Введение

Преждевременное испарение жидкого топлива.
Паровой провал – это проблема, возникающая из-за перехода жидкого топлива в газообразное состояние, пока оно находится в системе подачи топлива бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Это нарушает работу топливного насоса, вызывая потерю давления топлива в карбюратор или систему впрыска, что приводит к кратковременной потере мощности или полной остановке двигателя. Перезапуск двигателя в таком состоянии может быть затруднен. Топливо может испаряться из-за нагрева двигателем, климатических условий или более низкой температуры кипения на большой высоте. В регионах, где зимой для облегчения запуска двигателя используется топливо с более низкой вязкостью (и более низкой температурой кипения), продолжение использования этого топлива летом может способствовать более легкому возникновению парового провала.

Причины и заболеваемость

Паровой замок был гораздо более распространен в старых системах подачи бензина, включающих низконапорный механический топливный насос, приводимый в действие двигателем, расположенный в моторном отсеке и подающий топливо в карбюратор. Такие насосы обычно располагались выше топливного бака, непосредственно нагревались двигателем и подавали топливо непосредственно в поплавковую камеру карбюратора. Топливо всасывалось под отрицательным давлением (разряжением) из топливопровода, что увеличивало риск образования парового замка между баком и насосом. Попадание парового замка в топливный насос могло прервать давление топлива на достаточно долгое время, чтобы поплавковая камера карбюратора частично или полностью опустела, вызывая обеднение смеси в двигателе. Даже временное прекращение подачи топлива в поплавковую камеру нежелательно; большинство карбюраторов рассчитаны на работу при фиксированном уровне топлива в поплавковой камере, и снижение этого уровня уменьшит количество топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель. Карбюраторные устройства могут неэффективно справляться с поступлением паров топлива в поплавковую камеру. Большинство конструкций включают в себя канал выравнивания давления, соединяющий верхнюю часть поплавковой камеры либо с впускным коллектором карбюратора, либо с атмосферным воздухом. Даже если насос способен эффективно справляться с паровыми замками, пары топлива, поступающие в поплавковую камеру, необходимо отводить. Если это происходит через впускную систему, смесь фактически обогащается, что приводит к проблемам с регулированием смеси и загрязнением окружающей среды. Если отвод осуществляется в атмосферу, возникает прямое загрязнение углеводородами, снижение топливной экономичности и, возможно, запах топлива. По этой причине некоторые системы подачи топлива позволяют возвращать пары топлива в топливный бак для конденсации обратно в жидкую фазу или использовать угольный адсорбер, в котором пары топлива поглощаются. Обычно это реализуется путем отвода паров топлива из топливопровода вблизи двигателя, а не из поплавковой камеры. Такая система также может отводить избыточное давление топлива от насоса обратно в бак. Большинство современных двигателей оснащены системой впрыска топлива и имеют электрический погружной топливный насос в топливном баке. Размещение топливного насоса внутри бака помогает предотвратить образование парового замка, поскольку вся система подачи топлива находится под положительным давлением, а топливный насос работает при более низкой температуре, чем если бы он находился в моторном отсеке. Это основная причина, по которой паровые замки редко встречаются в современных системах подачи топлива. По той же причине некоторые карбюраторные двигатели оснащаются электрическим топливным насосом рядом с топливным баком. Паровой замок с большей вероятностью образуется, когда автомобиль движется в пробке, поскольку температура под капотом имеет тенденцию повышаться. Паровой замок также может образоваться, когда горячий двигатель заглушен, а автомобиль припаркован на короткое время. Топливо в топливопроводе вблизи двигателя не движется и может нагреться до температуры, достаточной для образования парового замка. Эта проблема более вероятна в жаркую погоду или на большой высоте. Гравитационные системы подачи топлива также не застрахованы от паровых замков. Все вышесказанное в равной степени применимо и к гравитационной системе. Если в топливопроводе образуется пар, его меньшая плотность снижает давление, создаваемое весом топлива. Это давление обычно перемещает топливо из бака в карбюратор, поэтому подача топлива будет прервана до тех пор, пока пар не будет удален либо оставшимся давлением топлива, которое прогонит его в поплавковую камеру и через вентиляционное отверстие, либо путем охлаждения и повторной конденсации пара. Паровой замок был причиной вынужденных посадок самолетов. Поэтому авиационное топливо производится с гораздо более низким давлением паров, чем автомобильный бензин. Кроме того, самолеты более восприимчивы из-за их способности быстро менять высоту и связанное с этим атмосферное давление. Жидкости кипят при более низких температурах в условиях низкого давления.

Автоспорты

Паровой удар был распространенным явлением в гонках серийных автомобилей, поскольку в них традиционно использовался бензин и карбюраторы. С введением требования о впрыске топлива для соревнований, санкционированных NASCAR, в 2012 году, паровой удар был в значительной степени устранен. Паровой удар также реже встречается в других видах автоспорта, таких как Формула-1 и гонки IndyCar, благодаря использованию впрыска топлива и спиртовых топлив (этанола или метанола), которые имеют более низкое давление паров, чем бензин. Однако он все еще может произойти, как показали двойные сходы Red Bull Racing на Гран-при Бахрейна 2022 года, вызванные паровым ударом, предположительно из-за необычно высоких температур в топливной системе.

Воздействие на другие виды топлива

Чем выше летучесть топлива, тем выше вероятность возникновения паровой пробки. Исторически бензин был более летучим дистиллятом, чем сейчас, и поэтому был более склонен к образованию паровой пробки. Напротив, дизельное топливо гораздо менее летучее, чем бензин, поэтому дизельные двигатели почти никогда не страдают от паровых пробок. Однако топливные системы дизельных двигателей гораздо более подвержены воздушным пробкам в топливопроводах, поскольку стандартные насосы впрыска дизельного топлива рассчитаны на несжимаемость топлива. Воздушные пробки возникают из-за попадания воздуха в топливопровод или из топливного бака; типичные причины включают в себя допуск осушения топливного бака, замену топливного фильтра или утечки в топливопроводах. Воздушные пробки устраняются путем прокрутки двигателя стартером в течение некоторого времени или продувкой топливной системы. Современные дизельные системы впрыска оснащены самопрокачивающимися электрическими насосами, которые устраняют проблему воздушных пробок.