Ваш отпуск только начался, и вы едете в горы, на пляж или в какое-то другое место, о котором мечтали месяцами. Вы готовы ехать, но прежде чем вы сможете проехать больше нескольких миль, вам нужно направиться к ближайшему выходу — уже пора покупать бензин. С такими неустойчивыми ценами на бензин, как в последние годы, это вряд ли будет вашей любимой частью поездки. Есть даже шанс, что шок от наклейки на заправке может привести к тому, что вы пропустите модный ужин в этот вечер и вместо этого остановитесь на еде из фаст-фуда. К сожалению, в мире, в котором основным транспортным средством являются автомобили, прокачка и покупка бензина — неизбежное зло — во всяком случае, на данный момент.
Во время всех этих поездок на заправку вы когда-нибудь останавливались, чтобы задаться вопросом, где бензин в колонке на АЗС? откуда или как он попадает из колонки в бензобак вашего автомобиля? Этот процесс нетрудно понять, но газовые компании приложили немало усилий, чтобы скрыть подробности. Закачка газа может показаться простым делом:нужно поднять насос, нажать несколько кнопок, а иногда провести кредитной картой через считывающее устройство или взмахнуть кредитной палочкой перед детектором. Однако то, что происходит внутри самой газовой колонки, немного сложнее.
Вы уже знаете, как действовать:проведите кредитной картой, скажите заправщику, какой газ вам нужен, и начинайте качать. Когда ваш бак будет полным, заплатите за бензин, вернитесь на место водителя и отправляйтесь на открытую дорогу. Но это простое описание вызывает больше вопросов, чем дает ответов. Как бензин попадает в машину? Как помпа узнает, когда нужно прекратить качать? Как он смешивает именно ту смесь газа, которая нужна клиенту? А что произойдет, если вы случайно уедете с бензонасосом, все еще прикрепленным к вашей машине? Продолжайте читать, чтобы узнать.
СодержаниеБензин, продаваемый на заправочных станциях, хранится под землей в заглубленных резервуарах. Каждый вмещает несколько тысяч галлонов газа. На каждой станции есть как минимум два таких резервуара, и каждый резервуар обычно содержит газ разного качества. Наличие подземных бензобаков представляет собой очевидную проблему:если газ должен попасть в заправочную колонку (и в бензобак вашего автомобиля), расположенную над землей, он должен бросить вызов гравитации, чтобы попасть туда — подобно водопаду, текущему вверх по склону. Но переместить газ из его подземного убежища на улицу не так сложно, как вы думаете.
Большинство станций технического обслуживания выполняют работу, используя один из двух типов насосов — погружной насос или всасывающий насос:
Основное преимущество погружного насоса перед всасывающим насосом заключается в том, что крыльчатка может проталкивать воду на большие расстояния по вертикали. Однако, поскольку газовые баллоны на большинстве заправочных станций расположены всего в нескольких футах от заправочной колонки, всасывающего насоса обычно более чем достаточно для выполнения поставленной задачи. Однако в этом процессе есть нечто большее, и мы рассмотрим его подробнее на следующей странице.
СпасибоОсобая благодарность Ч. Р. Ньюлину из Franklin Fueling и Майку Хардину из Dresser Wayne за их неоценимую помощь в написании этой статьи.
Путь, по которому газ идет от резервуаров к наземной заправочной колонке, не очень сложен, хотя и может состоять из нескольких небольших поворотов. Когда откачка завершена и двигатель насоса выключен, газ внутри трубы не просто попадает обратно в резервуар. Вместо этого он удерживается внутри трубы обратным клапаном. . Обратный клапан, расположенный над газом внутри трубы, создает герметичное уплотнение над жидкостью. Хотя нижняя часть трубы остается открытой, вакуум, создаваемый обратным клапаном, удерживает газ на месте. Это процесс, известный как сохранение исходного состояния. .
Использование обратного клапана для удержания газа внутри трубы предотвращает ненужный износ всасывающего насоса и гарантирует, что подача газа останется в трубе, так что следующему потребителю не придется ждать, пока он будет набран полностью. вверх от танка. Это может показаться не таким уж большим делом, но процесс может занять от 10 до 15 секунд. В любом случае это не очень долгое ожидание, но оно может занять целую вечность, когда вы ждете, пока вам закачают бензин.
Электроэнергия, которая приводит в действие насосы, обычно поступает из той же электрической сети, которая питает свет и бытовые приборы в вашем доме, хотя в некоторых штатах требуется, чтобы станции технического обслуживания поддерживали резервный источник питания на случай отключения электроэнергии.
Теперь, когда бензин находится на пути к машине и клиенту пора начать заправку, как заправщик узнает, сколько бензина заправил клиент? Учитывая волатильность цен на газ в наши дни, это может быть единственное, что может волновать клиента. Найдите ключ к этой тайне на следующей странице.
Обратный клапан своими рукамиВы можете увидеть принцип действия обратного клапана, вставив соломинку вертикально в стакан с водой так, чтобы вода текла вверх в соломинку. Как только соломинка будет частично погружена в воду, поместите кончик пальца поверх соломинки, образуя воздухонепроницаемое уплотнение, а затем вытащите соломинку из воды. Вода останется внутри соломинки даже после того, как соломинка будет полностью удалена из стакана, и вытечет обратно только тогда, когда вы отпустите палец. По сути, ваш палец служил обратным клапаном на соломинке.
Как водитель, ваша основная задача на заправке — заполнить бак, чтобы вы могли вернуть свою машину на дорогу. Однако цель владельца заправочной станции и компании, поставляющей газ, состоит в том, чтобы знать, сколько газа вы закачали, чтобы они могли правильно выставить вам счет за него. Вот тут-то и пригодится расходомер.
По мере того, как бензин поднимается в дозатор, он проходит через клапан управления потоком. который регулирует скорость потока бензина. Он делает это с помощью пластиковой диафрагмы, которая все сильнее и сильнее сжимается в трубе по мере увеличения потока газа, всегда оставляя достаточно места для прохождения необходимого количества бензина. Если вы установили заранее определенное количество газа для перекачки, поток газа будет замедляться по мере приближения к пределу.
В этой трубе также находится расходомер. , который представляет собой чугунную или алюминиевую камеру, содержащую ряд шестерен или простой ротор, который запускает единицы газа по мере их прохождения. Информация о расходе газа передается на компьютер, расположенный в заправочной колонке, который отображает измеренное количество газа в десятых долях галлона. При изменении температуры газа, например, в особенно жаркие и холодные дни, плотность газа может измениться, что приведет к ошибке в количестве жидкости, измеренной расходомером. Компьютер компенсирует эту ошибку, принимая во внимание температуру газа, регистрируя расход и соответствующим образом корректируя цену.
Износ счетчика может со временем ухудшить его точность, поэтому необходимы периодические проверки. Как правило, инспекторы используют контейнер определенного объема, закачивают в него газ и сравнивают количество в контейнере с количеством, измеренным на заправочной колонке. Если количества не совпадают, потребуется повторная калибровка расходомера и, возможно, его ремонт или замена. Хотя правила калибровки насосов исходят от Национального института стандартов и технологий (NIST), фактические проверки проводятся на месте, обычно Департаментом мер и весов штата.
Теперь, когда газ подается и величина расхода измерена, остается только один шаг:заправить газом автомобиль клиента. Но это более сложный процесс, как вы могли подумать. Например, что, если клиент не знает, когда остановить перекачку? Пропитается ли он или она потенциально смертельным выбросом неконтролируемого топлива? Давайте узнаем на следующей странице.
Одна из первых вещей, которую покупатель заметит у заправки, — это разнообразие предлагаемых вариантов. В большинстве случаев заправочная колонка предлагает несколько сортов бензина, иногда до пяти, каждый с разным октановым числом. Желаемое октановое число обычно выбирается простым нажатием кнопки. Означает ли это, что в эту заправочную колонку подается пять разных подземных резервуаров, каждый из которых предлагает разное качество газа? Обычно это не так. На самом деле, заправочная колонка может производить столько сортов бензина, сколько нужно, всего из двух подземных резервуаров, при условии, что один резервуар содержит самое высокое октановое число, доступное на этой станции, а другой – самое низкое. Сорта смешиваются вместе на заправке — мало чем отличаясь от того, как вы смешиваете джин и вермут для приготовления мартини — получается своего рода коктейль с октановым числом. Точная пропорция, в которой смешиваются сорта, определяет октановое число бензина, поступающего в бак клиента.
Этот подвиг бармена газового насоса выполняется с помощью чего-то, называемого смесительным клапаном. . Этот клапан имеет входы, состоящие из двух сортов бензина, каждый из разных баков. Один подвижный барьер, называемый башмаком. соединен с обоими таким образом, что его можно перемещать по входам с помощью одного храповика с приводом от двигателя. Когда храповик открывает один клапан, он закрывает другой клапан в точной, но противоположной пропорции. Это означает, что когда один клапан открыт, например, на 90 процентов, другой клапан открыт на 10 процентов, создавая смесь, состоящую из 90 процентов одного октана и 10 процентов другого. Перемещая храповик вперед и назад, смесительный клапан может производить бензин с любым октановым числом, от самого высокого до самого низкого, хранящегося в баках, и все октановые числа между ними.
Продолжайте читать, чтобы узнать, как дозатор следит за тем, чтобы вы не переполнили емкость бензина в баке.
Меры предосторожностиПоскольку клиент закачивает выбранную им газовую смесь в бензобак автомобиля, может произойти любое количество аварий, большинство из которых связано с человеческим фактором.
Например, горячий пепел от зажженной сигареты может привести к воспламенению бензина, поэтому в большинстве юрисдикций курение рядом с бензоколонкой является незаконным. Оставлять двигатель автомобиля работающим во время заправки бензином не является незаконным, но это не значит, что это хорошая идея:даже незначительные неисправности двигателя могут вызвать искры или кратковременный всплеск пламени, который может воспламенить бензин. Искры от статического электричества также могут представлять опасность, поэтому вам следует прикоснуться к раме автомобиля, прежде чем включать насос, чтобы снять статическое электричество. Не ждите в машине в холодный день, пока заправляется бензин, так как сам акт скольжения по автокреслу может создать статический заряд, сравнимый с зарядом, возникающим при ходьбе по плюшевому ковру.
Если рассеянный клиент уезжает с насадкой, все еще вставленной в бак, шланг спроектирован так, чтобы разорваться на две части. Один остается с машиной, а другой с дозатором. Обратные клапаны с обеих сторон места разрыва предотвращают утечку топлива из любой половины.
Подробнее>Когда покупатель убирает ручку насоса со своего места на боковой стороне дозатора, это действие активирует переключатель, запускающий работу дозатора. (В некоторых случаях переключатель подпружинен и активируется автоматически; в других случаях клиент должен вручную поднять небольшой рычаг, чтобы начать процесс.) В этот момент клиент просто вставляет сопло в бензобак автомобиля и дергает за рычаг. . Остановить подачу газа так же просто — клиенту нужно только отпустить рычаг, чтобы перекрыть подачу топлива.
Но что делать, если бак неожиданно наполняется до краев, и бензин грозит перелиться через край? Любой, кто когда-либо работал с газовым насосом, знает, что насос отключается автоматически. Но как помпа узнает, когда прекратить качать?
По мере повышения уровня газа в баке расстояние между форсункой раздаточной колонки и топливом уменьшается. Небольшая трубка под названием Вентури проходит рядом с газовым соплом. Когда конец трубки Вентури погружается в поднимающийся газ, он перекрывает давление воздуха, удерживающее рукоятку сопла открытой, и прекращает подачу газа. К сожалению, это отключение иногда может произойти до того, как резервуар будет заполнен, так как быстро текущий газ возвращается в резервуар. Это может привести к тому, что газовая рукоятка откроется до завершения накачки, в результате чего раздраженный клиент снова сожмет рукоятку и рискует переполниться. Короткая пауза позволит газу продолжить поступать в бак, а сопло насоса снова начнет подавать газ.
Для получения дополнительной информации о топливе и топливной экономичности перейдите по ссылкам на следующей странице.
Пользовательский интерфейсЭто часть газового насоса, которая наиболее заметно изменилась за эти годы. Еще несколько десятилетий назад вращающиеся колеса с цифрами на них отсчитывали количество галлонов и цену газа при работе насоса. В 1970-х годах начали появляться светящиеся ЖК-дисплеи в виде семисегментных дисплеев. (Сегменты на дисплее могут подсвечиваться компьютером для формирования различных цифр, а иногда и букв алфавита.) Эти относительно простые пользовательские интерфейсы постепенно заменяются полноценными компьютерными видеодисплеями, многие из которых работают в операционных системах, таких как Microsoft Windows. Эти дисплеи могут предлагать информацию, отображать количество продаваемого газа и даже показывать рекламу и вести простые беседы с удивленными клиентами.
Как работают мои тормоза?
Как работают газовые двигатели с воспламенением от сжатия
Как сэкономить газ
Как хранить бензин
Насколько чист ваш бензобак?