汽油泵

背景

汽油泵用于将汽油分配到机动车辆中。随着汽车的普及，汽油泵从一种简单的机构演变成一种更精细、更专业的机构。当汽车很少见时，司机通常在五金店从桶或油箱中装满一罐汽油，然后将罐倒入汽车油箱的开口中。这个过程既不方便又混乱，而且可能很危险，因为气体很容易从容器中泄漏或飞溅。第一台专门用于汽油的泵是由印第安纳州韦恩堡的 Sylvanus Bowser 设计的煤油泵改造而来的。 Bowser 于 1885 年提出了他的煤油泵，当他在 1905 年推出汽油版本——“自测汽油储存泵”时，他仍然有点领先于消费者的需求。 Bowser 的发明使用手动抽吸泵操作，该泵通过柔性软管将汽油分配到汽车中。装在木柜中的 50 加仑金属储罐可以安装在商店前面的路边。

稍早一些的发明是约翰·托克海姆 1901 年的气体或煤油玻璃圆顶泵。气体从储罐中泵入圆顶。消费者可以目视测量数量，然后释放阀门，让气体通过管子进入油箱。这种泵的一个优点是消费者可以检查气体，并确保供应商没有掺假。稀释显然是一个普遍的问题，尤其是当天然气储存在地下储罐中时，看不见。到 1920 年代，许多制造商都在生产类似于 Tokheim 和 Bowser 的气泵。共同的特点是手动泵、玻璃分配区、千分表——通常可靠性有问题——以及泵顶部的球形头部，带有一个标志。汽油本身通常不是品牌名称，而是由小经销商和分销商提供。这些泵华丽而装饰，大胆地宣称他们的品牌名称，司机似乎通过泵而不是分配的东西来选择他们喜欢的加油站。到 1920 年代末，这种情况发生了逆转，当时天然气成为壳牌和海湾等大公司销售的品牌商品。

第一台电动气泵于 1923 年问世。泵技术的进一步改进主要涉及如何指示泵送的气体量。由于玻璃球被废弃，消费者需要通过其他方式来判断他们购买了多少。一种型号使用带有类似于时钟的旋转指针的表盘来指示分配的加仑数。 1933 年，印第安纳州韦恩堡的一家制造商推出了一种带有称为变速器的机械计算器的泵。变速器使用一个旋转数字轮来显示泵送了多少汽油，而第二个轮子则显示了价格。这是当今使用的系统的先驱，它使消费者无需计算加仑的分数就可以轻松购买价值 5 美元的汽油。变速器的发明者韦恩油箱泵公司将其技术授权给大多数其他泵制造商，到 1930 年代末，旋转轮已成为全国的标准配置。

Tokheim 公司推出了最早的气泵之一，并于 1975 年推出了变速器的继任者——电子测量。代替转动的车轮，内部电子设备计算出数量和价格，并将这些信息显示在小屏幕上。今天的泵几乎使用相同的系统，不同之处在于许多泵还可以处理其他复杂的交易，例如从用户的银行账户中扣款。

原材料

每个气泵都有三个基本系统：液压部分，包括实际的泵送装置；电子产品；和框架或外壳。液压系统通常由铸铁或铸铝制成。合成橡胶也可用于液压领域，用于密封件和垫圈。电子部分可以使用印刷电路板和塑料部件。泵的外壳一般由钢板或不锈钢制成。

设计

气泵通常在半定制的基础上制造。也就是说，尽管泵与泵之间的许多部件实际上可能相同，但制造商会根据客户的特定愿望设计泵的某些方面。软管的数量和放置位置可能会有所不同，电子设备的类型和复杂程度以及外壳的设计也可能会有所不同。在制造过程开始之前，工程师必须为特定订单制定规格。可能需要从供应商处订购定制的子组件，并且可能需要重新设置机器以根据设计切割零件。

制造
过程

气泵制造涉及将三个基本单元组合在一起：液压系统、电子设备和外壳。一家气泵厂可能无法生产所有三台。通常，有些零件是从喷嘴制造商那里购买的，而软管则是从只生产软管的公司那里购买的。电子设备可以分包，气泵制造商只组装和安装这部分。假设一家大型制造商在内部制造大部分零件，这可能是一个典型的过程：

制作液压装置

• 1 实际将气体从储气罐输送到汽车的机电设备通常由铸铝或铸铁制成。将铁或铝熔化并倒入模具中，然后冷却。然后工人从模具中取出零件并通​​过磨损清洁它们。其他部分可以在模具中冲压。金属片被送入一台机器，冲出所需形状的一块。金属管被放置在根据规格弯曲的机器中。使用烙铁的工人将较小的零件组装成较大的零件。在制造液压系统时，受过一些专业技能培训的工人在一个单元（一个大约 4 到 50 名工人）中一起工作，以生产始终如一的高质量零件。每个单元制造特定的零件，然后将零件传递给专门按顺序组装零件的其他单元。

电子组装

• 2 用于气泵的电子设备控制显示器，该显示器告诉消费者正在泵送多少气体以及成本是多少。许多泵还配备了电子扫描仪，可以读取信用卡并从客户的账户中扣款。这些设备是类似于计算机和计算器中使用的微处理器。电子制造商通过将小的、坚硬的非导电材料（通常是纸板或陶瓷）通过焊料打印机来生产这些产品，该打印机在电路板上印上电路路径的图案。其他部分手工或自动放置，板在烘箱中加热。烤箱熔化焊料打印机放下的焊膏，形成电气连接。气泵制造商可能不会这样做，而是根据规格购买电路。气泵厂的工人可以通过将部件咬合或焊接在一起来组装电子设备。这些工人，就像液压工人一样，通常会被分配到一个负责泵头的单元。

典型的气泵机制。

住房

• 3 液压和电子设备完成后，工人们将零件带到工厂的外壳区域。在这里，门、面板和外墙由钢板切割而成。然后将它们发送到绘画区域。工人根据客户指定的设计在外壳上涂上高质量、耐腐蚀的油漆。涂漆部件通过烘箱干燥，然后清洗。接下来，将液压装置安装到电子头上，并将整个泵装入外壳中。连接软管，并应用垫圈或密封件。外壳的各部分焊接在一起，或用铰链连接。设备已清洁，油漆可能会被修补。接下来，对装置进行检查和测试，然后将其发送给客户进行安装。

质量控制

工人在制造过程的许多步骤中检查气泵的质量。如果零件是从分包商处订购的，则在到达工厂时会对其进行测试和检查。还必须检查原材料，例如外壳的钢材，以确保其规格合适，并且没有不规则之处。质量控制检查员在零件从单元中脱离装配线时对其进行目视检查。组装完气泵的整个液压部分后，对其进行泄漏测试。水可以流过它，也可以是压缩空气。任何泄漏都会对泵的运行造成极其不利的影响，因此在其结构中要非常小心，以确保它绝对无泄漏。同样，当泵的电子部分完全组装好后，会对其进行精度测试。必须准确校准泵中的重量和尺寸。整个泵组装好后，再次进行测试。一种测试是运行测试，在该测试中机器使用一定的小时数或天数，并检查是否有任何故障，尤其是泄漏。质量控制检查员还管理所谓的介电耐受测试。在这种情况下，高压电流流过布线。通过该测试，电气系统中的任何缺陷都显而易见。每个气泵制造商都测试自己的产品，因为制造商希望向其客户保证高质量的产品。为负责各种电气产品的机构 Underwriters Laboratory 工作的外部检查员也对气泵进行测试。使用无线电频率识别车辆的泵也属于联邦通信委员会 (FCC) 的管辖范围，该委员会负责管理自己的测试。

未来

当前气泵技术的创新集中在三个主要领域。一是满足日益严格的环境标准，特别是通过检测泄漏和控制蒸汽。应用新技术的第二个领域是数据收集。这意味着自动化系统可以检查车辆的里程表，并记录其使用的燃料量，为卡车运输公司、警察部队和巴士公司拥有的车队提供便利。也许最吸引人的新气泵技术是当消费者坐在车里时给油箱加油的机器人泵。

正在开发多种设备来回收分配气体时损失的蒸汽。有些放置在软管中，有些放置在喷嘴中。面临的挑战是在不降低气体泵送速度的情况下防止蒸汽泄漏。最新的高科技喷嘴包含电子传感器，可记录蒸汽和液体泄漏情况，并在储气罐装满时自动关闭泵。

新技术正在为车队的车主发挥作用。该国的一些地区正在使用一个实验系统，其中气泵喷嘴可以从安装在车辆油箱中的设备读取信息。两个环形天线，一个在喷嘴中，一个在罐中，当它们接触时通过低频磁感应进行通信。一旦驾驶员开始为汽车加油，天线就会连接，并开始从安装在汽车中的电子单元向加油站的终端发送信息。该系统可以记录车队中的哪辆车正在加油、加油量、油费多少、汽车行驶了多少小时以及里程表读数。这可以显着减少维持大型商业车队所需的文书工作。类似的技术也正在为个人消费者试用。消费者使用类似收音机的小型装置，它可以挂在钥匙链上，像钱包里的卡片一样携带，或安装在窗户上。气泵带有一个类似的装置，可以发出低频无线电信号。当消费者开车时，加油泵会读取卡片或标签，识别客户并将购买的汽油记入账户。

1997 年，第一台完全机器人的气泵在消费者身上进行了测试。要使用机器人泵，消费者需要在车辆仪表板上安装一个发射器和一个特别改装的油箱盖。司机通过油泵停车，然后在类似于自动柜员机 (ATM) 键盘的键盘上输入所需的汽油量。泵从发射器读取车辆的品牌和型号，然后机械臂找到油箱并用吸力打开它。然后机器人将喷嘴插入罐盖中的翻盖并分配气体。整个加注过程应该只需要两分钟。因为这个过程需要司机对他们的汽车进行两项修改——仪表板发射器和特殊的油箱盖——机器人系统的使用可能会发展缓慢。