БАК ДЛЯ ПРЕДПУСКОВОГО РАЗОГРЕВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к элементам системы питания дизельных двигателей транспортных средств, может быть использована для облегчения их запуска и бесперебойной работы на дизельном топливе зимой в условиях низкой температуры.
Известно устройство для подогрева и подачи дизельного топлива (RU №85953, 2009 г.), состоящее из баков топлива с топливозаборными трубками, размещенными в баках, нагревателя, трубопроводов подвода и отвода топлива, соединенных с баками топлива через топливозаборные трубки. Трубопроводы подвода топлива соединены с баками вязкого и основного топлива. Устройство снабжено крыльчаткой, трубопроводами подвода и отвода отработавших газов. Нагреватель выполнен в виде двух коаксиально установленных полых цилиндров, внешний из которых соединен с трубопроводами подвода и отвода отработавших газов, а внутренний - с трубопроводами подвода и отвода топлива. Во внутреннем цилиндре нагревателя на оси установлен спиральный винт, а с другой стороны оси в корпусе установлена крыльчатка. Корпус связан с трубопроводами подвода и отвода отработавших газов.
Известно устройство для подогрева дизельного топлива в топливном баке, содержащее бак системы топливоподачи дизельного двигателя с нагревателем (RU №180408, 2018 г.), содержащее с два нагревателя, выполненных из пяти плотно прилегающих друг к другу слоев: теплопроводящего мембранного материала, негорючего тканевого материала, защитного изолирующего пенополиэтилена, теплоотражающего фольгированного металла, наружного защитного, причем во втором слое закреплены нагревательные элементы из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра, разъемы которых соединены с источником питания, один из нагревателей закреплен к днищу бака, а другой - к боковой его поверхности по периметру в нижней части с помощью монтажных ремней.
Недостатки известных устройств связаны со сложностью их конструкции, большими затратами сменного времени на предварительный прогрев большого объема топлива. Длительный нагрев всего топлива в баке приводит к росту теплопотерь, снижает эффективность использования потребляемой электроэнергии, задерживает выход транспортного средства на линию.
Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято в качестве прототипа, является бак транспортного средства с дизельным двигателем (RU 184201, 2018 г.), содержащий корпус с дном, фильтр грубой очистки, электрический нагреватель, выполненный из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра, и размещенный на внешних боковых образующих цилиндрических углублений днища топливного бака высотой не менее 5 диаметров основания цилиндрических углублений, с децентрализовано расположенными нагревательными элементами электрического нагревателя, а поверх корпуса бака нанесено теплоизолирующее покрытие, причем число его слоев на верхней половине корпуса в 3-5 раз больше, чем на нижней его половине, отличающийся тем, что дополнительно на боковых поверхностях бака размещены нагревательные элементы с возможностью зонального ступенчатого подключения в зависимости от уровня топлива в баке и температуры наружного воздуха.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления, возможность скопления в цилиндрических углублениях днища топливного бака водяного конденсата и осадка из примесей, возникающих вследствие коррозии бака, что снизит эффективность разогрева дизельного топлива, трудность в техническом обслуживании и промывке бака, требующая его демонтажа, так как слив всего объема топлива через единственное сливное отверстие бака невозможен.
Задачей предполагаемой полезной модели является упрощение конструкции, эффективность разогрева топлива, поступающего непосредственно в топливный насос высокого давления, находящегося в цилиндрическом корпусе, обеспечение высокой функциональной надежности, простоты технического обслуживания.
Сущность полезной модели заключается в том, что бак для предпускового разогрева дизельного топлива, содержащий корпус, поверх которого нанесено теплоизолирующее покрытие. Корпус выполнен в виде цилиндрической емкости из препрега с запаянной внутри токопроводящей тканью, внутри корпуса закреплены две перпендикулярные друг другу плоскости с отверстиями, проходящие через его ось симметрии, выполненные из препрега с запаянной внутри токопроводящей тканью, дополнительно введены датчик температуры дизельного топлива, контроллер управления, подводящий и отводящий штуцера, причем выход датчика температуры дизельного топлива и питающий вход бака соединены с контроллером управления, а подводящий и отводящий штуцера соединены с основаниями корпуса.
На фиг. 1 изображено устройство бака для предпускового разогрева дизельного топлива.
Бак для предпускового разогрева дизельного топлива состоит из прочного цилиндрического корпуса 1 с толщиной стенки около 7 мм, выполненного из препрега с запаянной внутри токопроводящей тканью, внутри которого жестко закреплены две перпендикулярные друг другу плоскости 2 с отверстиями, проходящие через его ось симметрии, также выполненные из препрега толщиной стенки около 3 мм с запаянной внутри токопроводящей тканью, подводящим 3 и отводящим 4 штуцерами, впаянными в основания цилиндрического корпуса для монтажа/демонтажа бака, в верхнем основании корпуса через герметичное резьбовое соединение закреплен датчик температуры 5 дизельного топлива, чувствительный элемент которого находится внутри корпуса, контроллера управления 6. Плоскости 2 выполнены с круглыми отверстиями диаметром 5 мм и делят внутренний объем цилиндрического корпуса 1 на четыре равные части для более эффективного и быстрого разогрева топлива. Бак для предпускового разогрева дизельного топлива располагается в развале блока цилиндров двигателя в топливной системе параллельно основному топливопроводу от фильтра тонкой очистки. Источником питания служит штатная аккумуляторная батарея транспортного средства. Контроллер управления 6 представляет собой ПИД-регулятор. Теплоизолирующее покрытие выполнено из водоотталкивающего утеплительного материала - изолита толщиной 5 мм.
Бак для предпускового разогрева дизельного топлива работает следующим образом.
В зимний период эксплуатации транспортных средств при температуре воздуха ниже минус 5…10°С водитель перед запуском двигателя производит нагрев дизельного топлива в баке для предпускового разогрева дизельного топлива. При включении бака для предпускового разогрева дизельного топлива от штатной аккумуляторной батареи происходит нагрев цилиндрического корпуса 1 и двух внутренних плоскостей 2 до температуры порядка 80…90°С. При этом топливо, находящееся в цилиндрическом корпусе 1 и разбитое плоскостями 2 на четыре равных части, быстро нагревается до температуры 5°С. Температура топлива в цилиндрическом корпусе 1 регулируется с помощью контроллера управления 6 в виде ПИД-регулятора, на который показания температуры поступают с датчика температуры 5 дизельного топлива. Выпавшие из холодного топлива частицы парафина полностью растворяются, и топливная система готова к работе. Нагретое внутри цилиндрического корпуса 1 топливо поступает в топливный насос высокого давления двигателя.
Так обеспечивается гарантированный подогрев топлива в баке для предпускового разогрева дизельного топлива при пуске двигателя.
Для снижения трудоемкости технического обслуживания и промывки бака предусмотрены подводящий 3 и отводящий 4 штуцера, посредством откручивания которых бак легко демонтируется и промывается.
Дизельное топливо в баке находится под избыточным давлением. Минимально необходимый объем подогретого топлива, который требуется для гарантированного запуска двигателя, рассчитывается исходя из объема топлива, которое необходимо для совершения трех попыток пуска двигателя с продолжительностью работы стартера в каждой попытке пуска равной 20 секундам. При этом исходными данными для расчета объема цилиндрического корпуса является: минимальная пусковая частота двигателя; диаметр плунжерной пары; ход плунжерной пары; объем цикловой подачи топлива.
По сравнению с прототипом заявленный бак для предпускового разогрева дизельного топлива позволяет повысить эффективность подогрева топлива за счет увеличения площади активной поверхности нагрева и уменьшения объема нагреваемого топлива, улучшить теплопередачу и равномерность подогрева топлива, сократить расход электрической энергии за счет возможности регулирования ее подачи, т.к. частицы парафина растворяются, и двигатель быстрее пускается, исключить скопление в баке водяного конденсата и осадка из примесей, возникающих вследствие коррозии бака, что повышает функциональную надежность, снизить трудоемкость технического обслуживания и промывки бака, а также упростить конструкцию.