СИСТЕМА ПИТАНИЯ АВТОМОБИЛЯ НА СЖИЖЕННОМ ГАЗЕ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности, к системам питания двигателей внутреннего сгорания, а более конкретно к охлаждающим устройствам, предназначенным для использования на автомобильном транспорте, снабженном газовым оборудованием.
Известен холодильник для транспортных средств, описанный в одноименном патенте РФ №2034208 по кл. F25B 27/00, з. 03.11.92, oп. 30.04.95.
Известный холодильник содержит разомкнутую магистраль перемещения хладагента, включающую в себя побудитель расхода, теплообменник, холодильную камеру и соединяющие трубопроводы, при этом в качестве хладагента применено топливо, а в магистраль установлен топливный бак, при этом теплообменник размещен в камере и в качестве побудителя расхода использован топливный насос.
Недостаток известного средства заключается в том, что он не предназначен для работы с газовым оборудованием.
Известна система кондиционирования воздуха, описанная в п. РФ №40396 на полезную модель «Система питания автомобиля на сжиженном газе» по кл. F02B 43/02, з. 05.05.04, oп. 10.09.04 и выбранная в качестве прототипа.
Известная система включает соединенные между собой трубопроводами газовый баллон для хранения сжиженного газа, связанный через магистральный электромагнитный газовый клапан и дополнительный электромагнитный клапан с испарителем, подключенным к системе охлаждения двигателя, связанной через редуктор со смесителем топлива с воздухом, а также дополнительный испаритель в виде теплообменника, подключенный через дополнительный электромагнитный клапан к системе питания параллельно основному испарителю между ним и между магистральным газовым клапаном
Недостатки известной конструкции заключаются в следующем.
Наличие двух испарителей увеличивает объем конструкции, что немаловажно при ограниченном подкапотном пространстве автомобиля. Испарение в дополнительном испарителе происходит при высоком давлении, для испарения сжиженного газа требуется высокая температура атмосферного воздуха (более 30°С). В современных системах газовое оборудование включается в работу при температуре охлаждающей жидкости в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) больше 40°С, только тогда при высоком давлении в системе происходит эффективное испарение газа.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности работы системы при уменьшении занимаемого ею объема.
Поставленная задача решается тем, что:
- в первом варианте в систему питания автомобиля на сжиженном газе с контуром кондиционирования, содержащую последовательно связанные между собой газовый баллон, магистральный электромагнитный клапан, испаритель и редуктор, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, введен датчик давления, включенный между испарителем и редуктором, и элемент управления, включенный общей точкой между датчиком давления и редуктором, а выводами имеющий возможность подключения к датчику давления или выводу электромагнитного клапана со стороны испарителя;
- во втором варианте в систему питания автомобиля на сжиженном газе с контуром охлаждения, содержащую последовательно связанные между собой газовый баллон и магистральный электромагнитный клапан, в которой также имеются дополнительный электромагнитный клапан, испаритель и редуктор, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, введена цепочка из последовательно соединенных датчика температуры, датчика давления и обратного клапана, включенная между выходом испарителя и редуктором, а дополнительный электромагнитный клапан включен параллельно магистральному клапану и соединен одним выводом с газовым баллоном и магистральным клапаном, а вторым выводом - со входом испарителя.
В первом варианте введение в систему датчика давления и элемента управления, включенными в систему как указано выше, позволяет повысить эффективность ее работы в качестве кондиционера при уменьшении объема системы.
Во втором варианте введение в схему цепочки из последовательно соединенных датчика температуры, датчика давления и обратного клапана, включенной между выходом испарителя и редуктором, и дополнительного электромагнитного клапана, включенного между газовым баллоном и входом испарителя, позволяет эффективно использовать систему в качестве холодильника при небольшом ее объеме.
Технический результат - повышение эффективности работы при уменьшении объема системы.
В первом варианте заявляемая система обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как введение датчика давления, включенного между испарителем и редуктором, и элемента управления, включенного общей точкой между датчиком давления и редуктором, а выводами имеющего возможность подключения к датчику давления или выводу электромагнитного клапан со стороны испарителя, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Во втором варианте заявляемая система обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как наличие цепочки из последовательно соединенных датчика температуры, датчика давления и обратного клапана, включенной между выходом испарителя и редуктором, и дополнительного электромагнитного клапана, включенного параллельно магистральному клапану и соединенного одним выводом с газовым баллоном и магистральным клапаном, а вторым выводом - со входом испарителя, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемая система питания автомобиля на сжиженном газе в обоих ее вариантах может найти широкое применение в автомобильной промышленности, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - схема выполнения системы по первому варианту;
- фиг.2 - схема элемента управления режимом работы по первому варианту;
- фиг.3 - пример включения заявляемой системы по первому варианту в оборудование автомобиля «Газель» для перевозки пассажиров;
- фиг.4 - схема выполнения системы по второму варианту.
В первом варианте для режима кондиционирования (фиг.1, 2) система содержит последовательно соединенные между собой газовый баллон 1, электромагнитный клапан 2, испаритель 3, датчик 4 давления, элемент 5 управления и редуктор 6, связанный с ДВС. Элемент 5 управления представляет собой выключатель 7, установленный на панели управления в салоне (кабине) автомобиля.
В режиме кондиционирования система работает следующим образом.
2
2
Датчик 4 давления откалиброван на давление 4-5 кг/см. До этого давления электрическая цепь датчика 4 замкнута; при повышении давления свыше 4-5 кг/смэлектрическая цепь разомкнута. Сжиженный газ под давлением из баллона 1 поступает через электромагнитный клапан 2 в испаритель 3. При повышении давления свыше 4-5 атм. датчик 4 отключает с помощью элемента 5 управления (выключателя 7) электромагнитный клапан 2. Под воздействием охлаждающей жидкости в охладителе-испарителе 3 сжиженный газ испаряется, охлаждая жидкость. Далее газ в газообразной фазе поступает на штатный редуктор 6. При снижении давления ниже 4-5 атм. электрическая цепь датчика 4 замыкается, включая электромагнитный клапан 2 и процесс повторяется.
В примере конкретного выполнения (фиг.3) испаритель-охладитель 3 представляет собой герметичный корпус с 2-мя отводами для охлаждающей жидкости со встроенным теплообменником.
В режиме кондиционирования краны 8 и 9 закрыты, электронасос 10 включен.
Охлажденная жидкость из 3 поступает в радиатор 11 отопления салона (кабины), через который проходит поток наружного воздуха, где она охлаждается и поступает в салон автомобиля. Датчик 4 давления работает.
В штатном режиме отопления салона кран 8 открыт, кран 9 закрыт, насос 10 выключен. Датчик 4 давления может работать, а может быть отключен, т.е. электрическая цепь короткозамкнута. Электромагнитный клапан 2 включен.
В режиме отключенного отопления и кондиционирования кран 9 открыт, кран 8 закрыт, насос 10 отключен. Датчик 4 давления может работать, а может быть отключен. Электрическая цепь датчика 4 короткозамкнута, т.е. электромагнитный клапан 2 постоянно включен.
Во всех режимах испаритель-охладитель 3 используется для перевода газа из жидкой фазы в газообразную, что продлевает ресурс штатного двухступенчатого редуктора 6.
В режиме кондиционирования воздуха краном 8 отопления можно вручную регулировать степень охлаждения наружного воздуха, поступающего в салон автомобиля, путем увеличения-уменьшения поступления нагретой охлаждающей жидкости к радиатору 11 отопления салона. При замене ручного крана 8 отопления на электрический и установке температурного датчика 12 систему можно перевести в автоматический режим, режим климат-контроля.
Во втором варианте для режима охлаждения (фиг.4) система содержит последовательно соединенные газовый баллон 1', магистральный электромагнитный клапан 2', испаритель 3', датчик 4' температуры, датчик 5' давления, обратный электромагнитный клапан 6' и редуктор 7'. При этом параллельно электромагнитному клапану 2' включен дополнительный электромагнитный клапан 8', соединенный одним выводом с выходом газового баллона 1', а вторым выводом - со входом испарителя 3'.
Система для охлаждения работает следующим образом.
Сжиженный газ через электромагнитный клапан 2' поступает в испаритель 3'. Датчик 5' давления регулирует давление в испарителе 3' в пределах 4-5 атм, далее газообразная фракция газа поступает на штатный двухступенчатый редуктор 7' и затем в систему питания ДВС. Датчик 4' температуры отслеживает температуру в испарителе 3'. При понижении температуры от 0 до 5°С во избежание обмерзания испарителя 3' датчик 4' температуры отключает электромагнитный клапан 2' и включает электромагнитный клапан 8', т.е. переводит систему в штатный режим работы. Обратный клапан 6' позволяет исключить из работы испаритель при штатном режиме работы. Возможна замена датчика 5' давления на электрический датчик уровня сжиженного газа.
В сравнении с прототипом заявляемая система в обоих вариантах ее выполнения является более эффективной и занимает меньший объем.