СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам подачи топлива, в частности, к системам подачи топлива, содержащим узел тепловой трубки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Топливо, хранимое в топливном баке и системе подачи топлива, может подвергаться высоким температурам при работе двигателя. Как результат, температура топлива в системе подачи топлива и, в частности, топливном баке, может превышать пороговую температуру. Чрезмерные температурные условия могут ухудшать состояние топливного бака и других компонентов (например, топливного насоса) в системе подачи топлива. Более того, топливо избыточной температуры, подаваемое в двигатель топливной системой в расположенные ниже по потоку компоненты, также может достигать нежелательных температур, которые могут уменьшать коэффициент полезного действия двигателя.
Были предприняты попытки уменьшать температуру системы подачи топлива посредством системы охлаждения двигателя. Например, хладагент может перенаправляться из контура охлаждения двигателя в различные части системы подачи топлива для обеспечения охлаждения. Однако определенные компоненты в системе подачи топлива могут требовать большего уровня охлаждения, чем может обеспечивать контур охлаждения двигателя. Например, температура хладагента в некоторых контурах охлаждения двигателя может не падать ниже 100°C. Однако, требуемая температура некоторых компонентов в системе подачи топлива, топлива в системе подачи топлива, и т.д., может быть ниже 70°C.
Другие попытки были произведены для снижения температуры системы подачи топлива посредством воздухоохладителя. Воздухоохладитель может быть расположен в передке транспортного средства или в области, в которой есть требуемая величина воздушного потока. Однако возможные повреждения воздушного охладителя в этих местоположениях от столкновения ставят требующий решения вопрос.
Также были сделаны попытки дополнительно снижать температуру различных компонентов в системе подачи топлива, таких как топливная форсунка, посредством других механизмов переноса тепла. US 3,945,353 раскрывает сопло впрыска топлива, содержащее тепловую трубку, присоединенную к нему. Тепловая трубка отводит тепло от сопла, а потому, снижает температуру топлива, проходящего через сопло. Таким образом, топливо, проходящее через форсунку, может охлаждаться.
Однако изобретатели также выявили несколько недостатков у системы, описанной в US 3,945,353. Для достижения требуемой величины охлаждения, конденсатору тепловой трубки необходимо располагаться в секции двигателя или транспортного средства, содержащей низкую температуру. Однако эти низкотемпературные области могут не быть близкими к топливной форсунке. Поэтому, для достижения низкотемпературной области, увеличивается длина тепловой трубки. Удлинение тепловой трубки может оказывать вредные влияния на функциональные возможности и эффективность тепловой трубки, а также увеличивать себестоимость тепловой трубки. Более того, топливо выше по потоку от топливной форсунки может достигать нежелательных температур. Это может быть особенно проблематичным в пластмассовых топливных баках, которые в большей степени восприимчивыми к термической деградации, чем металлические топливные баки. Тепловая нагрузка может усиливаться в течение периодов работы двигателя, когда высока температура среды, окружающей двигатель. Кроме того, компоновочные ограничения в пределах топливной форсунки могут ограничивать размер тепловой трубки, тем самым, ограничивая количество тепла, которое может отводиться тепловой трубкой.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
По существу, в одном из подходов, предложена система подачи топлива. Система подачи топлива содержит:
топливный бак, хранящий жидкое топливо;
обратный топливопровод, содержащий выпуск, открывающийся в топливный бак; и
узел тепловой трубки, содержащий первый конец, расположенный в окружающей атмосфере, и второй конец, расположенный на и присоединенный к обратному топливопроводу.
В одном из вариантов предложена система, в которой первый конец содержит секцию конденсатора, передающую тепло с конца конденсатора уплотненной по текучей среде трубки в узле тепловой трубки в окружающую среду, а второй конец содержит секцию испарителя, принимающую тепло из обратного топливопровода и передающую тепло на конец испарителя уплотненной по текучей среде трубки.
В одном из вариантов предложена система, в которой уплотненная по текучей среде трубка продолжается между секцией конденсатора и секцией испарителя и содержит капиллярный материал, по меньшей мере частично проходящий внутреннюю периферию корпуса уплотненной по текучей среде трубки.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция испарителя содержит топливный впуск и топливный выпуск в сообщении по текучей среде с топливным каналом по меньшей мере частично окружающим конец испарителя, причем топливный впуск находится в сообщении по текучей среде с расположенной выше по потоку секцией обратного топливопровода, а топливный выпуск находится в сообщении по текучей среде с расположенной ниже по потоку секцией обратного топливопровода.
В одном из вариантов предложена система, в которой топливный впуск и топливный выпуск расположены на противоположных сторонах секции испарителя.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция испарителя содержит корпус, образующий границу топливного канала.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция конденсатора расположена ниже рамы транспортного средства.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция конденсатора расположена смежно листовой рессоре.
В одном из вариантов предложена система, в которой топливный бак содержит полимерный материал.
В одном из вариантов предложена система, в которой корпус секции конденсатора содержит металл.
В одном из вариантов предложена система, в которой рабочая текучая среда в уплотненной по текучей среде трубке содержит воду.
В одном из вариантов предложена система, в которой топливный бак вмещает дизельное топливо.
В одном из вариантов предложена система, в которой узел тепловой трубки управляется пассивно и не соединен с контроллером.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция испарителя расположена смежно топливному фильтру и задней стороне топливного бака.
В одном из аспектов предложена система подачи топлива, содержащая:
топливный бак, хранящий дизельное топливо;
обратный топливопровод, содержащий выпуск, открывающийся в топливный бак, и впуск в сообщении по текучей среде с топливным насосом; и
узел тепловой трубки, содержащий секцию конденсатора, расположенную вертикально ниже рамы транспортного средства и передающую тепло с концов конденсатора множества уплотненных по текучей среде трубок, содержащихся в узле тепловой трубки, в окружающую среду, и секцию испарителя, принимающую тепло из обратного топливопровода и передающую тепло на концы испарителя множества уплотненных по текучей среде трубок, причем каждая из уплотненных по текучей среде трубок содержит полость для пара, окруженную капиллярным материалом и корпусом.
В одном из вариантов предложена система, в которой по меньшей мере две из множества уплотненных по текучей среде трубок имеют разные диаметры, при этом множество уплотненных по текучей среде трубок выровнены параллельно и разнесены друг от друга.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция конденсатора расположена вертикально ниже испарителя.
В одном из вариантов предложена система, в которой секция конденсатора содержит корпус, содержащий тепловые ребра.
В некоторых примерах, узел тепловой трубки и, в особенности, первый конец, может быть расположен снаружи (например, ниже) рамы транспортного средства. Таким образом, воздушный поток вокруг первого конца может увеличиваться при движении транспортного средства, тем самым, увеличивая охлаждение, обеспечиваемое для обратного топливопровода.
Тепловая трубка может быть расположена в более защищенной области в пределах транспортного средства, например, отнесенной от кузова транспортного средства с одной или более областей деформации при столкновении между кузовом и тепловой трубкой. Такое положение может быть менее восприимчивым к повреждению во время столкновения, чем передняя часть транспортного средства, тем самым, уменьшая вероятность повреждения тепловой трубки. Более того, тепловая трубка, а более точно, конденсатор, также может быть расположен в местоположении в пределах транспортного средства с требуемой величиной воздушного потока, увеличивая количество тепла, которое может отводиться от обратного топливопровода посредством тепловой трубки. Кроме того, в некоторых примерах, рабочая текучая среда тепловой трубки может быть водой, которая может обеспечивать требуемые характеристики переноса тепла для нефтяного топлива.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя внутреннего сгорания;
фиг. 2 показывает схематичную иллюстрацию транспортного средства, содержащего двигатель, показанный на фиг. 1, систему подачи топлива и узел тепловой трубки;
фиг. 3 и 4 показывают разные виды примерного узла тепловой трубки.
фиг. 5 и 6 показывают дополнительные варианты осуществления узла тепловой трубки;
фиг. 7 показывает вид в поперечном разрезе примерного узла тепловой трубки; и
фиг. 8 показывает способ работы узла тепловой трубки.
Фиг. 3-6 начерчены приблизительно в масштабе.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Система подачи топлива предложена в материалах настоящего описания. Система подачи топлива может содержать топливный бак, хранящий жидкое топливо, обратный топливопровод, содержащий выпуск, открывающийся в топливный бак, и узел тепловой трубки, содержащий секцию конденсатора, рассеивающую тепло с конца конденсатора уплотненной по текучей среде трубки в окружающую среду, и секцию испарителя, принимающую тепло из обратного топливопровода и передающую тепло на конец испарителя уплотненной по текучей среде трубки.
Таким образом, узел тепловой трубки может использоваться для пассивного отведения тепла от обратного топливопровода, тем самым, снижая температуру топлива, возвращенного в топливный бак. Как результат, температура топливного бака может снижаться до требуемого уровня. Более того, материалы низкой стоимости могут использоваться для выполнения топливного бака, такие как пластмасса, если требуется, когда снижена температура топлива.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя внутреннего сгорания. Фиг. 2 показывает схематичное изображение транспортного средства, содержащего двигатель, систему подачи топлива и узел тепловой трубки; Фиг. 3-4 показывают разные виды примерного узла тепловой трубки, присоединенного к примерному транспортному средству. Фиг. 5-6 показывают дополнительные варианты осуществления узла тепловой трубки. Фиг. 7 показывает вид в поперечном разрезе узла тепловой трубки фиг. 8 показывает способ работы узла тепловой трубки.
Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий узел 52 впускного клапана и узел 54 выпускного клапана. Каждый узел впускного и выпускного клапана может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы или дополнительно, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие узлом катушки и якоря клапана с электромеханическим управлением. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.
Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. Дополнительно или в качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 системой подачи топлива, содержащей топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показано). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из впускной камеры 46 наддува. В других примерах, двигатель 10 может содержать турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный в системе впуска, и турбину, расположенную в системе выпуска. Турбина может быть присоединена к компрессору посредством вала. Двухступенная система подачи топлива высокого давления может использоваться для формирования высоких давлений топлива на форсунках 66.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Однако, в других примерах, система 88 зажигания может не быть включена в двигатель 10, и может использоваться воспламенение от сжатия. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, содержит многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; датчик детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться скорость вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).
В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых примерах, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.
При работе, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Дополнительно или в качестве альтернативы, сжатие может использоваться для воспламенения топливно-воздушной смеси. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры.
Фиг. 2 показывает схематичное изображение транспортного средства 200, содержащего двигатель 10. Система 202 подачи топлива также включена в транспортное средство 200. Система 202 подачи топлива выполнена с возможностью подачи топлива в камеру 30 сгорания с требуемыми интервалами времени. Система 202 подачи топлива содержит топливный бак 204. Топливный бак может вмещать пригодное топливо, такое как дизельное топливо, бензин, биодизельное топливо, топливо на спиртовой основе (например, этиловый спирт, метиловый спирт), и т.д. Более точно, в одном из вариантов осуществления, топливный бак 204 вмещает дизельное топливо, а двигатель 10 выполнен с возможностью осуществления воспламенения от сжатия. Поэтому, система 88 зажигания, показанная на фиг. 1, может быть не включена в двигатель 10 в таком варианте осуществления. Кроме того, топливный бак 204 может содержать полимерный материал в некоторых вариантах осуществления. В других вариантах осуществления, топливный бак 204 может содержать металлический материал.
Система 202 подачи топлива дополнительно содержит насос 206, содержащий заборную трубку 208, содержащую впуск 210, расположенный в топливном баке 204. Насос 206 расположен снаружи топливного бака 204 в изображенном варианте осуществления. Однако предполагались другие расположения насоса.
Система 202 подачи топлива дополнительно содержит питающий топливопровод 212 в сообщении по текучей среде с выпуском 214 насоса 206 и различными компонентами в двигателе 10. Например, питающий топливопровод 212 может быть выполнен с возможностью подачи топлива в направляющую-распределитель для топлива и топливные форсунки (например, форсунки впрыска в канал и/или непосредственного впрыска). Стрелка 224 обозначает поток топлива из насоса 206 в двигатель 10.
Обратный топливопровод 216 также содержится в системе 202 подачи топлива. Обратный топливопровод 216 содержит впуск 218 в сообщении по текучей среде с питающим топливопроводом 212 и выпуск 220 в сообщении по текучей среде с топливным баком 204. Таким образом, обратный топливопровод 216 продолжается в топливные баки, и выпуск 220 окружен корпусом топливного бака 204. Стрелка 226 обозначает общее направление потока топлива через обратный топливопровод 212. Клапан 222 может быть расположен в обратном топливопроводе 216. Клапан 222 может быть выполнен с возможностью обеспечения прохождения топлива через него, когда давление топлива в обратном топливопроводе 216 находится выше заданного давления. Таким образом, давление топлива в системе 202 подачи топлива может регулироваться. Клапан 222 может быть клапаном с пассивным управлением, таким как запорный клапан или клапаном с активным управлением, таким как электромагнитный клапан, управляемый посредством контроллера 12, показанного на фиг. 1.
Следует принимать во внимание, что система 202 подачи топлива может содержать дополнительные компоненты, которые не изображены, если требуется. Например, некоторое количество клапанов для регулирования давления топлива может содержаться в системе подачи топлива. Более того, второй насос также может содержаться в системе 202 подачи топлива.
Узел 230 тепловой трубки также показан на фиг. 2. Узел 230 тепловой трубки содержит секцию 232 испарителя. Тепло может переноситься из топлива в обратный топливопровод 216 в секцию 232 испарителя. Секция 232 испарителя содержит топливный впуск 234 и топливный выпуск 236. Как показано, топливный впуск 234 находится в сообщении по текучей среде с расположенной выше по потоку секцией обратного топливопровода 216, а топливный выпуск находится в сообщении по текучей среде с расположенной ниже по потоку секцией 240 обратного топливопровода 216. Узел тепловой трубки может быть присоединен к обратному топливопроводу 216.
Топливный канал, обозначенный в общем посредством прямоугольника 242, находится в сообщении по текучей среде с топливным впуском 234 и топливным выпуском 236. Топливный канал 242 осуществляет поток топлива вокруг по меньшей мере одной уплотненной по текучей среде трубки 244. Таким образом, топливный канал 242 может по меньшей мере частично окружать часть уплотненной по текучей среде трубки 244. Уплотненная по текучей среде трубка может указываться ссылкой как уплотненная по текучей среде тепловая трубка или тепловая трубка. Таким образом, тепло может переноситься из топлива в уплотненную по текучей среде трубку 244. Дополнительно, уплотненная по текучей среде трубка 244 содержит конец испарителя, подробнее обсужденный в материалах настоящего описания, по меньшей мере частично окруженный топливным каналом 242.
Узел 230 тепловой трубки также содержит секцию 246 конденсатора. Секция 246 конденсатора выполнена с возможностью передачи тепла из узла тепловой трубки в окружающую среду. Секция 246 конденсатора отнесена от секции 232 испарителя. Секция 246 конденсатора содержится в первом конце 280 узла 230 тепловой трубки. Подобным образом, секция 232 испарителя содержится во втором конце 282 узел 230 тепловой трубки. Первый конец 280 может быть расположен в окружающей атмосфере. Таким образом, тепло может передаваться с конца в окружающую среду. Второй конец 282 расположен на и присоединен к обратному топливопроводу 216. Уплотненная по текучей среде трубка 244 продолжается между секцией 246 конденсатора и секцией 232 испарителя. Более точно, уплотненная по текучей среде трубка 244 дополнительно содержит промежуточную секцию 248. Промежуточная секция 248 продолжается между секцией 232 испарителя узла 230 тепловой трубки и секцией 246 конденсатора узла тепловой трубки.
Секция 246 конденсатора и секция 232 испарителя показаны на фиг. 2 в качестве расположенных на одной и той же вертикальной высоте. Однако предполагались другие относительные положения секции 246 конденсатора и секции испарителя. Например, секция 246 конденсатора может быть расположена вертикально ниже, если используется материал продольного капиллярного распространения, или вертикально выше секции 232 испарителя. Более того, одиночная уплотненная по текучей среде трубка изображена на фиг. 2. Однако, узел тепловой трубки может содержать дополнительные уплотненные по текучей среде трубки в других вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления, обратный топливопровод 216 не охлаждается посредством системы охлаждения двигателя.
Фиг. 3 показывает примерное транспортное средство 200. Более точно, проиллюстрирована нижняя сторона 300 (например, несущая система автомобиля) транспортного средства 200. Изображен узел 230 тепловой трубки. Также изображен топливный бак 204. Секция 232 испарителя может быть присоединена к обратному топливопроводу 216, показанному на фиг. 2. Однако предполагались другие положения секции 232 испарителя. Например, секция 232 испарителя может быть присоединена к корпусу топливного бака 204. Как обсуждено выше со ссылкой на фиг. 2, секция 232 испарителя может иметь топливо, протекающее через нее из обратного топливопровода 216.
Продолжая по фиг. 3, секция 246 конденсатора отнесена от секции 232 испарителя. Более точно, секция 246 конденсатора расположена смежно листовой рессоре 302 возле нижней стороны транспортного средства 200. Листовая рессора 320 присоединена к задней шине, а также раме 303 транспортного средства. Дополнительно, секция 232 испарителя расположена смежно задней стороне топливного бака 204 относительно задней стороны транспортного средства. Секция 246 конденсатора продолжается в поперечном направлении от топливного бака 204. Поперечная ось 310 предусмотрена для начала отсчета. Узел 230 тепловой трубки расположен между ведущим валом 320 и листовой рессорой. Неожиданно было обнаружено, что, когда узел тепловой трубки расположен в этом местоположении, количество тепла, отводимое из обратного топливопровода через узел тепловой трубки вследствие характеристик воздушного потока в этом местоположении, увеличивается. Как результат, температура топлива в топливном баке снижается. Более того, узел 230 тепловой трубки расположен впереди узла 322 главной передачи. Узел 322 главной передачи и ведущий вал 320 могут содержаться в приводе на ведущие колеса и быть присоединены к двигателю 10, показанному на фиг. 1 и 2, через трансмиссию. Стрелка 324 показывает переднее направление. Поэтому, заднее направление продолжается противоположно. Узел 230 тепловой трубки, изображенный на фиг. 3, содержит множество уплотненных по текучей среде трубок 304, продолжающихся между секцией 246 конденсатора и секцией 232 испарителя. Уплотненные по текучей среде трубки 304 показаны расположенными так, чтобы плоскость продолжалась через центральную линию каждой из тепловых трубок. Поэтому, уплотненные по текучей среде трубки 304 выровнены параллельно и разнесены друг от друга. Когда тепловые трубки расположены таким образом, количество тепла, отводимого через тепловые трубки, может увеличиваться по сравнению с тепловыми трубками, расположенными в многочисленных плоскостях. В других вариантах осуществления, по меньшей мере две уплотненных по текучей среде трубки 304 могут иметь разные диаметры.
Фиг. 4 показывает еще один вид варианта осуществления транспортного средства 200 и узла 230 тепловой трубки, показанного на фиг. 3. Как показано, секция 246 конденсатора расположена на одном и том же горизонтальном уровне с секцией 232 испарителя. Однако предполагались другие относительные положения секции 246 конденсатора и секции 232 испарителя. Например, секция конденсатора может быть расположена вертикально выше или ниже секции испарителя.
Более того, узел 230 тепловой трубки, а более точно, секция 246 конденсатора, расположены ниже рамы 303 транспортного средства и листовой рессоры 302. В некоторых примерах, тепловая трубка, а более точно, секция конденсатора, может быть расположена выше линии днища транспортного средства. Вертикальная ось 400 предусмотрена для начала отсчета. Следует принимать во внимание, что узел 230 тепловой трубки может принимать большую величину воздушного потока при движении транспортного средства, когда он расположен ниже рамы транспортного средства. Как результат, количество тепла, отведенного из топлива посредством узла 230 тепловой трубки, может увеличиваться по сравнению с тепловыми трубками, которые расположены вертикально выше рамы транспортного средства. Дополнительно, секция 232 испарителя расположена смежно топливному фильтру 402.
Фиг. 5 показывает второй вариант осуществления узла 230 тепловой трубки. Секция 246 конденсатора и секция 232 испарителя показаны присоединенными друг к другу через множество уплотненных по текучей среде трубок 304. Как показано, секция 232 испарителя содержит топливный впуск 234 и топливный выпуск 236. Как показано, топливный впуск 234 и топливный выпуск 236 расположены на противоположных сторонах секции 232 испарителя. Секция 232 испарителя дополнительно изображена в качестве содержащей установочные пластины 500. Установочные пластины могут быть выполнены с возможностью приема уплотненных по текучей среде трубок 304. Более точно, уплотненные по текучей среде трубки 304 продолжаются через проемы в установочных пластинах 500. Таким образом, установочные пластины 500 могут фиксировать относительные положения уплотненных по текучей среде трубок 304 и поддерживать уплотненные по текучей среде трубки.
Секция 232 испарителя содержит корпус 502 испарителя. Корпус 502 испарителя может образовывать границу топливного канала 242, показанного на фиг. 2. Таким образом, топливо может подвергаться циркуляции вокруг уплотненных по текучей среде трубок 304, давая возможность передачи тепла из топлива в уплотненные по текучей среде трубки. Было обнаружено, что узел 230 тепловой трубки может охлаждать топливо в обратном топливопроводе до 45°C, когда температура окружающего воздуха имеет значение 45°C.
Секция 246 конденсатора содержит корпус 504 конденсатора. Корпус конденсатора может содержать материал, продолжающийся между и окружающий по меньшей мере часть множества уплотненных по текучей среде трубок 304. Более точно, в изображенном примере, корпус 504 конденсатора расположен в непосредственном контакте с множеством уплотненных по текучей среде трубок 304. Однако предполагались другие конфигурации корпуса конденсатора. Тепловые ребра могут быть присоединены к корпусу 504 конденсатора и/или корпусу 502 испарителя, чтобы увеличивать тепло, отводимое из узла 230 тепловой трубки. Тепловые ребра могут содержать металл, такой как алюминий. Дополнительно, секция 232 испарителя и/или секция 246 конденсатора могут содержать пластмассу и/или металл, такой как медь, алюминий и/или сталь (например, нержавеющую сталь). Более того, уплотненные по текучей среде трубки 304 имеют поперечные сечения, образующие сетчатую структуру.
Фиг. 6 показывает третий вариант осуществления узла 230 тепловой трубки. Как показано, топливный впуск 234 и топливный выпуск 236 расположены на одной и той же стороне секции 232 испарителя. Следует принимать во внимание, что узел 230 тепловой трубки, показанный на фиг. 6, может использоваться, чтобы соответствовать контурам обратного топливопровода.
Фиг. 7 показывает изображение поперечного сечения еще одного варианта осуществления узла 230 тепловой трубки. Как показано, узел 230 тепловой трубки содержит одиночную уплотненную по текучей среде трубку 244. Однако, как обсуждено ранее, узел тепловой трубки может содержать множество уплотненных по текучей среде трубок. Как показано, уплотненная по текучей среде трубка 244 содержит корпус 700, охватывающий капиллярный материал 702. Капиллярный материал 702 содержит проволочное месиво из стали и/или алюминия. Как показано, капиллярный материал 702 проходит через внутреннюю периферию корпуса 700. Жидкость может течь через капиллярный материал. Более точно, жидкость, сконденсированная на конце конденсатора, может подвергаться потоку через капиллярный материал в конец испарителя. Однако, в других вариантах осуществления, капиллярный материал может не содержаться в тепловой трубке, когда конец конденсатора расположен вертикально выше конца испарителя.
Дополнительно, капиллярный материал 702 охватывает полость 704 для пара. Полость 704 для пара продолжается по уплотненное по текучей среде трубке 244, давая пару возможность течь из одной секции уплотненной по текучей среде трубки в другую. Пар может течь через полость для пара из конца испарителя в конец конденсатора.
Уплотненная по текучей среде трубка 244 содержит конец 710 испарителя и конец 712 конденсатора. Конец 710 испарителя частично окружен посредством корпуса 502 испарителя. Конец 712 испарителя частично окружен посредством корпуса конденсатора. Поэтому, уплотненная по текучей среде трубка 244 продолжается в секцию 232 испарителя и в секцию 246 конденсатора.
Секция 232 испарителя содержит корпус 502 испарителя, образующий границу топливного канала 242. Топливный канал 242 частично окружает конец 710 испарителя. Топливный впуск 234 и топливный выпуск 236 топливного канала 242 также показаны. Таким образом, топливо может подвергаться потоку вокруг уплотненной по текучей среде трубки 244. Как обсуждено ранее, топливный впуск 234 и топливный выпуск 236 находятся в сообщении по текучей среде с обратным топливопроводом 216. Более того, рабочая текучая среда в уплотненное по текучей среде трубке может содержать по меньшей мере одно из воды, спирта и натрия. В некоторых вариантах осуществления, рабочая текучая среда может содержать только воду. Вода может обеспечивать требуемые свойства переноса тепла для охлаждения нефтяного топлива.
Фиг. 8 показывает способ работы узла тепловой трубки в системе подачи топлива двигателя. Способ 800 может быть реализован посредством системы и компонентов, описанных выше со ссылкой на фиг. 1-7, или может быть реализован другими пригодными системами и компонентами.
На этапе 802, способ включает в себя этап, на котором осуществляют передачу тепла в секцию испарителя в узле тепловой трубки из обратного топливопровода, содержащего выпуск, расположенный в топливном баке системы подачи топлива, узел тепловой трубки содержит уплотненную по текучей среде трубку, содержащую конец испарителя, включенный в секцию испарителя. На этапе 804, способ включает в себя этап, на котором осуществляют протекание пара через полость для пара уплотненной по текучей среде трубки, полость для пара продолжается от конца испарителя до конца конденсатора уплотненной по текучей среде трубки, конец конденсатора содержится в секции конденсатора узла тепловой трубки. На этапе 806 способ включает в себя этап, на котором осуществляют передачу тепла из секции конденсатора в окружающую среду, секция конденсатора расположена ниже рамы транспортного средства. На этапе 808, способ включает в себя этап, на котором осуществляют протекание жидкости, конденсированной на конце конденсатора через капиллярный материал в уплотненное по текучей среде трубке на конец конденсатора. Поэтому, когда капиллярный материал используется в тепловой трубке, конец испарителя может быть расположен вертикально выше конца конденсатора. Однако, в других вариантах осуществления, капиллярный материал может не содержаться в тепловой трубке, и конец конденсатора может быть расположен вертикально выше конца испарителя. Поэтому, способ может включать в себя этап, на котором осуществляют протекание конденсированной текучей среды из конца конденсатора в конец испарителя посредством силы тяжести на этапе 808 в некоторых вариантах осуществления. Таким образом, тепло может отводиться из обратного топливопровода через пассивно эксплуатируемый узел тепловой трубки. После 808, способ возвращается на этап 802 или заканчивается в других вариантах осуществления. Дополнительно, тепловая трубка может быть не присоединенной к контроллеру. Таким образом, тепловая трубка может пассивно работать без использования контроллера, если требуется. Способ 800 может быть реализован при работе двигателя, когда топливо является протекающим через обратный топливопровод.
Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, одноцилиндровые, рядные двигатели, V-образные двигатели, и горизонтально оппозитные двигатели, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.