Demandez à quelqu’un qui n’est pas techniquement enclin à savoir comment fonctionne un signal TV ou comment fonctionne un téléphone portable, ou même comment fonctionne un interrupteur bidirectionnel dans une lumière de hall et vous risquez d’avoir un regard vide ou une explication extrêmement improbable. Mais il y a des choses si courantes que même les plus férus de technologie d’entre nous ne se soucient pas de penser. L’une de ces choses est la pompe à essence modeste.
Les pompes à essence sont partout et il y a fort à parier de supposer que tout le monde lisant ceci en a utilisé une à un moment donné, la plupart de son utilisation régulièrement. Mais que se passe-t-il vraiment là-bas?
La plupart d’entre eux sont assez faciles à comprendre. Comme son nom l’indique, il doit y avoir une pompe. Il existe un moyen de savoir combien pomper et combien cela coûte et, aujourd’hui, un moyen d’accepter le paiement. Mais qu’en est-il de l’arrêt automatique? Ce n’est pas fait avec de l’électronique sophistiquée, ce mécanisme remonte à des décennies. De plus, nous parlons de matériaux hautement combustibles, il doit y avoir plus que juste un gros réservoir d’essence et une pompe. La sécurité est primordiale et, par expérience, nous n’entendons pas parler de stations-service qui explosent deux ou trois fois par jour, il doit donc y avoir des dispositifs de sécurité assez solides. Rendons hommage à ces dispositifs de sécurité silencieux et explorons les astuces du commerce de l’essence.
Pompes à gravité des temps anciens
De nombreuses anciennes pompes à essence avaient des pompes manuelles, un grand réservoir en verre au sommet et un tuyau de siphon avec un robinet d’arrêt. Si vous vouliez, disons, 5 gallons, le préposé pomperait le gaz du réservoir souterrain dans le grand réservoir en verre qui avait des marques de mesure dessus. Une fois qu’il contenait la quantité requise, le tuyau entrerait dans votre réservoir d’essence, le préposé ouvrirait le robinet d’arrêt et la gravité ferait le reste.
Curieusement, la pompe à essence est antérieure à l’automobile. Sylvanus Bowser a vendu une pompe dès 1885 pour vendre du kérosène que les gens utilisaient dans les lampes et les poêles. Dans certaines parties du monde, une pompe à essence est parfois appelée un bowser, bien qu’aux États-Unis, ce terme désigne généralement un camion de carburant pour les avions.
De toute évidence, il s’agit d’un arrangement simple mais mûr pour une amélioration. Mais avec la prolifération des stations de pompage et des microcontrôleurs dans des décennies, les concepteurs ont dû faire un travail électromécanique intelligent pour fabriquer une pompe fonctionnelle qui pourrait être utilisée sans compétence ou même par le client lui-même.
Mid-Grade: le cocktail de la station-service
Au cœur de tout cela se trouvent de grands réservoirs souterrains qui retiennent le gaz. Des camions s’arrêtent périodiquement et remplissent ces réservoirs. Fait amusant. Le camion Exxon et le camion Texaco obtiennent leur essence au même endroit que le camion Shell. Soit au terminal, soit au point de livraison, des additifs spéciaux sont mélangés au gaz. C’est ce qui rend un gaz du même indice d’octane différent des autres marques.
Les camions ont généralement quelques compartiments différents. Un pour l’essence ordinaire, un pour le haut de gamme et un pour le diesel. Certains ont plus de compartiments. Cependant, il n’y a généralement pas de gaz de qualité moyenne. Lorsque vous achetez de l’essence de qualité moyenne, vous ne faites que mélanger le régulier et le premium dans la pompe. Ceci est accompli avec une valve de mélange. Il s’agit de deux vannes reliées de telle sorte que lorsque l’une est ouverte, l’autre est fermée proportionnellement de sorte que le débit total soit toujours égal à 100%. Par exemple, si une vanne est à 100%, l’autre est toujours à 0%. Mais si vous tournez la première vanne à 60%, la deuxième vanne sera à 40%. Cela permet le mélange exact de deux carburants en une qualité intermédiaire.
Les additifs sont très importants pour les moteurs modernes. En 2004, les constructeurs automobiles craignaient que certains gaz ne contenaient pas assez de détergents pour empêcher efficacement l’accumulation de carbone. Avec des compressions plus élevées, une injection directe et d’autres techniques de moteur modernes, cela est plus important que jamais. Ils ont formé la norme TOP TIER que les producteurs de gaz pouvaient certifier. AAA a constaté que l’utilisation de gaz TOP TIER produisait moins de dépôts dans le moteur que le gaz standard minimum. Bien sûr, les marques qui ne sont pas TOP TIER peuvent être identiques ou meilleures, elles ne sont tout simplement pas testées.
Arrêt automatique
La partie la plus étonnante de la pompe à essence est de savoir comment elle sait – même avec de vieilles technologies – que le réservoir est plein. La vidéo ci-dessous de [BrainStuff] montre un bon diagramme. Il y a un petit trou près de l’extrémité de la buse qui a son autre extrémité près d’un diaphragme flexible et d’un tube Venturi.
L’effet Venturi provoque une chute de pression lorsque vous compressez un fluide en mouvement. Par exemple, si vous pressez un tube en caoutchouc au milieu, tout ce qui coule à travers le tube sera à une pression inférieure après la partie comprimée du tube.
Avant de quitter la buse, une partie étroite du trajet de carburant dans la poignée comprime le carburant, provoquant une zone de pression plus basse après ce goulot d’étranglement. Le diaphragme à l’intérieur de la poignée se dilate parce que la pression de l’air ambiant (qui entre par le petit trou du tube «de sécurité» à l’extrémité du bec) est plus élevée que la zone de carburant basse pression créée par l’effet Venturi.
Lorsque le niveau croissant de carburant bloque le trou à la pointe, cela provoque l’arrêt de l’aspiration, le diaphragme s’effondre et les ressorts de la soupape de carburant se ferment avec un clic fort. Pas d’électronique du tout. Juste un diaphragme flexible, un tube, un ressort et un agencement intelligent de toutes les pièces.
Richard C. Corson a initialement proposé une version de l’arrêt automatique en 1939 et a reçu un brevet en 1942. Il avait remarqué que les travailleurs devaient remplir les barils un à la fois pour ne pas trop remplir et a été inspiré par le fonctionnement d’une toilette pour proposer une vanne automatique.
Mesure de débit
L’essence est difficile à mesurer avec précision. Il y a un diaphragme qui restreint le débit à un débit connu. Le diaphragme se dilate également pour ralentir lorsque vous approchez du point où la pompe s’arrêtera (par exemple, si vous avez demandé 10 $ d’essence). Le dosage lui-même est généralement un débitmètre à piston à 4 temps qui envoie des données au contrôleur embarqué. Dans l’ancien temps, il ne faisait que conduire les petits cadrans qui indiquaient le prix. Les débitmètres à piston sont très précis. La vidéo ci-dessous de [Max Machinery] montre comment ils fonctionnent.
Le gaz a un coefficient de dilatation thermique à 20 ° C de plus de 4 fois celui de l’eau. Lorsque vous achetez du gaz en gros, le montant est généralement compensé en fonction de la température et certains pays, comme le Canada, l’ont également fait au détail.
Caché en pleine vue
La prochaine fois que vous pomperez de l’essence, vous aurez quelque chose à penser. Il y a beaucoup de technologies sur lesquelles quelqu’un est expert, mais la plupart d’entre nous la tiennent pour acquise. Vous devez admettre qu’il y a probablement beaucoup plus que ce que vous auriez pensé.
Si vous êtes intéressé par l’effet Venturi, vous pouvez réaliser des tubes Venturi imprimés en 3D. Si vous avez pensé à utiliser la pompe à carburant de votre ancienne voiture pour refroidir votre PC, vous voudrez peut-être réfléchir à nouveau.
