ТОПЛИВНЫЙ БАК ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к системам топливопитания двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.
Известен управляемый двухобъемный топливный бак, содержащий корпус, образующий топливный отсек, разделенный жесткими перегородками на ряд объемов, сообщающихся между собой через отверстия, выполненные в перегородках, и имеющий сформированные отверстия для заправки топливом, установки топливозаборника и датчика уровня топлива, при этом одна из перегородок делит бак на два объема, большой и малый, причем сообщение объемов осуществляется в верхней части перегородки, а другая перегородка, расположенная в большем объеме бака, служит гасителем колебаний и ее отверстия равномерно распределены по всей площади перегородки, кроме того, бак дополнительно снабжен установленным в нижней части снаружи управляемым перепускным устройством, соединяющим оба объема, сформированные отверстия выполнены в месте образования малого объема, а управляемое перепускное устройство выполнено в виде соединительного патрубка и установленного в нем запорного клапана управления (см. патент РФ №160559, МПК В60К 15/03, B65D 90/02, опубл. 20.03.2016).
Применение двух отдельных отсеков бака разных объемов, соединенных между собой электромагнитным клапаном, позволяет эксплуатировать автомобиль при малых объемах топлива, но не обеспечивает необходимую температуру топлива в заданном температурном режиме.
Также известна топливная система транспортного средства, содержащая топливный бак с топливным насосом, охладитель паров, расположенный внутри топливного бака и находящийся в сообщении по текучей среде с кондиционером воздуха системы охлаждения или другого вспомогательного устройства охлаждения, датчик давления, присоединенный в топливном баке и выполненный с возможностью оценки давления в топливном баке, и систему управления с машинно-читаемыми командами для направления охлаждающей текучей среды из кондиционера воздуха в охладитель паров в ответ на давление в топливном баке, большее, чем пороговое давление, для конденсации паров топлива в охладителе паров, направления конденсата из охладителя топлива в топливный насос и направления охлаждающей текучей среды прочь из охладителя паров, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура, при этом топливная система дополнительно содержит датчик температуры, выполненный с возможностью оценки температуры топливного бака и команды для направления охлаждающей текучей среды в охладитель паров, когда температура топливного бака является большей, чем пороговая температура во время прогрева двигателя (см. патент РФ №2619323, МПК F02M 25/08, В60К 15/077, опубл. 15.05.2017).
Однако известная топливная система связана с транспортным средством, имеющим гибридный привод, и нацелена на конденсацию паров топлива в топливном баке, а также определенном способе использования получаемого конденсата.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является топливный бак наземного транспортного средства, выполненный из листовой стали, содержащий перегородки корпуса, штуцер сливного крана, заливную горловину, крышку заливной горловины, стяжную ленту, кронштейн крепления бака, топливозаборник со спиралевидным теплообменником и датчик температуры подогревающей жидкости в теплообменнике (см. патент РФ №97680, МПК В60К 15/03, опубл. 20.09.2010).
Известная конструкция топливного бака позволяет повысить надежность работы топливной аппаратуры дизельного двигателя в условиях низких температур, но не обеспечивает надежность работы двигателя в условиях жаркого климата.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик топливного бака за счет поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме.
Для решения поставленной задачи топливный бак транспортного средства, выполненный с устройствами для подвода и отвода топлива и секционными перегородками, содержащий установленный внутри спиралевидный теплообменник с терморегулирующим вентилем, дополнительно содержит размещенные внутри датчики уровня и температуры топлива, а также установленный снаружи блок охлаждения, состоящий из электрического компрессора, конденсатора и ресивера, связанных между собой и теплообменником с терморегулирующим вентилем, кроме того бак оснащен электронным блоком управления, связанным с датчиком температуры топлива и электрическим компрессором. В частном случае исполнения в качестве хладагента теплообменника можно использовать фреон, а датчик уровня топлива может быть выполнен с подогревом.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что топливный бак дополнительно содержит размещенные внутри датчики уровня и температуры топлива, а также установленный снаружи блок охлаждения, состоящий из электрического компрессора, конденсатора и ресивера, связанных между собой и теплообменником с терморегулирующим вентилем, кроме того бак оснащен электронным блоком управления, связанным с датчиком температуры топлива и электрическим компрессором, позволяет улучшить эксплуатационные характеристики топливного бака за счет создания условий для поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме.
В результате поиска, проведенного по патентной и другой научно-технической литературе, аналога, совпадающего с заявляемым техническим решением по всей совокупности существенных признаков, обнаружено не было. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена схема топливного бака транспортного средства.
Топливный бак транспортного средства содержит корпус 1, выполненный с секционными перегородками 2, заливной горловиной 3 в верхней своей части и сливным клапаном 4 в нижней части, а также расположенные в непосредственной близости от корпуса блок 5 охлаждения и электронный блок 6 управления.
Корпус 1 оснащен размещенными внутри датчиком 7 уровня топлива, который при необходимости может быть выполнен с подогревом, и датчиком 8 температуры (термопара), осуществляющим контроль температуры топлива.
Блок 5 охлаждения состоит из электрического компрессора 9, работающего от сети 24 В, конденсатора 10, ресивера 11, терморегулирующего вентиля 12, теплообменника 13 и соединяющих эти элементы между собой медных трубок 14. При этом теплообменник 13 с терморегулирующим вентилем 12 размещены внутри корпуса 1.
Работу электрического компрессора 9 задает электронный блок 6 управления, связанный в свою очередь с датчиком 8 температуры топлива.
Перегрев топлива, как правило, является следствием накопления тепла сливаемого топлива в баке до температуры 70°С, после чего это топливо через магистраль забора поступает в двигатель, снижая его эксплуатационные свойства. Современные двигатели с увеличенным отбором топлива оснащены системой защиты от перегрева, и проявляется это в снижении мощности двигателя. Перегреву топлива свойственно выявляться при малом объеме топлива в баке, когда объем сливаемого горячего топлива преобладает над объемом, оставшимся в баке. Также перегрев возможен, если бак в автомобиле находится в закопотированном состоянии, т.е. окружен деталями и узлами автомобиля, вследствие чего ухудшается тепловой обмен с окружающей средой. Также перегрев топлива в баке способствует увеличению риска взрывопожарной обстановки.
Заявляемое техническое решение для обеспечения безопасности эксплуатации транспортного средства, особенно в условиях жаркого климата, предполагает снижение температуры в топливном баке за счет применения локально расположенного на нем электронно-управляемого кондиционера (охладителя) топлива с непосредственным направлением хладагента в теплообменник и его циркуляцией через охладитель и теплообменник.
Топливный бак транспортного средства заявляемой конструкции работает следующим образом.
В условиях жаркого климата, когда температура топлива в корпусе 1 топливного бака достигает значения близкого к перегреву, электронный блок 6 управления задает работу блоку 5 охлаждения. Хладагент, в качестве которого используется фреон, кипит в трубной полости теплообменника 13, забирая тепло от дизельного топлива. При этом дизельное топливо охлаждается, а образующиеся при кипении пары хладагента выкачиваются электрическим компрессором 9. Далее пары хладагента сжимаются до давления конденсации и направляются в блок конденсатора 10. Тепловоспринимающей средой в блоке конденсатора 10 служит воздух, продуваемый через его межтрубную полость осевыми вентиляторами 15. Охлаждение парообразного хладагента, его сжижение и переохлаждение ниже температуры конденсации осуществляется передачей тепла продуваемому атмосферному воздуху. Образующийся жидкий хладагент поступает в ресивер 11. Понижение давления (дросселирование) жидкого хладагента от давления конденсации до давления испарения, сопровождаемое частичным парообразованием, а также регулирование заполнения теплообменника 13 производится терморегулирующим вентилем 12. Образующаяся парожидкостная смесь хладагента поступает в теплообменник 13 и рабочий цикл блока 5 охлаждения повторяется.
В случае разгерметизации блока 5 охлаждения хладагент не взаимодействует с топливом, а улетучивается через атмосферный клапан датчика 7 уровня топлива. Работа топливного бака по заявляемому техническому решению является безопасной и автономной.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и эксплуатационные качества автомобиля в условиях жаркого климата.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик топливного бака за счет поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме, тем самым повышая надежность и безотказность работы двигателя внутреннего сгорания в условиях жаркого климата.
Топливный бак транспортного средства предлагаемой конструкции соответствует условию промышленной применимости и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением ранее освоенных технологий.