Din semester har precis börjat och du tar dig till bergen eller stranden eller till någon annan plats som du har drömt om i flera månader. Du är redo att åka, men innan du kan åka mer än några mil måste du bege dig mot närmaste avfart -- det är redan dags att köpa bensin. Med bensinpriserna lika flyktiga som de har varit de senaste åren är det inte troligt att det här är din favoritdel av resan. Det finns till och med en chans att dekalchock vid pumpen kan leda till att du hoppar över kvällens tjusiga middag och stannar till för en snabbmatsmåltid istället. Tyvärr, i en värld som är beroende av bilar för grundläggande transporter, är pumpning och inköp av gas ett nödvändigt ont - för tillfället i alla fall.
Under alla dessa resor till pumpen, har du någonsin stannat för att undra var gasen finns i bensinstationsautomaten kommer från eller hur den kommer från automaten till din bils bensintank? Processen är inte svår att förstå, men gasbolagen har ansträngt sig för att dölja detaljerna. Att pumpa gas kan tyckas vara en enkel fråga om att lyfta en pump, trycka på några knappar och ibland svepa ett kreditkort genom en läsare eller vifta med en kreditstav mot en detektor. Det som händer inuti själva gasautomaten är dock lite mer komplicerat än så.
Du kan redan borren:Svep ditt kreditkort, berätta för automaten vilken typ av gas du vill ha och börja pumpa. När din tank är full, betala för gasen, hoppa tillbaka i förarsätet och bege dig till den öppna vägen. Men den enkla beskrivningen väcker fler frågor än den besvarar. Hur kommer gasen till bilen? Hur vet pumpen när den ska sluta pumpa? Hur blandas den exakta blandningen av gas som kunden vill ha? Och vad händer om du av misstag kör iväg med bensinpumpen kvar på din bil? Fortsätt läsa för att ta reda på det.
InnehållBensinen som säljs på bensinstationer lagras under jord i nedgrävda tankar. Var och en rymmer flera tusen liter gas. Det finns minst två av dessa tankar per station och varje tank rymmer vanligtvis olika typer av gas. Att ha bensintankarna under jord utgör ett uppenbart problem:Om gasen måste komma till en automat (och din bils bensintank) som är placerad ovan jord, måste den trotsa gravitationen för att komma dit - som ett vattenfall som rinner uppför. Men att flytta gasen från dess underjordiska gömställe upp till gatunivå är inte så svårt som du kanske tror.
De flesta bensinstationer gör jobbet med en av två typer av pumpar - en dränkbar pump eller en sugpump:
Den stora fördelen med en dränkbar pump jämfört med en sugpump är att pumphjulet kan trycka vatten över längre vertikala sträckor. Men eftersom bensintankarna på de flesta bensinstationer är placerade bara några meter under dispensern, är en sugpump vanligtvis mer än tillräcklig för uppgiften. Det finns dock mer i den här processen, och vi kommer att utforska den ytterligare på nästa sida.
TackSpeciellt tack till C.R. Newlin på Franklin Fueling och Mike Hardin på Dresser Wayne för deras ovärderliga hjälp med den här artikeln.
Vägen som gasen tar från tankarna till dispensern ovan jord är inte särskilt komplicerad, även om det kan ta några små vändningar. När pumpningen är klar och pumpmotorn är avstängd, faller inte gasen inuti röret bara tillbaka i tanken. Istället hålls den inuti röret av en backventil . Backventilen, som är placerad ovanför gasen inuti röret, skapar en lufttät tätning ovanför vätskan. Även om rörets botten förblir öppen, håller vakuumtrycket som skapas av backventilen gasen på plats. Detta är en process som kallas för att hålla primtal .
Att använda en backventil för att hålla gasen inuti röret förhindrar onödigt slitage på sugpumpen och säkerställer att en gastillförsel finns kvar i röret så att nästa kund inte behöver vänta på att den ska dras hela långt upp från tanken. Det kanske inte verkar vara en stor sak, men processen kan ta 10 till 15 sekunder. Det är inte en lång väntan på något sätt, men det kan vara en evighet när du väntar på att gasen ska pumpas.
Strömmen som driver pumparna kommer vanligtvis från samma elnät som driver belysningen och apparaterna i ditt hem, även om några stater kräver att bensinstationer har en reservströmförsörjning i händelse av strömavbrott.
Nu när gasen är på väg till bilen och det är dags för kunden att börja pumpa, hur vet automaten hur mycket gas kunden har pumpat? Med tanke på volatiliteten i gaspriserna nuförtiden kan det vara det enda kunden bryr sig om. Ta reda på nyckeln till detta mysterium på nästa sida.
Gör-det-själv backventilDu kan se principen för backventilen i funktion genom att föra in ett sugrör vertikalt i ett glas vatten så att vattnet rinner uppåt i halmen. När halmen är delvis nedsänkt, placera fingerspetsen ovanpå halmen, bildar en lufttät försegling, och lyft sedan tillbaka halmen ur vattnet. Vattnet kommer att stanna kvar inuti sugröret, även efter att sugröret har tagits bort helt från glaset, och kommer först att rinna tillbaka ut när du släpper fingret. I själva verket har ditt finger tjänat som en backventil på sugröret.
Som förare är ditt primära mål vid pumpen att få din tank fylld så att du kan få din bil tillbaka på vägen. Målet för bensinstationsägaren och företaget som levererar gasen är dock att veta hur mycket gas du har pumpat så att de kan debitera dig ordentligt för det. Det är där flödesmätaren kommer in.
När bensinen rör sig uppåt in i automaten passerar den genom en flödeskontrollventil som reglerar bensinens flödeshastighet. Den gör detta via ett plastmembran som kläms allt tätare in i röret när gasflödet ökar, vilket alltid lämnar precis tillräckligt med utrymme för att rätt mängd bensin ska komma igenom. Om du har ställt in en förutbestämd mängd gas som ska pumpas, kommer gasflödet att sakta ner när du närmar dig gränsen.
Detta rör innehåller även flödesmätaren , som är en kammare av gjutjärn eller aluminium som innehåller en serie kugghjul eller en enkel rötor som tickar av enheter av gas när de passerar igenom. Information om gasflödet skickas vidare till en dator placerad i dispensern, som visar den uppmätta mängden gas i tiondels gallon. När temperaturen på gasen ändras - på särskilt varma och kalla dagar, till exempel - kan densiteten hos gasen ändras, vilket orsakar ett fel i mängden vätska som mäts av flödesmätaren. Datorn kompenserar detta fel genom att ta hänsyn till gastemperaturen när den registrerar flödet och justerar priset därefter.
Slitage på mätaren kan försämra dess noggrannhet med tiden, varför periodiska inspektioner är nödvändiga. Vanligtvis kommer inspektörer att använda en behållare med en viss volym, pumpa in gas i den och jämföra mängden i behållaren med mängden som mäts på dispensern. Om mängderna inte stämmer överens måste flödesmätaren omkalibreras och eventuellt renoveras eller bytas ut. Även om regler för pumpkalibrering kommer från National Institute for Standards and Technology (NIST), utförs de faktiska inspektionerna lokalt, vanligtvis av en delstats avdelning för vikter och mått.
Nu när gasen flödar och mängden flöde har mätts återstår bara ett steg:få in gasen i kundens bil. Men det är en svårare process som du kanske tror. Tänk till exempel om kunden inte vet när den ska sluta pumpa? Kommer han eller hon att bli blöt i ett potentiellt dödligt utbrott av skenande bränsle? Låt oss ta reda på det på nästa sida.
En av de första sakerna som en kund kommer att lägga märke till vid pumpen är de olika alternativen som erbjuds. I de flesta fall kommer en dispenser att erbjuda flera kvaliteter av gas - ibland så många som fem - var och en med olika oktantal. Önskat oktantal väljs vanligtvis genom att trycka på en knapp. Betyder detta att det finns fem olika underjordiska tankar som matas in i den dispensern, som var och en erbjuder olika typer av gas? Så brukar det inte vara. I själva verket kan dispensern producera så många kvaliteter som den vill från så få som två underjordiska tankar, så länge som en tank innehåller den högsta graden av oktan som finns tillgänglig på den stationen och den andra innehåller den lägsta. Kvaliteterna blandas ihop vid pumpen - inte helt olikt hur du blandar gin och vermouth för att göra en martini - och producerar en sorts oktancocktail. Den exakta proportionen i vilken kvaliteterna blandas bestämmer oktantalet för gasen som kommer in i kundens tank.
Den här bedriften med gaspumpsbartending utförs av något som kallas en blandningsventil . Denna ventil har ingångar som består av två sorters bensin, var och en från olika tankar. En enda, flyttbar barriär som kallas en sko är ansluten till båda på ett sådant sätt att den kan flyttas över ingångarna med en enda motordriven spärr. När spärrhaken öppnar en ventil stänger den den andra ventilen i exakt men motsatt proportion. Det betyder att när en ventil är till exempel 90 procent öppen är den andra ventilen 10 procent öppen, vilket skapar en blandning som består av 90 procent av en oktan och 10 procent av den andra. Genom att flytta spärrhaken fram och tillbaka kan blandningsventilen producera vilken oktan som helst av gas, allt från de högsta till de lägsta graderna som lagras i tankarna - och alla oktaner däremellan.
Fortsätt läsa för att ta reda på hur dispensern ser till att du inte svämmar över bensinkapaciteten i din tank.
SäkerhetsåtgärderNär kunden pumpar in den gasblandning han eller hon väljer i bilens bensintank kan hur många olyckor som helst kunna hända – de flesta kan tillskrivas mänskliga misstag.
Till exempel kan het aska från en tänd cigarett sätta eld på bensinen, vilket är anledningen till att rökning i närheten av en bensinautomat är olagligt i de flesta jurisdiktioner. Att låta bilens motor vara igång medan man pumpar gas är inte olagligt, men det betyder inte att det är en bra idé:Även mindre motorfel kan skapa gnistor eller en kort flamma som kan antända gasen. Gnistor från statisk elektricitet kan också utgöra en fara, varför du bör röra vid bilens ram innan du använder pumpen för att ladda ur eventuell statisk elektricitet. Vänta inte inne i bilen en kall dag när gasen pumpas heller -- själva handlingen att glida över bilbarnstolen kan generera en statisk laddning som är jämförbar med en som genereras av att gå över en plysch matta.
Om en frånvarande kund kör iväg med munstycket fortfarande isatt i tanken, är slangen utformad för att gå sönder i två delar. Den ena är kvar med bilen och den andra med automaten. Backventiler på båda sidor om brytpunkten förhindrar att bränsle läcker ut från endera halvan.
Läs mer>När kunden tar bort pumphandtaget från sin plats på sidan av dispensern, aktiverar denna åtgärd en omkopplare som startar dispenserdriften. (I vissa fall är omkopplaren fjäderbelastad och aktiveras automatiskt; i andra måste kunden höja en liten spak manuellt för att påbörja processen.) Vid det tillfället sätter kunden helt enkelt in munstycket i bilens bensintank och drar i spaken. . Att stoppa gasflödet är lika enkelt -- kunden behöver bara släppa spaken för att stänga av bränsleströmmen.
Men vad händer om tanken oväntat fylls till kanten och bensinen hotar att svämma över? Som alla som har använt en bensinpump vet kommer pumpen att stängas av automatiskt. Men hur vet pumpen när den ska sluta pumpa?
När gasnivån i tanken stiger blir avståndet mellan dispensermunstycket och bränslet mindre. Ett litet rör som kallas venturi löper längs med gasmunstycket. När änden av venturiröret blir nedsänkt i den stigande gasen, stryper det lufttrycket som håller munstyckshandtaget öppet och stänger av gasflödet. Tyvärr kan denna avstängning ibland ske innan tanken är full då den snabbt strömmande gasen backar upp på väg in i tanken. Detta kan göra att gashandtaget fjädrar upp innan pumpningen är klar, vilket gör att den irriterade kunden kan klämma ihop handtaget igen och riskera att svämma över. Om du gör en kort paus kommer gasen att fortsätta in i tanken och pumpmunstycket att börja hälla gas igen.
För mer information om bränsle och bränsleeffektivitet, ta en titt på länkarna på nästa sida.
AnvändargränssnittetDetta är den del av bensinpumpen som tydligast har utvecklats under åren. Fram till för några decennier sedan satte roterande hjul med siffror på antalet gallon och priset på gas när pumpen gick. På 1970-talet började lysande LCD-skärmar i form av sjusegmentsskärmar dyka upp. (Segmenten i displayen skulle kunna belysas av dator för att bilda olika siffror och ibland bokstäver i alfabetet.) Dessa relativt enkla användargränssnitt ersätts gradvis av fullfjädrade datorvideoskärmar, många kör varianter av operativsystem som Microsoft Windows. Dessa displayer kan erbjuda information, visa mängden gas som säljs och till och med visa annonser och föra enkla konversationer med roade kunder.
