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燃油系統是如何運作的？
2021年7月30日
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功能和原理
燃油輸送和蒸發控制
燃油系統負責輸送燃油並管理燃油蒸汽。
燃油系統負責燃油的加註、輸送和供應，確保燃油順利到達引擎並支援引擎運轉。
它還能收集油蒸氣，並將過濾後的氣體釋放到大氣中。蒸發系統的工作原理是吸收和解吸。油箱內的燃料在環境溫度變化時會產生油蒸氣。
當蒸氣壓力大於系統設定壓力時，雙向閥打開。油蒸氣進入碳罐，並被活性碳吸附。
當內部系統壓力低於設定壓力時，雙向閥再次打開，外部空氣會透過碳罐進入系統以補充壓力。
引擎運轉時，如果ECU偵測到碳罐清潔閥需要開啟，清潔閥就會開啟。在進氣歧管負壓的作用下，燃油蒸氣進入引擎並參與燃燒。
作曲與編曲
元件和佈局原則
燃油系統佈局影響安全性和性能
燃油系統由燃油蓋、燃油管、燃油箱、燃油泵、汽油濾清器、活性碳罐、活性碳罐清潔閥、管道和其他零件組成。
燃油系統的佈置對系統性能有重要影響。合理的佈置相當於為系統增加了一份保險，有助於系統更容易通過國家法規的檢驗，並降低安全隱患。
通用佈局原則
- 優先事項佈置好油箱後，優先考慮機油濾清器、碳罐、電磁閥等零件的配置位置。
- 干涉燃油系統部件不得乾擾周圍部件，且必須滿足組裝、拆卸和測試要求。
- 絕熱燃油系統部件應盡可能遠離排氣系統和其他熱源。如果距離熱源過近，則應加裝隔熱保護裝置。
擴展燃油系統上下文
渦流軸發動機及標準
渦軸發動機燃油系統有特殊的運轉要求
根據直升機飛行需要，渦軸發動機的燃油系統有若干要求。
- 寬溫燃料供應它應在較寬的溫度範圍內提供正常的燃油供應。一般而言，外部溫度要求為-60至60℃。如果溫度過低，懸浮水可能會結冰並沉積在燃油濾清器上，造成堵塞，減少進入引擎的燃油量，導致引擎熄火。如果溫度過高，燃油在高溫下可能會分解形成焦炭，影響正常的燃油供應。
- 防撞和防爆能力此設計應減少燃油管路暴露，以防止子彈傷人；採用殘餘設計，以便在一些附件損壞後仍能繼續正常供油；並採用吸入式供油泵和碰撞自密封措施，以防止燃油在碰撞過程中洩漏和著火。
- 燃料霧化品質燃油系統必須使燃油在引擎處於不同運轉狀態時，透過噴嘴或傾卸盤均勻地霧化到燃燒室中。
典型規範標準
《飛機燃油系統通用設計規範》規定了飛機燃油系統的設計、性能、相容性和驗證要求。這些要求和驗證項目適用於軍用飛機燃油系統和設備的開發，該規範指導工程師和技術人員進行燃油系統設計。
民用飛機燃油系統通用要求規定了民用飛機燃油系統的功能、性能設計和結構的一般技術和驗證要求。此標準適用於民用飛機燃油系統的設計和驗證。
民用飛機燃油系統設計要求規定了民用飛機燃油系統設計和驗證的適航檢驗要求。這些要求適用於採用渦輪發動機的民用飛機燃油系統的設計、驗證和適航檢驗。
典型專利
原文中的專利範例
多個專利案例展示了不同的燃油系統設計方向。
新燃料系統實用新型專利
這項新型燃油系統實用新型專利涉及一種新型燃油系統。其特徵在於，此燃油系統包括主油箱體、副油箱體以及位於主油箱體和副油箱體之間的加油和排氣管路。
主罐體和副罐體之間也設置了不銹鋼管。不銹鋼管的兩端透過連接組件分別與主罐體和副罐體連接。
該技術方案設計巧妙緊湊，最大限度地利用了車身空間，滿足了客戶需求，並為未來車輛的發展方向提供了更大的選擇。
節能環保燃料系統專利
該節能環保型燃油系統實用新型專利包括ECU、引擎、蓄電池、碳幫浦、鎖蓋和燃油箱總成。 ECU透過管路與蓄電池、引擎和碳泵連接。
碳幫浦透過管路與燃油箱組件相連，鎖蓋也透過管路與燃油箱組件相連。燃油系統還包括一個半導體冷卻/加熱器，它透過管路設置在蓄電池和碳泵之間。
此技術方案利用碳罐吸附碳氫化合物後，將清潔氣體排放到大氣中，從而保護環境免受碳氫化合物污染。引擎行駛時產生的負壓會將儲存在碳罐中的碳氫化合物釋放到引擎進行燃燒，從而產生動力，節省能源，降低成本。
內燃機車燃油系統
內燃機車常用的燃油系統包括柴油引擎、燃油箱、燃油幫浦、燃油濾清器和壓力調節裝置。燃油箱透過主燃油進油管與柴油引擎的燃油入口相連。
燃油箱透過主回油管與柴油引擎的燃油入口相連，並包含旁通閥和燃油預熱器。主燃油入口管依序連接燃油箱、燃油濾清器、燃油幫浦、旁通閥、壓力調節器和柴油機燃油入口。
旁通閥出口透過旁通油管與燃油預熱器連接。壓力調節器透過壓力調節器油管與燃油預熱器連接，燃油預熱器再透過輔助回油管與燃油箱連接。
該專利設置了旁通油路和調節油路。系統油壓透過旁通油路和調節油路實現初始和微調兩階段調節，使系統油壓控制更加精準，確保柴油引擎可靠運作。
概括
燃油系統既是供應系統，也是蒸汽管理系統。
在汽車應用中，燃油系統透過雙向閥、碳罐、清潔閥、ECU 邏輯和進氣歧管負壓向引擎供應燃油並管理燃油蒸氣。
原文也將主題擴展到渦軸發動機燃油供應、飛機燃油系統標準和專利案例。這些部分共同表明，燃油系統設計必須考慮燃油輸送、安全、壓力控制、隔熱、蒸汽處理和驗證要求。
