Druckprüfung Kraftstofftank

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Ein Kraftstofftank ist ein Container, in dem Treibstoff - zum Beispiel für einen Verbrennungsmotor - zwischengelagert wird. Anders als ein Vorratsbehälter ist der Tank an eine Anlage oder einen Gasbrenner angeschlossen. Treibstofftanks werden auf einem Kreuzfahrtschiff als "Bunker" bezeichnet - ein Ausdruck, der auf die Zeit der Dampfschifffahrt mit der Energiequelle Kohle zurückgeht.

Der Kraftstofftank steht bei heutigen Fahrzeugen aus Gründen der Sicherheit meist über oder vor der Vorderachse unter den Sitzen. Es kann aus Alu, Edelstahl oder Plastik sein. Treibstofftanks aus Plastik rosten nicht und können durch den Produktionsprozess besser an die Bodenform des Fahrzeugs angepaßt werden. Der verwendete Werkstoff ist ein thermoplastischer Werkstoff, HDPE (High Density Polyethylene), der mit Ruß eingefärbt ist.

Durch die Schwarzfärbung wird das HDPE resistenter gegen Sonneneinstrahlung, weitere Innenschichten bilden eine Sperrschicht für den Behälter. Diese müssen dem Staudruck von verdichtetem oder verflüssigtem Kraftstoff widerstehen. Im weiteren Arbeitsgang werden Bohrungen für die Verwendung der Benzinpumpe und des Sensors für die Tankanzeige und zum Anschweißen der Brustwarzen vorgenommen. Weitere Komponenten wie Halterungen, Halterungen, Klammern und das Füllrohr können ebenfalls montiert werden.

Der Treibstoff, ob Benziner oder Dieseltank, strömt über den Füllstutzen und das Füllrohr in den Tank. Über den Entlüftungsnippel der Tankbelüftung ( Kraftstoffverdunstung) tritt die darin befindliche Raumluft nach aussen ab. Insbesondere bei flüchtigem Ottokraftstoff wird in heutigen Tankanlagen der Kraftstoffdampf aus dem abnehmenden Raum im Fahrzeugbehälter über eine geringere Rohrlänge in der Kraftstoffpumpe und im Schlauch in den Erdtank zurückgeführt, wo der Raum für das Gas vergrößert wird.

Die Entlüftungsnippel am Tank müssen so angeordnet sein, dass das Tankvolumen beim Betanken immer konstant ist, wenn das Fahrzeug um 4° geneigt ist. Zudem muss der Schnitt so gestaltet sein, dass eine Abfüllgeschwindigkeit von 50 Liter pro Min. erzielbar ist. Steigt die einströmende Brennstoff- oder Gasblase im Einfüllstutzen nach oben und gelangt zur Düse, wird sie abgeschaltet und der Tank ist voll.

Nach dem ersten Ausschalten der Düse kann also noch getankt werden, da sich die Brennstoffoberfläche abgekühlt hat und keine weiteren Gasbläschen durch Turbulenzen des ankommenden Kraftstoffs gebildet werden. In Kraftstofftanksystemen für Nutzfahrzeuge mit einem Tankinhalt von 1000 Liter und mehr ist die Betankung nach dem Ausschalten die Norm. Die Behälteröffnung hat einen Innendurchmesser von ca. 10 cm und die Düse kann schlecht aufgesetzt werden.

Die Betankung erlaubt eine zusätzliche Aufnahme von bis zu 150 Liter nach dem Ausschalten, d.h. eine Fahrtstrecke von über 400 Kilometern. Zur Aufnahme der Kraftstoffausdehnung bei Erhitzung ist entweder der Kraftstofftank etwa 15 bis 20 Prozent grösser als das vorgegebene Befüllvolumen oder es gibt ein weiteres sgn.

Mit einem Nenninhalt = 60 Liter Tankvolumen entspricht dies einem Tankvolumen von ca. 70 Liter. Während des Betriebs wird der Behälter über das Kraftstoffverdunstungssystem entlüftet, das einen geringeren Querschnitt als die Kraftstofftankentlüftung hat. Während des Betankens darf die Arbeitsentlüftung nicht offen sein, da sonst der Behälter bis zu seinem Maximalvolumen gefüllt werden könnte.

Dehnt sich der Brennstoff unter Sonnenstrahlung aus, könnte er zum Aktivkohle-Filter strömen und diesen zersetzen. Das Belüftungssystem leitet zum Aktivkohle-Filter, damit die Kohle nicht in die Umgebung entweichen kann. Der Aktivkohle-Filter wird, wie bereits an anderer Stelle beschrieben, während des Betriebs über ein elektronisches Regelventil in Abhängigkeit von der Motorregelung und den Lastbedingungen des Triebwerks von den Anreicherungen entleert.

Zu diesem Zweck wird die Anbindung an den Kraftstofftank mit dem Absperrventil geschlossen, so dass dort kein negativer Druck entsteht. Damit bei einem Fahrzeugüberschlag kein Treibstoff in den Aktivkohle-Filter gelangt und somit über die Außenluftöffnung des Siebes in die Umgebung entweicht, ist in der Rohrleitung ein Überrollventil eingebaut. Die Entlüftung wird während der Betankung entweder durch einen mechanisch vom Tankverschluss betätigten Handhebel oder durch ein elektronisches Regelventil in der Zuleitung zum Aktivkohle-Filter geschlossen.

Zunehmend strengere Gesetze, insbesondere in den USA und Kalifornien, erfordern eine weitere Reduzierung der Kohlenwasserstoffemissionen. In Kalifornien hängen die Registrierung und damit der Vertrieb von Kraftfahrzeugen von der Freisetzung dieser Schadstoffe ab. Dies betrifft das gesamte Fahrzeug - nicht nur den Kraftstofftank und die Linien.

Auch in Europa werden diese Anforderungen allmählich verbindlich, so dass die Werkstoffauswahl bei der Konstruktion und Produktion von Kraftstoffbehältern eine immer wichtigere Bedeutung erlangt. Das üblicherweise für den Tank eingesetzte HDPE-Kunststoffmaterial ist auf molekularer Ebene für Kohlenwasserstoffdurchlässigkeit. Auch das Anreichern des HDPE mit Treibstoff ist ein Recyclingproblem, da die Tankwände die Kohle "absorbieren".

Der voll gefüllte Behälter wird mit Chlor ausgespült und danach mit Chlor gesäubert. Die Fluorschicht im Inneren des Tanks verringert den Ausstoß von Kohlenwasserstoffen. Er entspricht nicht mehr den Erfordernissen moderner Dieseltanks. Das hat den Vorzug, dass die Kohlenwasserstoffverbindungen nicht durchdiffundieren und dadurch auch die Verbreitung im Selar verringert wird.

Brandversuch nach ECE R34: Der fertig aufgebaute Kraftstofftank wird in ein Kraftfahrzeug - in der Regel nur das hintere Kraftfahrzeug - eingesetzt und anschließend zwei Min. lang einem offenem Brand über einem Gitter ausgesetzt. Während dieser Brandprüfung dürfen keine Undichtigkeiten am Tank oder an der Füllleitung auftreten.