ТОПЛИВНЫЙ БАК
FUEL TANK

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к конструкциям топливных баков.
Известно устройство для хранения и подачи жидких компонентов (патент РФ №2301180, МПК В64D 37/20, В64G 1/22, F02К 9/50, F16J 3/02, опубл. 20.06.2007), содержащее раму с установленными на ней системой наддува и топливными баками горючего и окислителя, включающими корпус и внутреннюю эластичную мембрану. Мембрана снабжена закрепленным на ее поверхности спиральным элементом жесткости и скреплена с корпусом топливного бака.
К недостаткам описанного устройства можно отнести волновые колебания топлива в топливном баке, приводящие к накоплению статического электричества, а также периодически возникающее смещение топлива в баке, что приводит к изменению положения центра тяжести средства и может иметь негативные последствия, и это необходимо учитывать при конструировании и эксплуатации.
Известен топливный бак для транспортного средства (патент РФ №2005633, МПК В60К 15/03, В64D 37/02, опубл. 15.01.1994), содержащий размещенную в его полости гибкую оболочку, заливную горловину, расположенную в верхней части бака и снабженную герметизирующим элементом с уплотнительными кольцами. Гибкая оболочка выполнена с площадью поверхности, превышающей площадь поверхности стенок полости бака. Поверхность гибкой оболочки выполнена волнистой или перфорированной.
Функциональные возможности описанного топливного бака включают подавление колебаний топливной жидкости внутри бака, но не исключает перемещение топлива в баке, что негативно сказывается на устойчивости транспортного средства при движении по криволинейной траектории.
Известен карбюраторный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №2116495, МПК F02М 37/00, опубл. 27.07.1998), содержащий возвратно-поступательно движущийся поршень, топливный бак, имеющий топливное и надтопливное пространства, первое из которых сообщено при помощи трубопровода со смесеприготовительным устройством, а второе снабжено каналом подвода повышенного давления, который соединен своим входным окном с рабочей камерой цилиндра. В топливном баке установлена эластичная диафрагма, имеющая объем и форму топливного бака, разделяющая топливное и надтопливное пространства бака.
Вышеописанное техническое решение не исключает колебания и смещения топлива в топливном баке под действием центробежных сил при маневрировании транспортного средства, что приводит к снижению его устойчивости на дороге, кроме того, при волновых колебаниях топлива, которые увеличиваются по мере опустошения бака, происходит накопление статического электричества.
Изобретение решает задачу повышения устойчивости транспортного средства при его движении по криволинейной траектории за счет создания возможности смещать центр тяжести жидкости внутри топливного бака в нужном направлении.
Для достижения необходимого технического результата в известном топливном баке, включающем эластичную перегородку, имеющую объем и форму топливного бака и разделяющую его на топливное и надтопливное пространства взаимоизменяющихся объемов, первое из которых выполнено с заправочной горловиной, а второе снабжено каналом подвода повышенного давления предлагается объем надтопливного пространства разделить на отдельные герметичные, вертикально ориентированные малые объемы, а каждый малый объем снабдить автономным подводом и отводом повышенного давления и связать с блоком управления.
На прилагаемых к заявке графических материалах изображен:
- топливный бак транспортного средства, совершающего движение по криволинейной траектории; бак заполнен топливом на 50%, центр тяжести бака G смещен от центра.
На графических материалах приняты следующие обозначения:
1 - корпус бака;
2 - заборное отверстие;
3 - эластичная перегородка;
4 - крышка бака;
5 - каналы подвода повышенного давления;
6 - разделитель надтопливного пространства;
7 - поплавковый клапан для выпуска газов из жидкостной полости бака;
8 - заправочная горловина с невозвратным клапаном;
9 - отдельные малые объемы надтопливного пространства;
10 - топливное пространство;
11 - канал отвода давления;
р
Р - повышенное давление рабочего газа, необходимое для смещения топлива и снижения потерь топлива на испарение;
а
Р - давление рабочего газа, равное атмосферному давлению;
G - центр тяжести топлива.
Предлагаемый топливный бак состоит из корпуса 1, выполненного с заборным устройством 2 в его нижней части и разделен эластичной перегородкой 3 на надтопливное 9 и топливное 10 пространства. Эластичная перегородка 3 выполнена по форме в виде открытой сверху емкости, соответствующей форме и объему корпуса бака. Эластичная перегородка герметично крепится, например, к краю крышки 4. Надтопливное пространство, ограниченное эластичной перегородкой, разделено на отдельные герметичные малые объемы 9. На крышке бака 4 расположены каналы для подвода повышенного давления 5 и быстрого отвода давления 11. Каждый малый объем надтопливного пространства снабжен автономным подводом и отводом повышенного давления и через регулирующий орган связан с блоком управления (на схеме не показаны). Топливное пространство бака 10 оборудовано поплавковым клапаном 7 для выпуска испарений топлива.
Работа предлагаемого технического решения.
При прямолинейном движении транспортного средства нагрузка на колеса распределена равномерно. При движении по криволинейной траектории, под действием центробежных сил топливо в баке смещается, что приводит к смещению центра тяжести транспортного средства и перераспределению нагрузок на колеса. На колеса, движущиеся по внутреннему радиусу поворота, нагрузка уменьшается, а на колеса, движущиеся по внешнему радиусу поворота, нагрузка увеличивается. Такое перераспределение нагрузок приводит к снижению устойчивости транспортного средства на дороге. При использовании предлагаемого технического решения можно повысить устойчивость транспортного средства при движении на повороте путем перераспределения взаимоизменяющихся объемов топливного и надтопливного пространств. Причем можно заранее не только предотвратить снижение устойчивости транспортного средства на дороге перед входом в поворот, но и повысить устойчивость, подав команду из блока управления на изменение перемещения топлива в баке.
Например, когда транспортное средство начинает поворот направо, топливо в топливном баке под действием центробежных сил начинает смещаться влево. В этот момент подается команда через блок управления на перемещение топлива в правую часть бака, следствием чего является смещение и центра тяжести топливного бака, что приводит к увеличению нагрузки на колеса, движущиеся по внутреннему радиусу поворота. При совершении транспортным средством левого поворота топливо перемещают в левую часть бака.
p
а
а
p
Такой эффект достигается следующим образом. При пуске двигателя блок управления подает команду на заполнение рабочим газом, например воздухом от компрессора, всех отдельных герметичных вертикально ориентированных малых объемов надтопливного пространства через каналы подвода рабочего воздуха, устанавливая повышенное рабочее давление воздуха P. При возникновении необходимости в смещении центра тяжести топлива в баке, например направо, подаем команду через блок управления на сброс давления в малых объемах надтопливного пространства через каналы отвода рабочего воздуха, расположенных справа от центра, снижая в них давление до уровня атмосферного Р. Это приведет к тому, что топливо перетечет в малые объемы, где давление равно Р, а оставшиеся под повышенным давлением P малые объемы надтопливного пространства с левой стороны примут форму полного объема. Тем самым смещается топливо и его центр тяжести в нужном направлении.
p
Повышенное давление топлива в баке P позволит снизить потери топлива на испарение. Топливо, заключенное в топливном пространстве бака, которое ограничено стенками бака и эластичной перегородкой, перестанет плескаться в процессе движения транспортного средства, что позволит снизить негативный эффект накопления статического электричества.