топливопровод или выхода из бака; распространенные причины включают в себя пересыхание топливного бака, замену топливного фильтра или негерметичность топливопроводов. Воздушные пробки устраняются проворачиванием двигателя на время с помощью стартера или прокачкой топливной системы.

Современные системы впрыска дизельного топлива оснащены самопрокачивающими электрическими насосами, которые устраняют проблему воздушной пробки.

См. также

Залитый двигатель — другая проблема, связанная с топливом, с похожими симптомами.
Воздушная пробка , ограничение в трубе для жидкости, вызванное воздухом.

Ссылки

^ Тейлор, Чарльз Фейетт (1985). Двигатель внутреннего сгорания в теории и практике: сгорание, топливо, материалы, конструкция . МТИ Пресс . п. 140-142. ISBN 9780262700276 .
^ «После двойной неудачи: Red Bull придрался» . 23 марта 2022 г.

[1] Тейлор, Чарльз Фейетт (1985). Двигатель внутреннего сгорания в теории и практике: сгорание, топливо, материалы, конструкция . МТИ Пресс . п. 140-142. ISBN 9780262700276 .

[2] «После двойной неудачи: Red Bull придрался» . 23 марта 2022 г.

[1]

[2]