باک خودرو؛ از انواع تا تجهیزات جانبی

مشخصات فنی و ساختار باک استاندارد در خودروهای داخلی و خارجی

باک خودرو نیز مانند هر قطعه دیگر دارای مشخصات مختلف است؛ اما چند خصوصیت نسبت به سایر ویژگی‌ها دارای اهمیت بیشتری هستند شکل 1 این موارد را نشان می‌دهد.

شکل 1- ویژگی‌های مهم باک خودرو

• استاندارد ایمنی و نقش سوپاپ یک‌طرفه در جلوگیری از نشتی

مهم‌ترین و اصلی‌ترین ویژگی باک خودرو به شمار می‌رود. این ویژگی سایر موارد را تحت‌تأثیر خود قرار می‌دهد. ایمنی ارتباط مستقیم با نوع سوخت نیز دارد؛ بنابراین طبیعی است که شرایط مخزن سوخت بنزین و CNG با هم کاملاً متفاوت باشد

• ظرفیت و حجم باک بنزین (پراید و خودروهای سواری)

خودرو کاملاً تحت‌تأثیر انرژی سوخت و ابعاد خودرو است. هرچه خودرو بزرگ‌تر حجم باک نیز بزرگ‌تر خواهد بود. از نظر جنس معمولاً باک‌ها به دودسته فلزی و پلیمری تقسیم می‌شوند. خودروهای سواری امروزی عموماً برای کاهش وزن خودرو از باک‌های پلیمری استفاده می‌کنند. (شکل 2)

سمت راست: باک فلزی                 سمت چپ: باک پلیمری
شکل 2- دسته‌بندی جنس باک

همانطور که در شکل 2 مشاهده می شود گاهی باک‌ها را طوری طراحی می‌کنند که دارای دو بخش ذخیره باشد که گاهی در بازار این باک‌ها به باک پالانی نیز معروف هستند.

• محل نصب باک

که از اهمیت بالایی برخوردار است. شکل 3 فاکتورهای مهم در تعیین محل نصب باک را نشان می‌دهد.

شکل 3- موارد مهم در انتخاب محل باک

در خودرو‌های سواری معمولاً باک در فاصله صندوق عقب تا زیر صندلی عقب محل قرارگرفتن باک در نظر گرفته می‌شود. در اتوبوس‌ها معمولاً زیر شاسی تقریباً در نیمه خودرو فضایی برای باک تعبیه می‌شود. شکل 4 و 5 محل نصب باک روی خودرو سواری و اتوبوس را نشان می‌دهد.

1- باک 2- در ورودی باک
شکل 4- محل قرارگرفتن باک در خودرو سواری

شکل 5- محل قرارگرفتن باک اصلی و کمکی در یک خودرو سنگین (Benz – 500 Le)

اجزای داخلی و سیستم سوخت‌رسانی باک بنزین پراید و تیبا

شاید در دید اول باک خودرو یک مخزن ساده به نظر برسد؛ اما همین مخزن ساده اجزا مختلف دارد. شکل 6 نمونه‌ای از بخش‌های نوعی باک را نشان می‌دهد.

1- لوله پر کن باک 2- محل نصب پمپ و گیج 3- لبه برای استحکام 4- صفحه‌های ضد تلاطم
5- مجاری عبور سوخت 6- مجرای تخلیه 7- پیج تخلیه 8- خروجی از باک
شکل 6- نمونه‌ای بخش‌های بدنه باک خودرو

شکل 6 نمونه بسیار ساده از باک خودرو است. بدنه باک فرم مکعب مستطیل مانند دارد. جهت افزایش استحکام بدنه از برجستگی‌های لبه مانند (شماره 3) استفاده شده است تا بدنه باک نسبت به تنش‌های مختلف مقاومت داشته باشد. برای اینکه در ترمزها یا شتاب‌های ناگهانی سوخت داخل باک دچار تلاطم نشد داخل آن صفحات ضد تلاطم (شماره 4) قرار داده شده است تا انرژی تلاطم را بگیرد.
این باک از نوع فلزی است در برخی از باک‌های فلزی مجزای تخلیه جهت (شماره 6) سرویس و نگهداری و انجام برخی تعمیرات در نظر گرفته می‌شود که آن را با کمک پیچ تخلیه (شماره 7) مسدود می‌کنند. اگرچه در باک‌های از نوع پلیمری این مجرای تخلیه وجود ندارد. صفحه‌های ضد تلاطم می‌تواند فرم‌های مختلفی داشته باشد به‌عنوان‌مثال شکل 7 مدل باک تیبا را نشان می‌دهد.

1- صفحات ضد تلاطم 2- مجرای حرکت سوخت
شکل 7- اجزای باک بنزین تیبا

باک‌های نوع پالانی بسیار پیچیده‌تر از نوع ساده هستند. به‌عنوان‌مثال باتوجه‌به اینکه پمپ‌بنزین در یک سمت قرار خواهد گرفت چگونه سوخت ازیک‌طرف به سمت پمپ‌بنزین کشیده شود؟ نحوه گردش بخارات چگونه خواهد بود؟ اینها سؤالاتی هستند که پیچیدگی این نوع باک‌ها را نشان می‌دهد. شکل 8 نمونه‌ای برش خورده از ارتباطات داخل یک باک دوطرفه را نشان می‌دهد.

1- کانکتور پمپ و گیج 2- ماژول پمپ‌بنزین 3- لوله ورودی پمپ‌بنزین 4- پمپ 5 و 6- محوطه ذخیره سوخت
7- گیج سوخت 8- شیر تعادل حجم سوخت 9- کانکتور گیج 10- شیلنگ فشار بالای تعادل سوخت
11- شیلنگ فشار پایین تعادل سوخت 12- شیلنگ خروجی از باک به موتور
شکل 8- مدار داخلی نوعی باک دوطرفه

همانطور که مشاهده می‌شود در هنگام سوخت‌گیری از مسیر ورودی باک (A) سوخت وارد محوطه سمت راست (شماره 5) می‌شود. با پرشدن سوخت در محوطه اول، از طریق فاصله میانی دو محفظه (B) سوخت به سمت محوطه دوم نیز جاری خواهد شد و در نهایت هر دو محوطه طی فرایند سوخت‌گیری پر خواند شد.

با روشن‌شدن پمپ‌بنزین، سوخت داخل ماژول پمپ‌بنزین (شماره 2) از طرق پمپ (شماره 4) کشیده شده سه مسیر خروجی خواهد داشت یکی مجدداً به ماژول پمپ بر می‌گردد و دومی از طریق شیلنگ مسیر فشارقوی به سمت محوطه دوم رفته و تعادل سوخت را در طرفین حفظ کرده و مجدداً به ماژول پمپ‌بنزین بر می‌گردد.
مسیر سوم از طریق باز کردن شیر سوپاپ کنترل تعادل به سمت مجرای خروجی باک هدایت می‌شود. تا زمانی که حجم طرفین نامتعادل باشد سوپاپ کنترل فشار مقدار خروجی سوخت از باک را کنترل کرده تا طرفین باک زودتر به تعادل برسند. (البته باتوجه‌به فعال‌بودن ماژول پمپ‌بنزین در تمامی حالت این وضعیت در زمان بسیار کوتاهی فعال خواهد بود و طرفین به‌سرعت به تعادل خواهند رسید).

تجهیزات خارجی و اتصالات باک بنزین؛ از شلنگ‌ها تا شیر تخلیه

آنچه تا این زمان اشاره شد تجهیزات داخلی واحد باک خودرو بود. مجموعه باک دارای تجهیزات خارجی نیز است که شکل 9 نمونه از این تجهیزات را نشان می‌دهد.

1- در باک 2- گلویی بالایی باک 3- شیلنگ تهویه سمت گلویی 4- گلویی پایینی 5- اتصال آب‌بندی 6- باک
7- تسمه نگهدارنده 8- شیلنگ به سمت پمپ‌بنزین (بیرون باکی) 9- شیلنگ برگشت سوخت 10- شیلنگ کنیستر
11 – سیم گیج باک 12- شناور گیج 13- واحد گیج باک 14- صفحات افزایش استحکام 15- محفظه انبساط
16- حباب‌گیر 17- شیلنگ اصلی تهویه 18- شیر یک‌طرفه
شکل 9 – باک خودرو و متعلقات جانبی

همانطور که در شکل 8 مشاهده می‌شود تجهیزات زیادی روی واحد باک نصب می‌شود. آنچه در این شکل قابل‌مشاهده است. تجهیزات مربوط به کنترل بخارات سوخت (EVAP) است که شامل حباب‌گیر (شماره 16) و تجهیزات مربوط به آن که شامل شیلنگ‌های رابط (شماره 17) و شیر یک‌طرفه (شماره 18) است. بخش دیگری از تجهیزات کنترل بخارات سوخت که مدار مرتبط با کنیستر (شماره 10) نیز در شکل وجود دارد.

توجه: برای کسب اطلاعات بیشتر در بخش کنترل بخارات سوخت می‌توانید به مقالات کنیستر و شیر برقی کنیستر و علائم خرابی کنیستر و علائم خرابی شیر برقی کنیستر مراجعه کنید.واحد فرستنده گیج سوخت که معمولاً نوعی رئوستا است و با کمک شناور آن، میزان سوخت داخل باک نیز اندازه‌گیری می‌شود نیز از دیگر تجهیزات مورداستفاده روی باک است.

یکی از مواردی که در شکل 9 قابل‌مشاهده است مجرای تهویه (هواگیری) گلویی باک (شماره 3) است. همانطور که در شکل قابل‌مشاهده است این شیلنگ بین بخش بالایی باک و ابتدای گلویی ورود سوخت است.وجود این مجرا در هنگام سوخت‌گیری سبب تهویه بهتر بخارات موجود در باک شده و احتمال سرریز ناگهانی سوخت به دلیل پرشدن فضای باک با بخارات سوخت را کاهش می‌دهد. گرفتگی، پاره شدن این مجرا سبب بروز مشکل در هنگام سوخت‌گیری و یا استشمام بوی سوخت خواهد شد.

در باک خودرو یکی از بخش‌های مهم در مجموعه باک است. معمولاً باک‌ها باید مجاری کنترل فشار باک داشته باشد. اگرچه همه باک‌های امروزی به کنیستر و (گاهی) حباب‌گیر دارند؛ اما وجود سوپاپ‌ها کنترل فشار روی در باک نیز ضروری به نظر می‌رسد مخصوصاً در باک‌های که از نوع پلیمری هستند امکان دارد افزایش فشار داخل باک سبب ایجاد نشتی از لبه‌هایی که پلاستیک‌ها به همجوش خورده‌اند بشود. شکل 10 نمونه از در باک را نشان می‌دهد.

شکل 10- در باک تیبا

یکی دیگر از تجهیزات مورداستفاده در باک خودرو، سوپاپ اطمینان قطع سوخت در هنگام واژگونی است. هدف استفاده از این سوپاپ جلوگیری از خروج بنزین از باک در هنگام واژگونی شدن خودرو است (Safty valve) محل قرارگیری این شیر بالای باک است.

شکل 11- دو نمونه از شیر اطمینان روی باک خودرو

تجهیزات جانبی؛ بررسی شیر تخلیه، سوپاپ و حباب‌گیر پراید

تعریف دقیق و استانداردی برای تجهیزات جانبی باک وجود ندارد؛ بنابراین در اینجا تعریفی انجام شده و مطابق آن جلو خواهیم رفت. به‌صورت کلی آنچه روی بدنه باک متصل است و یا در ارتباط مستقیم با بدنه باک است را تجهیزات باک یا تجهیزات جانبی باک نامیده می‌شود. شکل 12 اجزا  و تجهیزات جانبی باک خودرو را نشان می‌دهد.

شکل 12- تجهیزات باک خودرو

همانطور که در شکل 12 ملاحظه می‌شود معروف‌ترین تجهیزاتی که روی باک نصب می‌شوند عبارت‌اند از:

• در باک
• پمپ‌بنزین
• شیر ایمنی
• شیر یک‌طرفه
• شیلنگ‌های رابط
• حباب‌گیر

پمپ‌بنزین به دلیل نقش مؤثر در سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری در یک مقاله مجزا مطالبی اشاره شده است. برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به مقاله اجزا و علائم خرابی پمپ‌بنزین مراجعه کنید.

در باک بنزین خودرو

همانطور که در بالا اشاره شد مجرای برای پرکردن باک وجود دارد. این مجرا توسط یک در کنترل می‌شود که به آن در باک می‌گویند. با اینکه واحد کنیستر و حباب‌گیر برای کنترل بخارات سیستم باک (EVAP) طراحی شده‌اند. اما در باک به‌عنوان یک عضو قدیمی، بخشی از فرایند کنترل بخارهای باک به شمار می‌رود. شکل 13 اجزا داخلی نوعی در باک که یکی از تجهیزات باک خودرو  است را نشان می‌دهد.

1- سوپاپ خلأ (جبران) 2- فنر 3- سوپاپ فشار (تخلیه) 4- فنر
شکل 13- نوعی در باک

همانطور که در شکل 13 ملاحظه می‌شود دو سوپاپ کنترل روی در باک وجود دارد. هنگامی که سوخت مصرف می‌شود و سطح آن در باک پایین می‌آید باید هوا جایگزین آن در باک شود تا خلأ موجود در باک افزایش پیدا نکند. به همین دلیل اختلاف فشار طرفین سوپاپ جبران (شماره 1) باعث می‌شود که فنر مربوطه (شماره 2) را به سمت پایین فشار داده و هوا بتواند از بخش بالایی در باک به سمت پایین یعنی گلویی باک هدایت شده و جلوی ایجاد افت فشار در باک را بگیرد.
هنگامی که فشار در باک افزایش یابد و سایر سیستم‌های کنترلی مانند حباب‌گیر و کنیستر نتواند آن حجم از افزایش بخارهای سوخت در باک را بگیرد. فشار سمت داخل باک سوپاپ تخلیه (شماره 3) بالا رفته و فنر (شماره 4) را به سمت بالا فشار می‌دهد. در نتیجه بخارات می‌تواند از در باک خارج شود. البته همانطور که اشاره شد این حالت فقط برای شرایط اضطراری طراحی شده در حالت طبیعی کنیستر و حباب‌گیر می‌تواند حجم بخارات باک را کنترل کند. شکل 14 نمونه‌ای دیگر از در باک را نشان می‌دهد.

1- لاستیک آب‌بندی 2- صفحه تکیه‌گاه 3- فنر فشاری 4- واشر آب‌بندی 5- سوپاپ خلایی 6- فنر خلایی
7- کاسه نمد 8- بدنه 9- اورینگ 10- سوپاپ فشاری 11- فنر فشاری 12- درپوش
شکل 14- نمونه اجزا داخلی در باک

حباب‌گیر باک بنزین؛ نحوه نصب و ترتیب شلنگ‌ها (liquid vapor separator)

در خودروهایی که دارای باک از نوع فلزی هستند. افزایش دما در واحد باک بیشتر اتفاق می‌افتد؛ بنابراین میزان تبخیر در این نوع باک‌ها نسبت به سایر باک‌ها بیشتر است؛ بنابراین شاید در این مدل باک‌ها واحد کنیستر به‌تنهایی نتواند مجموعه بخارها را کنترل کند. علاوه‌برآن تخلیه بخارات از در باک نیز از نظر زیست‌محیطی صحیح نیست؛ بنابراین در برخی از این نوع خودروها از یک واحد نزدیک باک که بخارهای سوخت از باک را دریافت کرده. آنها را به مایع تبدیل کرده و سپس به باک بر می‌گرداند.
در بازار این قطعه به حباب‌گیر شناخته می‌شود. شکل 15 این واحد و محل نصب آن روی خودرو پراید را نشان می‌دهد.

شکل 15- حباب‌گیر پراید و محل نصب آن در صندوق عقب

همانطور که در شکل 15 مشاهده می‌شود این واحد دارای 3 مجرا است. از مجرای بالا بخارهای سوخت وارد می‌شود و در محفظه‌های آن به‌تدریج تبدیل به مایع شده و از طریق در مجراهای پایینی، بنزین به سمت باک باز می‌گردد. در صورت وجود هرگونه شکستگی روی بدنه این بخش معمولاً بوی بنزین در سمت عقب خودرو شنیده می‌شود.

سوپاپ کنترل فشار و بررسی شیر تخلیه باک بنزین

اگر به شکل 16 دقت کنید متوجه می‌شوید به شیلنگی که به مجرای بالایی حباب‌گیر ارتباط دارد یک قطعه متصل است. این قطعه یک سوپاپ کنترل است. شکل 16  یکی دیگر از اجزا  و تجهیزات باک خودرو را بادقت بیشتری نشان می‌دهد.

1- شیلنگ تخلیه بخارها از باک 2- سه‌راهی 3- شیلنگ ورودی حباب‌گیر
4- شیر کنترل 5- شیلنگ خروجی به سمت زیر سپر عقب (یا کنیستر)
A: زمانی که طرفین شیر کنترل فشار تقریباً مساوی است شیر کنترل بسته است
B: زمانی که فشار سمت باک بیشتر می‌شود ر کنترل باز می‌شود
شکل 16- عملکرد سوپاپ کنترل حباب‌گیر

در حالت عادی وقتی بخارات به سه‌راهی (شماره 2) می‌رسد فشار کمی به پشت شیر کنترل (شماره 4) اعمال می‌کند؛ بنابراین مسیر شیر کنترل بسته بوده و فقط به سمت حباب‌گیر هدایت می‌شود. (مسیر A) اگر فشار بخارات بیش از حد ممکن شود مسیر شیر کنترل نیز باز می‌شود و بخارات از طریق شیلنگ تخلیه (شماره 5) به سمت زیر سپر (یا کنیستر) هدایت می‌شود.

سوپاپ یک‌طرفه پمپ بنزین کجاست و چه وظیفه‌ای دارد؟

یکی از مهم‌ترین سوالات این است که سوپاپ یک‌طرفه پمپ بنزین پراید کجاست و چه نقشی در ایمنی دارد؟ در پاسخ باید گفت در برخی باک‌ها، شلنگ خروج بخارات توسط یک سوپاپ ایمنی و کنترل (Check Valve) مدیریت می‌شود که در بالای باک یا در مسیر خروجی بخارات نصب شده است (مطابق شکل ۱۷).

1- سوپاپ ایمنی 2- سوپاپ کنترل
A: خروج بخارها از باک
B: به سمت کنیستر
شکل 17- محل قرارگرفتن سوپاپ ایمنی و شیر کنترل

این سوپاپ که به شیر قطع جریان (Cut off) نیز شناخته می‌شود، وظایف حیاتی زیر را بر عهده دارد:

• جلوگیری از نشت سوخت: در هنگام واژگونی خودرو، این سوپاپ مسیر عبور بخارات و بنزین را کاملاً می‌بندد تا از نشت بنزین به خارج و خطر آتش‌سوزی جلوگیری کند.

• هدایت بخارات: بخارات را از سمت باک (A) به سمت کنیستر (B) هدایت کرده تا فشار مخزن تعدیل شود.

شکل 18- شیر کنترل

اهمیت جنس و اتصال شلنگ‌های باک بنزین

یکی دیگر از تجهیزات حیاتی، شلنگ‌های اتصالی (رابط حباب‌گیر و پمپ) هستند. باید دقت داشت که این شلنگ‌ها از نوع دو یا چند لایه (مطابق شکل ۱۹) باشند تا در برابر واکنش‌های شیمیایی سوخت و خشک‌شدگی مقاوم بمانند. سلامت این اتصالات مستقیماً بر میزان مصرف سوخت و کنترل آلایندگی خودرو تأثیرگذار است.

شکل 19- نوعی شیلنگ دو لایه

آیا بوی بنزین شما را کلافه کرده است؟ با وجود سلامت ظاهری تجهیزات باک، گاهی نشت بخارات باعث پیچیدن بوی بنزین در ماشین می‌شود. برای عیب‌یابی سریع و یادگیری روش‌های برطرف کردن بوی بنزین داخل کابین، حتماً مقاله موردنظر را مطالعه نمایید. تا از خطرات احتمالی و مسمومیت جلوگیری کنید.