ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПОДАЧИ ТОПЛИВА К ДВИГАТЕЛЮ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ЕГО ИСПЫТАНИЙ В УСЛОВИЯХ АКУСТИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ

Полезная модель относится к установкам и системам подачи жидкого топлива к объектам потребления и непосредственно относится к технологической системе подачи топлива к двигателю внутреннего сгорания (далее ДВС) в процессе исследовательских и доводочных работ по его виброакустике в акустической испытательной камере.
Для определения основных технических показателей ДВС и его виброакустических характеристик используют специальные испытательные стенды, оборудованные различными устройствами и измерительной аппаратурой и располагающиеся в акустических безэховых или полубезэховых камерах.
В качестве базового оборудования стенд испытаний ДВС, как правило, содержит автономный (виброизолированный) фундамент; фундаментную плиту (пазовую) для установки исследуемого ДВС и тормоза, стойки для установки и крепления ДВС на фундаментной плите; устройства и коммуникации для подачи в ДВС охлаждаемого смазочного масла, охлаждающей жидкости; системы охлаждения ДВС, отвода в атмосферу отработавших и картерных газов двигателя; специальные устройства для регулирования и определения отдельных параметров, влияющих на рабочий процесс и показатели ДВС (угол опережения зажигания, состав смеси, угол опережения начала впрыска); системы, обеспечивающие регулирование и управление ДВС в процессе испытаний; пульт с размещенными на нем органами пуска и управления ДВС; приборы для контроля работы двигателя и приборы для регистрации замеряемых величин; дополнительные устройства и приборы, предназначенные для специальных исследований с целью определения отдельных параметров ДВС (токсичности, дымности, шума, вибраций, тепловой напряженности, деформаций отдельных деталей и т.п.); устройства и коммуникации для питания ДВС топливом и воздухом с соответствующими датчиками и приборами для измерения расхода, температуры, давлений воздуха и топлива и в том числе, технологический комплекс подачи топлива к исследуемому на моторном стенде ДВС.
Одной из важных технических задач для разработчиков и специалистов, эксплуатирующих акустические стенды для испытаний ДВС, является компоновка испытательных стендов технологической системой подачи топлива к объекту испытаний, отвечающей современным требованиям пожарной и промышленной безопасности, обладающей надежностью, ремонтопригодностью, удобной в обслуживании и эксплуатации.
Из общего уровня техники известно, что типовой технологический комплекс подачи топлива к исследуемому на моторном стенде ДВС может содержать подземный резервуар для хранения топлива, топливораздаточную колонку или насосную установку, технологические трубопроводы для транспортировки топлива к топливному баку ДВС. Указанная концепция подачи топлива отличается сложностью, требует дополнительных затрат на изготовление и обслуживание подземных резервуаров, а также содержание специализированного автомобильного топливозаправщика для доставки и осуществления слива топлива в вышеуказанные резервуары. Кроме этого, расположение крупногабаритного топливного бака непосредственно в помещении испытательной акустической камеры негативно влияет на качество виброакустических исследований ДВС в связи с тем, что внешние поверхности корпуса топливного бака являются металлическими и способствуют возникновению звукоотражающих эффектов, искажающих реальное звуковое поле, излучаемое исследуемым объектом - ДВС в точках расположения измерительных микрофонов. Звуковые волны, излучаемые ДВС, дополнительно отражаются в этом случае от жестких металлических поверхностей топливного бака, попадая в пространство измерительной зоны вокруг исследуемого объекта испытаний, с установленными в нем измерительными микрофонами, что непосредственным образом оказывает отрицательное влияние на точность и объективность исследовательских и доводочных работ.
Более прогрессивным техническим решением является применение в комплексе подачи топлива к акустическому моторному стенду накопительной напорной емкости смонтированной выше уровня расположения ДВС. Упомянутое техническое решение исключает использование топливного бака ДВС, являющегося звукоотражающим объектом, искажающим условия свободного звукового поля в пространстве испытательной акустической камеры. Кроме этого, ввиду разности уровней расположения накопительной емкости и расходомера топлива ДВС исключается использование дополнительных насосов для подачи топлива, являющихся «паразитным» источником шумообразования и нуждающихся в периодическом техническом обслуживании.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является устройство подачи топлива в паровой котел, известное из описания полезной модели Российской Федерации №44792, МПК 7 F22D 4/02, G05D 9/12, публ. 27.03.2005 г. Данное устройство содержит расходный напорный бак, снабженный электродатчиком-сигнализатором нижнего и верхнего уровней топлива, задействованный управляющими выходами на светосигнальное табло, насос с электроприводом для закачки топлива, оснащенный кнопкой «пуск-стоп», пульт управления электроприводом насоса, соединенный с управляющими выходами электродатчика-сигнализатора уровня, и два дистанционно разнесенные контактные гнезда с нормально разомкнутыми контактами и индивидуальными ключами для замыкания контактов этих гнезд, с последовательным размещением контактных гнезд на общей линии электроснабжения пульта управления электроприводом насоса. Как видно из схемы, представленной в описании упомянутой полезной модели, закачка топлива в напорную емкость производится электронасосом из резервуара склада горюче смазочных материалов (ГСМ), при этом транспортировка топлива осуществляется по подземному технологическому трубопроводу. Такая система подачи топлива требует дорогостоящего содержания и обслуживания склада ГСМ, являющегося взрывопожароопасным объектом. Также применение насосов с электроприводом уменьшает степень пожарной защищенности установки для подачи топлива.
Задачей полезной модели является снижение затрат на содержание и обслуживание комплекса, повышение пожарной безопасности, а также повышение качества и точности проводимых испытательных работ.
Техническим результатом решения указанной задачи является улучшение виброакустических свойств комплекса за счет устранения звукоотражающих объектов, искажающих условия свободного звукового поля, упрощение конструкции за счет применения мобильного средства топливной заправки, а также исключения насосов для подачи топлива с электрическим приводом, которые являются «паразитным» источником шумообразования, а также за счет использования гидростатического напора в качестве "безшумного" нагнетателя давления в отводящем трубопроводе.
Сущность полезной модели иллюстрируется на фигуре.
Технологический комплекс подачи топлива к ДВС в процессе его испытаний в условиях акустической камеры включает расходный напорный бак 1, смонтированный внутри антресоли 2 с опорами 3, установленными на едином с моторным стендом (не показан) фундаменте 4 акустической камеры.
Расходный напорный бак 1 снабжен подводящим 5 и отводящим 6 топливо трубопроводами и средствами контроля нижнего 7 и верхнего 8 уровней топлива.
Новым является то, что технологический комплекс дополнительно содержит мобильное средство топливной заправки 9, выполненное с возможностью транспортирования, имеющее раздаточный рукав 10 с наконечником (не показан), присоединяемый к стационарной установке закрытого слива топлива 11, соединенной с насосной установкой 12 подводящего трубопровода 5.
Особенностью насосной установки 12 присоединенной к подводящему трубопроводу 5 является то, что с целью снижения шумообразования, насосная установка 12 приводится в действие энергией сжатого воздуха поступающего по трубопроводу 13. При этом, подача топлива под гидростатическим напором, который обеспечивается за счет расположения расходного напорного бака 1 на опорах 3, высота которых Н, как было установлено опытным путем, должна составлять не менее пяти метров, позволяет организовать "бесшумное" снабжение ДВС топливом в процессе его испытаний в акустической камере.
Работает технологический комплекс следующим образом.
Доставка топлива к стационарной установке закрытого слива топлива 11 соединенной с насосной установкой 12 подводящего трубопровода 5 производится с помощью мобильного средства топливной заправки 9, имеющего противоударный и противодействующий крену защитный каркас (не показан), изготовленный из углеродистой или нержавеющей стали с антистатическим напылением. Мобильное средство топливной заправки 9 оборудовано раздаточным рукавом 10 с наконечником и запорной арматурой (не показаны) присоединяемым к стационарной установке закрытого слива топлива 11. На каркасе мобильного средства топливной заправки также имеется клемма для подключения к контуру заземления 14. Транспортировка мобильного средства топливной заправки 9 выполняется, например, с помощью транспортного средства малой грузоподъемности или автопогрузчика. Слив топлива из мобильного средства топливной заправки 9 и его подача в расходный напорный бак 1 производится посредством насосной установки 12, приводимой в действие энергией сжатого воздуха и присоединенной к подводящему трубопроводу 5. Управление подачей воздуха осуществляется путем дистанционного включения-выключения электроклапана подачи сжатого воздуха (не показан) по трубопроводу 13.
Снабжение ДВС топливом в процессе его испытаний в акустической камере осуществляется сливом топлива из расходного напорного бака 1 по отводящему трубопроводу 6 под действием гидростатического напора. Для обеспечения оптимальной напорной скорости подачи топлива к ДВС, высота опор 3 антресоли 2 соответствует величине H, значение которой составляет не менее пяти метров. Расходный напорный бак 1 также снабжен дыхательным клапаном 15, предназначенным для улавливания легких фракций углеводородов в результате рекуперации парогазовой смеси. Для доступа к расходному напорному баку 1 антресоль 2 снабжена лестницей 16.
Использование технологического комплекса подачи топлива к ДВС в процессе его испытаний в условиях акустической камеры по предлагаемой полезной модели позволяет улучшить виброакустические свойства комплекса за счет уменьшения числа звукоотражающих объектов, искажающих условия свободного звукового поля; упростить конструкцию за счет применения мобильного средства топливной заправки и за счет исключения электрических приводов насосов подачи топлива, которые также являются «паразитным» источником шумообразования. Кроме того, использование гидростатического напора в качестве "безшумного" нагнетателя давления в отводящем трубопроводе также улучшило виброакустические свойства комплекса.
Заявляемый технологический комплекс может быть построен с применением известных материалов, известным способом в условиях мелкосерийного производства.