معلومات الإصلاح
كيف يعمل نظام الوقود؟
يوليو 30, 2021
يشارك:
الوظيفة والمبدأ
التحكم في توصيل الوقود والتبخر
يقوم نظام الوقود بتزويد الوقود وإدارة أبخرة الوقود
يتولى نظام الوقود مسؤولية تعبئة الوقود ونقله وتزويد المحرك به. وهو يضمن وصول الوقود إلى المحرك بسلاسة ويدعم تشغيله.
كما يقوم النظام بتجميع بخار الزيت وإطلاق الغاز المُرشّح إلى الغلاف الجوي. ويعمل نظام التبخير من خلال الامتصاص والتحلل. وينتج الوقود الموجود داخل الخزان بخار الزيت عند تغير درجة الحرارة المحيطة.
عندما يتجاوز ضغط البخار الضغط المضبوط للنظام، يفتح الصمام ثنائي الاتجاه. يدخل بخار الزيت إلى خزان الكربون ويتم امتصاصه بواسطة الكربون المنشط.
عندما يكون ضغط النظام الداخلي أقل من الضغط المحدد، يفتح الصمام ثنائي الاتجاه مرة أخرى، ويدخل الهواء الخارجي إلى النظام من خلال علبة الكربون لإعادة ملء الضغط.
عند تشغيل المحرك، وعندما يكتشف كمبيوتر السيارة (ECU) حالة فتح صمام تنظيف علبة الكربون، يفتح الصمام. وتحت ضغط سلبي في مشعب السحب، يدخل بخار الوقود إلى المحرك ويشارك في عملية الاحتراق.
التأليف والتوزيع
المكونات ومبادئ التخطيط
يؤثر تصميم نظام الوقود على السلامة والأداء
يتكون نظام الوقود من غطاء خزان الوقود، وأنبوب الوقود، وخزان الوقود، ومضخة الوقود، وفلتر البنزين، وعلبة الفحم، وصمام تنظيف علبة الفحم، والأنابيب، ومكونات أخرى.
يؤثر تصميم نظام الوقود بشكل كبير على أدائه. ويُعدّ التصميم الأمثل بمثابة إضافة تأمين للنظام، مما يُسهّل عليه الامتثال للوائح الوطنية ويُقلّل من مخاطر السلامة.
مبادئ التخطيط الشائعة
- أولويةبعد ترتيب خزان الوقود، أعط الأولوية لموضع ترتيب فلتر الزيت، وعلبة الكربون، وصمام الملف اللولبي، والأجزاء الأخرى.
- تدخليجب ألا تتداخل أجزاء نظام الوقود مع الأجزاء المحيطة بها، ويجب أن تستوفي متطلبات التجميع والتفكيك والاختبار.
- عزل حراريينبغي إبقاء أجزاء نظام الوقود بعيدة قدر الإمكان عن نظام العادم ومصادر الحرارة الأخرى. وفي حال قربها الشديد من مصادر الحرارة، يجب إضافة عازل حراري.
سياق نظام الوقود الموسع
محرك عمود الدوران ومعاييره
تتطلب أنظمة الوقود في محركات التوربينات متطلبات تشغيل خاصة.
وفقًا لاحتياجات طيران المروحيات، فإن نظام الوقود لمحرك التوربينات العمودية له عدة متطلبات.
- إمداد الوقود في نطاق درجات الحرارة الواسعةيجب أن يوفر إمدادًا طبيعيًا بالوقود ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة. تتراوح درجة الحرارة الخارجية المطلوبة عمومًا بين -60 و60 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فقد يتجمد الماء العالق ويترسب على فلتر الوقود، مما يؤدي إلى انسداده، وتقليل كمية الوقود الداخلة إلى المحرك، وبالتالي توقفه. أما إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فقد يتحلل الوقود تحت تأثير الحرارة الشديدة مكونًا فحمًا، مما يؤثر على إمداد الوقود بشكل طبيعي.
- قدرة على مقاومة التحطم ومقاومة القصفينبغي أن يقلل التصميم من تعرض خط أنابيب الوقود لمنع الإصابة بالرصاص، وأن يستخدم تصميمًا متبقيًا بحيث يمكن أن يستمر توصيل الوقود بشكل طبيعي بعد تلف بعض الملحقات، وأن يستخدم مضخة توصيل الوقود بالشفط وإجراءات الإغلاق الذاتي في حالة الاصطدام لمنع تسرب الوقود واشتعاله أثناء الاصطدام.
- جودة تذرية الوقوديجب أن يقوم نظام الوقود برش الوقود بالتساوي في غرفة الاحتراق من خلال الفوهة أو قرص التفريغ أثناء وجود المحرك في حالات تشغيل مختلفة.
معايير المواصفات النموذجية
تحدد المواصفات العامة لتصميم أنظمة وقود الطائرات متطلبات التصميم والأداء والتوافق والتحقق لأنظمة وقود الطائرات. تنطبق هذه المتطلبات وعناصر التحقق على تطوير أنظمة ومعدات وقود الطائرات العسكرية، وتُرشد هذه المواصفات المهندسين والفنيين في تصميم أنظمة الوقود.
تحدد المتطلبات العامة لأنظمة وقود الطائرات المدنية المتطلبات الفنية العامة ومتطلبات التحقق المتعلقة بوظيفة وأداء وتصميم وبنية أنظمة وقود الطائرات المدنية. وينطبق هذا المعيار على تصميم أنظمة وقود الطائرات المدنية والتحقق منها.
تحدد متطلبات تصميم نظام وقود الطائرات المدنية متطلبات فحص صلاحية الطيران لتصميم أنظمة وقود الطائرات المدنية والتحقق منها. وهي تنطبق على تصميم أنظمة وقود الطائرات المدنية التي تستخدم محركات توربينية، والتحقق منها، وفحص صلاحيتها للطيران.
براءات الاختراع النموذجية
أمثلة على براءات الاختراع من المقال الأصلي
تُظهر العديد من أمثلة براءات الاختراع اتجاهات تصميم مختلفة لأنظمة الوقود
براءة اختراع نموذج منفعة جديد لنظام الوقود
تتعلق براءة اختراع نموذج المنفعة لنظام الوقود الجديد بنظام وقود جديد. ويتميز هذا النظام باحتوائه على خزان رئيسي، وخزان فرعي، وأنبوب للتزود بالوقود والعادم يربط بين الخزان الرئيسي والخزان الفرعي.
كما تم تركيب أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ بين جسم الخزان الرئيسي وجسم الخزان الفرعي. ويرتبط طرفا أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ بجسمي الخزان الرئيسي والخزان الفرعي بواسطة وصلة.
تم تصميم الحل التقني ليكون ذكياً وصغير الحجم. فهو يستغل مساحة الهيكل إلى أقصى حد، ويلبي متطلبات العملاء، ويوفر مزيداً من المرونة في توجيه مسار تطوير المركبات المستقبلية.
براءة اختراع لنظام وقود موفر للطاقة وصديق للبيئة
يشمل براءة اختراع نموذج نظام الوقود الموفر للطاقة والصديق للبيئة وحدة التحكم الإلكترونية، والمحرك، والبطارية، ومضخة الكربون، وغطاء القفل، ومجموعة خزان الوقود. وتتصل وحدة التحكم الإلكترونية بالبطارية والمحرك ومضخة الكربون عبر أنابيب.
تتصل مضخة الكربون بمجموعة خزان الوقود عبر أنبوب، كما يتصل غطاء القفل بمجموعة خزان الوقود عبر أنبوب آخر. ويشمل نظام الوقود أيضًا وحدة تبريد/تسخين شبه موصلة، مثبتة بين البطارية ومضخة الكربون عبر أنبوب.
يُطلق هذا الحل التقني غازًا نظيفًا في الغلاف الجوي بعد امتصاص الهيدروكربونات بواسطة خزان الكربون، مما يحمي البيئة من التلوث الهيدروكربوني. ويعمل الضغط السلبي في الشعب الهوائية الناتج عن المحرك أثناء القيادة على إطلاق الهيدروكربونات المخزنة في خزان الكربون إلى المحرك للاحتراق، مما يُولد الطاقة ويُوفرها ويُقلل التكاليف.
نظام الوقود لقاطرة الاحتراق الداخلي
يتضمن نظام الوقود العملي لقاطرة الاحتراق الداخلي محرك ديزل، وخزان وقود، ومضخة وقود، وفلتر وقود، وجهاز تنظيم ضغط. ويتصل خزان الوقود بمدخل وقود محرك الديزل عبر خط مدخل الوقود الرئيسي.
يتصل خزان الوقود بمدخل وقود محرك الديزل عبر خط إرجاع الوقود الرئيسي، ويحتوي أيضًا على صمام تحويل وسخان وقود مسبق. ويربط خط مدخل الوقود الرئيسي خزان الوقود، وفلتر الوقود، ومضخة الوقود، وصمام التحويل، ومنظم الضغط، ومدخل وقود محرك الديزل تباعًا.
يتصل مخرج صمام التجاوز بسخان الوقود المسبق عبر خط زيت التجاوز. ويتصل منظم الضغط بسخان الوقود المسبق عبر خط زيت منظم الضغط، ويتصل سخان الوقود المسبق بخزان الوقود عبر خط الإرجاع الإضافي.
تُنشئ براءة الاختراع كلاً من دائرة الزيت الجانبية ودائرة الزيت المنظمة. ويتم ضبط ضغط زيت النظام على مرحلتين، الأولى والثانوية، من خلال دائرة الزيت الجانبية ودائرة الزيت المنظمة، مما يجعل التحكم في ضغط زيت النظام أكثر دقة ويضمن تشغيلًا موثوقًا لمحرك الديزل.
ملخص
يُعد نظام الوقود نظام إمداد ونظام إدارة أبخرة في آن واحد.
في الاستخدام في السيارات، يقوم نظام الوقود بتزويد المحرك بالوقود وإدارة بخار الوقود من خلال الصمام ثنائي الاتجاه، وعلبة الكربون، وصمام التنظيف، ومنطق وحدة التحكم الإلكترونية، والضغط السلبي في مشعب السحب.
تتناول المقالة الأصلية الموضوع أيضاً بشكل أوسع ليشمل إمداد الوقود لمحركات التوربينات العمودية، ومعايير أنظمة وقود الطائرات، وأمثلة من براءات الاختراع. وتُظهر هذه الأقسام مجتمعةً أن تصميم نظام الوقود يجب أن يراعي توصيل الوقود، والسلامة، والتحكم في الضغط، والعزل الحراري، ومعالجة الأبخرة، ومتطلبات التحقق.
