СИСТЕМА ТОПЛИВОПИТАНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности к системам топливопитания автомобиля и может быть использована в конструкции различных транспортных средств, эксплуатируемых в условиях холодного климата.
Известен способ и устройство для подачи топлива в ДВС, в котором топливо в двигатель поступает из первого топливного бака, а возвращается от двигателя во второй топливный бак с целью повторной подачи в двигатель, при этом баки соединены с возможностью заполнения второго бака из первого и подачи из него всего топлива в двигатель (WO 2090752, F02M 37/04, F02M 55/00, B60K 15/00, опубл. 14.11.2002).
Известна также топливная система автомобиля, содержащая основной и дополнительный топливные баки, всасывающий и сливной трубопроводы, связанные между собой и снабженные электромагнитными клапанами, фильтр грубой очистки, оснащенный электроподогревателем, топливозаборники, установленные на топливных баках и оснащенные электроподогревателями, два теплообменника, установленные на всасывающем и сливном трубопроводах параллельно основной магистрали, панель приборов переключения элементов (RU №169164 U, МПК B60K 15/00 (2006/01), опубл. 07.03.2017).
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является топливная система транспортного средства, содержащая основной и дополнительные топливные баки, связанные между собой, каждый из которых имеет всасывающий и сливной трубопроводы, подведенный к двигателю фильтр грубой очистки топлива, топливозаборники, оснащенные подогревателем, электромагнитные клапаны, при этом всасывающие трубопроводы основного и дополнительного баков, а также их сливные трубопроводы связаны между собой трехходовыми электромагнитными клапанами, кроме того, топливные баки соединены трубопроводом, управляемым посредством электромагнитных клапанов (RU №170566 U, B60K 15/06 (2006.01), F02M 37/00 (2006.01), опубл. 28.04.2017).
Данные системы питания двигателя внутреннего сгорания имеют низкие эксплуатационные характеристики в условиях пониженных температур, т.к. не могут обеспечить оптимальную температуру топлива для работы двигателя. Кроме того, как правило, в топливной магистрали автомобиля подогревом оснащены фильтр грубой очистки топлива (ФГОТ) и топливозаборник, находящийся в топливном баке. Участок от топливного бака до ФГОТ остается в зоне риска в отношении «замерзания» топлива имеющего в составе парафины, выделившиеся кристаллы которых могут препятствовать движению топлива по трубопроводу и во ФГОТ.
Была поставлена задача создать систему топливопитания автомобиля, которая бы обеспечивала оптимальную температуру топлива для работы двигателя, как при нормальных, так и при низких температурах воздуха, что положительно скажется на надежности эксплуатации автомобиля.
Поставленная задача решается тем, что система топливопитания автомобиля, содержащая основной и дополнительный топливные баки, трубопровод подачи топлива в двигатель и трубопровод слива топлива из двигателя, связывающие топливные баки с двигателем и снабженные электромагнитными клапанами, фильтр грубой очистки и установленные на топливных баках топливозаборники, оснащенные электроподогревателями, элементы управления, дополнительно содержит смесители, установленные на трубопроводах подачи топлива и связанные соединительными топливопроводами с трубопроводами слива топлива. В частном случае исполнения топливные баки могут быть выполнены с теплоизолирующим покрытием.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что система топливопитания автомобиля содержит смесители, установленные на трубопроводах подачи топлива и связанные соединительными топливопроводами с трубопроводами слива топлива, позволяет перемешивать топливо слива с топливом подачи, что в условиях холодного климата обеспечивает оптимальную температуру топлива, поступаемого в двигатель. При этом участок от топливного бака до ФГОТ остается прогретым.
Кроме того, была достигнута улучшенная эксплуатационная эргономика устройства.
В результате проведенного анализа уровня техники по патентам и другим источникам научно-технической информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения, обнаружено не было. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема системы топливопитания автомобиля.
Система топливопитания содержит основной и дополнительный топливные баки, соответственно 1 и 2, трубопровод 3 подачи топлива в двигатель и трубопровод 4 слива топлива из двигателя, связывающие топливные баки 1 и 2 с двигателем 5.
Топливные баки 1 и 2 выполнены с теплоизоляционным материалом и оснащены блоками 6, которые выполнены с заливными горловинами и включают в себя топливозаборники с датчиками уровня топлива и слива топлива и электроподогревателями.
Трубопровод 3 подачи топлива в двигатель соединяет топливозаборники блоков 6 обоих баков с трехходовым электромагнитным клапаном 7 забора топлива, фильтром 8 грубой очистки топлива, двигателем 5 автомобиля. Трубопровод 4 слива топлива соединяет двигатель 5 с трехходовым электромагнитным клапаном 9 и топливозаборниками блоков 6 обоих баков. На участках трубопровода 3 подачи топлива обоих баков между блоками 6 и клапаном 7 установлены смесители 10, связанные соединительными топливопроводами 11 с трубопроводами 4 слива топлива. В местах их соединения установлены электромагнитные клапаны 12.
Топливные баки 1 и 2 соединены управляемым посредством электромагнитных клапанов 13 и 14 подогреваемым трубопроводом 15, что позволяет осуществлять заправку через любой топливный бак. Система имеет трубопроводы вентиляции 16. Объединенный трубопровод 17 выводится на необходимую высоту для прохождения автомобилем брода.
Управление клапанами 7, 9, 12, 13 и 14 осуществляется водителем с панели приборов 18 автомобиля, при этом выбирается переключением соответствующей клавишей используемый топливный бак. При возникновении проблем переключения клапанами 7 и 9 дистанционно, клапаны оснащены переключением в ручном режиме (для этого расположение самих клапанов предусматривается в прямой доступности для действий водителя на автомобиле).
Топливные баки, стенки которых выполнены из многослойного материала, обладают теплоизолирующими и относительно однослойного материала повышенными прочностными характеристиками. Такая конструкция баков в основном предназначена для поддержания температуры подачи теплого топлива в двигатель. Теплоизолирующий слой материала имеет низкий коэффициент теплопроводности, а стенки самих баков обладают пониженной теплоотдачей в направлении как от топлива в окружающую среду - атмосферу, так и в обратном направлении. В этом случае теплое топливо положительно сказывается на работе двигателя в целом.
Система топливопитания автомобиля работает следующим образом.
В условиях холодного климата сливаемое с двигателя 5 топливо направляется по трубопроводу 4 и посредством клапана 12 перенаправляется по соединительному топливопроводу 11 в магистраль подачи топлива, предварительно смешавшись в смесителе 10. Магистраль подачи топлива вплоть до ФГОТ остается прогретой. В условиях умеренных температур сливаемое топливо посредством клапана 12 направляется сразу в топливный бак 1 или 2. Выбор бака для подмешивания топлива определяется клапаном слива 9.
Количество забираемого топлива из топливного бака определяется производительностью подкачивающего насоса - топливного насоса низкого давления, входящего в состав двигателя. Производительность насоса больше потребностей двигателя в топливе, поэтому и имеется некоторое количество топлива на сливе. Нормальное рабочее состояние топливной системы сопровождается сливом нагретого топлива с двигателя 5 через трубопровод слива 4 в бак 1 или 2. В этом случае благодаря низкой теплопроводности стенок баков с теплоизоляционным материалом нагретое сливаемое топливо способствует сохранению тепла в самом баке и в самой системе.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность эксплуатации автомобиля в условиях холодного климата, улучшить эксплуатационную эргономику системы топливопитания автомобиля.
Техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.