Бензонасос или ТРК — это машина на заправочной станции , которая используется для перекачки бензина ( бензина), дизельного топлива или других видов жидкого топлива в транспортные средства. Бензонасосы также известны как автозаправщики или бензозаправщики (в Австралии и Южной Африке ), [2] [3] бензонасосы (в странах Содружества ) или бензонасосы (в Северной Америке ).
Первый бензонасос был изобретен и продан Сильванусом Баузером в Форт-Уэйне, штат Индиана , 5 сентября 1885 года [4] еще до появления автомобильной промышленности. Он обычно использовался для подачи керосина , используемого в лампах и печах . Позже он усовершенствовал насос, добавив меры безопасности и добавив шланг для прямой подачи топлива в автомобили. На какое-то время, [ неопределенно ] [ когда? ] термин «заправщик» использовался для обозначения вертикального бензонасоса. В Соединенных Штатах этот термин сейчас используется только для грузовиков, которые перевозят и раздают топливо большим самолетам в аэропортах, но он все еще иногда используется в Австралии и Новой Зеландии . [5]
Первый бензонасос был запатентован норвежцем Джоном Дж. Токхеймом в 1901 году. Насос Токхайма был назван в его честь. Гигант топливной розничной торговли OPW (дуврская компания) приобрела Tokheim в 2016 году .
Многие ранние бензонасосы имели сверху калиброванный стеклянный цилиндр. В цилиндр было закачено желаемое количество топлива, указанное калибровкой. Затем прокачку прекратили и бензин слили в бак потребителя самотеком. Когда в ход пошли насосы-дозаторы, мерный цилиндр заменил небольшой стеклянный шар с турбиной внутри, чтобы показать потребителю, что бензин действительно течет в бак. [ нужна цитата ] Первый газовый насос с измерением, коммерчески произведенный Gilbarco в 1911 году, не имел этого шара, и клиентам приходилось полагаться на владельца заправочной станции, чтобы откалибровать его точно. [6] [7]
Современный бензонасос разделен на две основные части: электронную «голову», содержащую встроенный компьютер для управления работой насоса, управления дисплеями насоса и связи с внутренней системой продаж; и механическую секцию, которая (в автономном блоке) имеет электродвигатель, насосную установку, счетчики, пульсаторы и клапаны для физической перекачки и управления потоком топлива.
В некоторых случаях сам насос может быть герметизирован и погружен в топливные баки на объекте, и в этом случае он называется погружным насосом . Как правило, погружные решения в Европе устанавливаются в более жарких странах, где у всасывающих насосов могут возникнуть проблемы с преодолением кавитации с теплым топливом или когда расстояние от бака до насоса больше, чем может выдержать всасывающий насос.
В современных насосах основные различия заключаются в количестве шлангов или марок, которые они могут подавать, физической форме и дополнительном оборудовании для таких услуг, как оплата на насосе и сопутствующие считыватели меток.
Легкие пассажирские автомобили перекачивают примерно до 50 литров (13 галлонов США ) в минуту [8] (в США этот показатель ограничен 10 галлонами США [38 литров] в минуту [9] ); насосы, обслуживающие грузовики и другие крупные транспортные средства, имеют более высокий расход: до 130 литров (34 галлонов США) в минуту в Великобритании [8] и 40 галлонов США (150 литров) в США. Этот расход основан на диаметре топливозаправочной трубки автомобиля, что ограничивает поток этими объемами.
Заправка в самолетах может достигать 1000 галлонов США (3800 литров) в минуту. [10] Более высокие скорости потока могут перегрузить систему улавливания паров в транспортных средствах, оснащенных усиленным контролем выбросов в результате испарения [11] (требуется с 1996 года в США), что приведет к избыточным выбросам паров и может представлять угрозу безопасности.
Исторически сложилось так, что бензонасосы имели очень широкий спектр конструкций для решения механических проблем перекачки, обеспечения надежных измерений, безопасности и эстетики. Это привело к некоторой популярности коллекционирования антикварных диспенсеров, особенно в США. [12]
Форсунки крепятся к насосу с помощью гибких шлангов, поэтому они могут доходить до заливной горловины автомобиля. Шланги прочны, чтобы выдержать сильный износ, в том числе воздействие погодных условий и переездов, и часто крепятся с помощью тяжелых пружин или спиральных устройств для обеспечения дополнительной прочности. На шланге также установлен предохранительный клапан, благодаря которому форсунка и шланг отсоединятся и подача топлива прекратится, если автомобилист уедет с форсункой, все еще находящейся в заливной горловине.
Форсунки обычно имеют цветовую маркировку, указывающую, какой сорт топлива они подают, но цветовая маркировка различается в зависимости от страны и даже от розничных продавцов. Например, черный шланг и ручка в Великобритании указывают на то, что подается дизельное топливо, а зеленый дозатор указывает на неэтилированное топливо; обратное распространено в США.
Некоторые форсунки предназначены для того, чтобы автомобилист не выбрал неправильное топливо. Патрубок на дизельных насосах должен быть большего размера, чтобы он не мог поместиться в заливную трубку бака автомобиля, предназначенного для бензина. Однако дизельные форсунки большего диаметра не являются фактическим требованием, и многие дизельные насосы оснащены стандартными бензиновыми форсунками. Кроме того, форсунка для этилированного бензина шире, чем для неэтилированного, а заливная трубка на автомобилях, предназначенных только для неэтилированного бензина, была сделана уже, чтобы предотвратить ошибочную заправку. Некоторые баки для дизельного топлива сконструированы таким образом, чтобы предотвратить использование форсунок неправильного типа.
В некоторых странах насосы могут смешивать два топливных продукта перед подачей; это называется смешиванием или смешиванием. Типичное использование - это «смесительный» насос для добавления масла в бензин для двухтактных мотоциклов , для получения промежуточного октанового числа из отдельных видов топлива с высоким и низким октановым числом или для смешивания водорода и сжатого природного газа ( HCNG ). Розничные торговцы получают выгоду, предлагая три сорта топлива, при этом им приходится иметь на складе только два. Это высвобождает как оборотный капитал, так и емкость бака, а также улучшает оборот топлива.
Оборудование должно точно измерять количество перекачиваемого топлива. Измерение расхода почти всегда выполняется с помощью 4-тактного поршневого расходомера, соединенного с электронным энкодером. [8] В старых бензонасосах счетчик физически соединен с катушечными цифровыми дисплеями (подвижные колеса или цилиндры с цифрами сбоку), а в более новых насосах движение счетчика преобразуется в электрические импульсы с помощью поворотного энкодера .
Бензин трудно продавать честно и последовательно в объемных единицах. Он значительно расширяется и сжимается при изменении температуры. Его коэффициент теплового расширения при 20 °C примерно в 4,5 раза больше, чем у воды.
В США Национальный институт стандартов и технологий (NIST) определяет точность измерений в Справочнике 44 [13] , хотя штаты устанавливают свои собственные правовые стандарты. Стандартная точность составляет 0,3%, а это означает, что покупка объемом 10 галлонов США (37,9 л) может фактически принести от 9,97 до 10,03 галлонов США (37,7 и 38,0 л).
Эталонная температура для измерения объема бензина составляет 60 °F или 15 °C. [14] Десять галлонов бензина при этой температуре расширяются примерно до 10,15 галлонов США (38,4 л) при 85 ° F (29 ° C) и сжимаются примерно до 9,83 галлонов США (37,2 л) при 30 ° F (-1 ° C). . Каждый из трех томов представляет одно и то же теоретическое количество энергии. В каком-то смысле данный объем бензина, купленный при температуре 30 °F, имеет примерно на 3,2% больше потенциальной энергии, чем тот же объем, купленный при температуре 85 °F. Большая часть бензина хранится в резервуарах под заправочной станцией . Современные резервуары неметаллические и герметично закрыты для предотвращения утечек. Некоторые из них имеют двойные стенки или другие конструкции, которые обеспечивают дополнительную теплоизоляцию, преследуя при этом основную цель - не допускать попадания бензина в почву вокруг резервуара. Таким образом, хотя температура воздуха может легко варьироваться от 30 до 85 °F (от -1 до 29 °C), бензин нагревается или остывает гораздо медленнее, особенно под землей, поскольку температура глубокой почвы имеет тенденцию оставаться в узком диапазоне в течение года. независимо от температуры воздуха.
Температурная компенсация широко распространена на оптовом уровне в США и большинстве других стран. На уровне розничной торговли Канада перешла на автоматическую температурную компенсацию, Великобритания перешла на нее, но Соединенные Штаты не перешли на нее. Автоматическая температурная компенсация, известная в Великобритании как стандартный учет температуры, может добавить небольшую дополнительную погрешность к измерениям, составляющую около 0,1%. [14]
Сегодня в США гораздо меньше точек розничной продажи бензина, чем в 1980 году. Более крупные точки продают бензин быстро, до 30 000 галлонов США (110 000 л) за один день, даже в отдаленных местах. Большая часть готового бензина доставляется в автоцистернах емкостью от 8 000 до 16 000 галлонов , поэтому две поставки в течение 24 часов являются обычным явлением. Бензин настолько мало времени проводит в системе розничной торговли, что его температура в точке продажи существенно не меняется от зимы к лету или по регионам. В Канаде более низкая общая плотность населения и географически более крупные системы распределения бензина по сравнению с Соединенными Штатами. Температурная компенсация на уровне розничной торговли повышает справедливость в таких условиях.
В Соединенных Штатах в каждом штате есть собственный Департамент мер и весов, наделенный полномочиями проводить все испытания и сертификацию, налагая штрафы за несоблюдение требований. Например, в 2007 году в Аризоне выяснилось, что 9% всех насосов были отключены как минимум на 2,5% (порог штрафов), причем поровну между завышенным и заниженным учетом топлива. [15]
.jpg/1280px-Florida_Department_of_Agriculture_Petroleum_Inspection_(cropped).jpg)
Во многих юрисдикциях проводятся регулярные необходимые проверки для обеспечения точности бензонасосов. Например, Министерство сельского хозяйства и потребительских услуг Флориды проводит регулярные проверки калибровки и качества топлива на отдельных заправочных колонках. Департамент также проводит выборочные тайные проверки с использованием специально разработанных транспортных средств, которые могут проверить точность дозаторов. Департамент выдает уведомления о необходимости исправления станциям, на которых насосы оказались неточными. [16] Большинство других штатов США проводят аналогичные проверки. В Канаде проверки регулярно проводит федеральное правительственное агентство Measurement Canada . Даты проверок и результаты испытаний по закону обязаны отображаться потребителям на наклейке на бензонасосах. В соответствии с Законом о справедливости в отношении насосов 2011 года продавец модифицированной или плохо обслуживаемой колонки может быть оштрафован на сумму до 50 000 долларов США. Однако практически все насосы, не прошедшие проверку в Канаде, делают это из-за общих ошибок калибровки, вызванных длительным использованием. Преднамеренная модификация с целью обмана потребителей встречается крайне редко, равно как и судебное преследование. [17]
Топливораздаточные колонки [18] , используемые на водородных станциях, дозируют килограммами. [19] В США Национальный институт стандартов и технологий (NIST) указывает в Справочнике 44, что допуск измерений должен составлять 2,0%. [20] Мировые правила обсуждаются в соответствии с OIML R 139 ( сжатый водород ). [21]
Водородные насосы могут регулироваться условиями отраслевого технического стандарта SAE J2601. [22]
Технологии связи с бензонасосами из точки продаж или другого контроллера широко варьируются, включая различные аппаратные средства ( RS-485 , RS-422 , токовый контур и другие) и проприетарные программные протоколы. В прошлом это приводило к тому, что производители насосов были привязаны к поставщикам своих собственных систем торговых точек, поскольку только они понимали протоколы. [23]
Попытка стандартизации в 1990-х годах привела к созданию Международного форума по стандартам заправочных станций , который имел значительный успех в Европе, но меньший успех в других странах.
К октябрю 2017 года все бензоколонки в США с устройствами чтения кредитных карт должны были поддерживать оплату EMV . За год до вступления этого правила в силу треть из 750 000 насосов нуждалась в модернизации, стоимость которой составляла от 6 000 до 17 000 долларов каждый [24] плюс стоимость нового аппаратного и программного обеспечения EPOS. Поскольку ожидается, что некоторое программное обеспечение не будет готово, на некоторых картах парка не будет своевременно доступна чиповая технология , недостаточно технических специалистов для установки, а многие предприятия не смогут позволить себе обновление, прогнозировалось, что преобразование продлится до 2021 года. [25]
Запорный клапан был изобретен в Олине, штат Нью-Йорк , в 1939 году Ричардом К. Корсоном. На погрузочной площадке нефтяной компании Socony-Vacuum Корсон заметил рабочего, наполнявшего бочку бензином, и счел это неэффективным. Звук смыва воды в унитазе позже натолкнул его на идею создания «поплавка-бабочки». После разработки прототипа вместе со своим помощником Полом Венке Корсон передал это предложение компании, которая позже подала заявку на патент на его имя. Первоначальная цель устройства заключалась в том, чтобы «позволить человеку заправлять более одной бочки [бензина] одновременно». [26] Этот механизм в конечном итоге превратился в современный запорный клапан бензонасоса. [27]
Большинство современных насосов имеют функцию автоматического отключения, которая останавливает поток, когда резервуар полон. Это делается с помощью вспомогательной сенсорной трубки, идущей от внутренней части сопла к насосу Вентури в ручке насоса. Механический клапан в ручке насоса обнаруживает изменение давления и закрывается, предотвращая подачу топлива. [28] [29]
Современный топливный насос часто содержит контрольное оборудование системы улавливания паров , которое предотвращает выброс паров бензина в воздух. В Великобритании, например, любая новая заправочная площадка с прогнозируемой пропускной способностью более 500 м 3 в месяц должна быть оборудована системой активной улавливания паров.
Поскольку бензонасосы являются центром раздачи топлива населению, а топливо является опасным веществом, к ним предъявляются строгие требования в отношении безопасности, точности и защищенности. Точные детали различаются в зависимости от юрисдикции и могут в некоторой степени зависеть от политики.
Например, в странах, борющихся с коррупцией, таких как Мексика, [30] бензоколонки могут подвергаться более строгому контролю со стороны государственных чиновников с целью выявления попыток обмана клиентов.
Как правило, отдельные насосы должны быть сертифицированы для работы после установки инспектором по мерам и весам , который проверяет, показывает ли насос тот же объем, который он подает.
На Тайване непрерывная подача топлива не разрешена для насосов самообслуживания; водитель должен держать форсунку до тех пор, пока не будет подано необходимое количество топлива или пока не сработает выключатель. Это также имеет место в Австралии и Великобритании. [31] [ нужна ссылка ]
Но не обязательно быть австралийцем, чтобы войти в австралийский лексикон — возьмем, к примеру, «бензиновый насос» Bowser (в Австралии), названный
в честь
компании, основанной американским изобретателем и предпринимателем
С.Ф. Баузером
.
Бензонасосы предоставляют водителям простой способ заправить бензин в свои автомобили. Этот бензонасос, изготовленный производственной компанией Гилберта и Баркера, датируется примерно 1915 годом. Гилберт и Баркер представили первый измерительный бензонасос в 1911 году. Однако покупатели не могли видеть бензин. Им пришлось положиться на точность насоса и честность владельца заправочной станции.
