ТОПЛИВНЫЙ БАК ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для хранения запасов топлива на автомобиле и подачи его к двигателю.
Известен плоский топливный бак, выполненный из соединенных между собой верхней и нижней коробообразных половин, которые снабжены, по крайней мере, одним входным патрубком - верхняя коробообразная половина, и, по крайней мере, одним выходным патрубком - нижняя коробообразная половина, при этом внутри топливного бака установлены перегородки с образованием полостей и зазоров между перегородками и горизонтальной стенкой нижней половины (патент РФ №80443, МПК B65D 90/00, опубл. 10.02.2009).
Также известен топливный бак, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус, полученный сваркой двух штампованных половин и двух донышек (торцевых поверхностей), присоединительные элементы заливной горловины с крышкой и присоединенные к половинкам корпусов топливозаборник и сливную пробку, при этом половинки корпусов имеют форму корыта, плоские со всех сторон, а боковые поверхности переходят друг в друга по радиусу, внутри корпуса установлены перегородки, причем перегородки установлены в каждой половинке и присоединены к половинкам корпусов сваркой (см. «Автомобиль МАЗ-5335 и его модификации. Устройство и техническое обслуживание., Высоцкий М.С. и др. Москва, Транспорт 1982 г., стр.53, рис.30).
Известная конструкция топливного бака имеет неудовлетворительную технологичность изготовления, так как изготовление штампованных половинок топливного бака требует изготовление сложных штампов и повышенного расхода металла. Выполнение перегородок топливного бака из двух половинок не позволяет использовать их для упрочнения топливного бака, и они выполняют функцию только гашений колебания топлива, а выполнение боковых, верхней и нижней сторон бака плоскими отрицательно влияет на прочностные характеристики бака и приводит к необходимости изготавливать его из металла повышенной толщины.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение прочностных характеристик топливного бака, снижение металлоемкости.
Для решения поставленной задачи в топливном баке, содержащем корпус с установленными в нем и закрепленными с помощью сварки двумя донышками и перегородками, и выполненными в корпусе элементами для установки заливной горловины, элементами установки топливозаборника и датчика уровня топлива и сливной пробки, корпус бака выполнен путем свертывания из листа с одним продольным сварным швом, а перегородки делят внутреннюю полость топливного бака на ряд камер, сообщающихся между собой через отверстия, сформированные вырезами в перегородках и стенками корпуса, и установлены внутри корпуса таким образом, что распирают бак по всем четырем сторонам, при этом основные четыре плоскости корпуса могут быть выполнены с радиусным закруглением, а донышки бака могут иметь сферическую форму, радиус которой соответствует радиусу основных плоскостей. Кроме того, донышки бака могут быть установлены в корпус с образованием кромки по периметру и соединены с ним контактным сварочным швом.
Выполнение корпуса путем свертывания из листового металла (гибки в призму, приближенную к прямоугольному параллелепипеду), а также выполнение боковых, верхних и нижних цилиндрических поверхностей, а также сферических донышек с одинаковым радиусом скругления обеспечило создание равнопрочной конструкции, что позволило выполнить стенки бака минимальной толщины, и, как следствие, уменьшить металлоемкость.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что перегородки делят внутреннюю полость топливного бака на ряд камер, сообщающихся между собой через отверстия, сформированные вырезами в перегородках и стенками корпуса, и то, что перегородки установлены внутри корпуса таким образом, что распирают бак по всем четырем сторонам, на ряду с выполнением перегородками успокоительной функции, заключающейся в гашении гидравлических ударов топлива о стенки топливного бака, образующихся от резких колебаний и толчков жидкого топлива при движении транспортного средства, они также выполняют усилительную функцию, не давая прогибаться корпусу при создании в баке избыточного и отрицательного давления или внешнем силовом воздействии, что положительно влияет на прочностные характеристики бака в целом.
Выполнение торцевых поверхностей бака сферическими и вогнутыми позволяет наряду с повышением прочности создать ровную кромку по периметру и обеспечить при запрессовке торцевого донышка в корпус соединение его с корпусом при помощи шовной контактной сварки, что улучшает технологичность изготовления.
Заявителю не известны топливные баки с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - топливный бак вид в сечении;
фиг.2 - топливный бак вид сверху.
Топливный бак транспортного средства содержит корпус 1 с установленными в нем и закрепленными с помощью сварки двумя донышками 2 и перегородками 3.
Корпус 1 выполнен с элементами 4 для установки заливной горловины, элементами 5 установки топливозаборника и датчика уровня топлива и сливной пробки 6. Корпус топливного бака выполнен из листового металла путем гибки в призму, приближенную к прямоугольному параллелепипеду (свертывания), и имеет один продольный сварной шов.
Перегородки 3 делят внутреннюю полость топливного бака на ряд камер, сообщающихся между собой через отверстия 7, сформированные вырезами в перегородках и стенками корпуса. Перегородки соединены с корпусом местными сварочными швами и установлены внутри корпуса таким образом, что распирают бак по всем четырем сторонам.
В частном случае исполнения все поверхности корпуса имеют одинаковый радиус скругления, равный 2,0-2,5 ширины топливного бака. Боковые поверхности соединяются по поверхности, имеющей радиус, равный 0,1-1,5 ширины топливного бака. Донышки 2 выполнены штамповкой, имеют вогнутую форму, радиус которой равен радиусу гибки боковых, верхней и нижней поверхностей бака.
Донышки в корпус устанавливают заподлицо с кромкой корпуса, кромки корпуса и донышек герметично соединяют контактным сварочным швом при помощи сварочной машины.
При эксплуатации автомобиля бак испытывает нагрузки как от веса налитого в него топлива и от его динамических колебаний, так и от избыточного или отрицательного давления, возникающего при расходовании топлива или охлаждении бака или от повышения давления при его нагреве. Учитывая то, что бак имеет значительные размеры, нагрузки от избыточного или отрицательного давления могут достигать больших величин, что может привести к его деформации.
Напряжения в стенках бака от давления определяют в целом по формуле:
Где:
g - напряжение в стенках бака от давления;
Р - избыточное давление в баке;
R - радиус формы поверхности бака;
S - толщина стенки бака.
Выполнение бака с поверхностями, имеющими одинаковый радиус гибки, позволяет обеспечить равные напряжения и сделать бак равнопрочным с минимальной толщиной стенок, а выполнение перемычек плотно вставляемыми в распор между стенками бака и соединяемыми с ними местными сварными швами позволяет равномерно распределить по корпусу нагрузку от веса топлива и его динамического воздействия.
Бак устанавливается на раме автомобиля при помощи кронштейнов, опорная поверхность которых соответствует радиусу корпуса, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки и отсутствие смещения бака в процессе эксплуатации, а также уменьшение нагрузки на ленточные хомуты с резиновыми прокладками, при помощи которых он закрепляется.
Кронштейны крепления топливного бака к раме автомобиля необходимо располагать в зоне установки перегородок. Соответствие радиусов кронштейнов радиусу корпуса позволяет исключить смещение бака от боковых нагрузок, обеспечить его самоустановку, что позволит уменьшить необходимую затяжку крепежных хомутов и уменьшить нагрузку на бак и сделать его менее металлоемким.
Заявляемое техническое решение позволяет улучшить прочностные характеристики топливного бака, снизить металлоемкость.
Заявляемый топливный бак соответствует требованию промышленной применимости и его изготовление возможно на стандартном технологическом оборудовании.