CZ17622U1 - Zařízení pro dodávání paliva motorů vozidel na zemní plyn - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká uspořádání zařízení pro dodávání paliva motoru vozidel na zemní plyn, zejména pro autobusy.

s Dosavadní stav techniky

Motory na zemní plyn jsou principiálně motory' zážehové, obsahují zapalovací svíčky, řídicí jednotky nebo snímače otáček motoru. Jejich výkonová charakteristika je v rozmezí od 28 do 32 % mechanického výkonu (užitečný výkon), zbytek je mechanicky ztracen anebo tepelné vyzářen. U vznětových motorů je výkonová charakteristika příznivější, do 45 %. Tepelné namáhání prostorů ío zástavby motoru je proto poměrně vysoké a je nutné tyto prostory- upravit tak, aby nedocházelo ke zvýšenému tepelnému namáhání ostatních agregátů, skupin a podskupin, které se nacházejí v motorovém prostoru (jedná se například o alternátory, startéry, hydročerpadla, vodní čerpadla, ložiska).

Obecnou nevýhodou plynového pohonu je nutnost stlačování plynu na vysoký tlak, například na

22 MPa, pro vytvoření jeho dostatečné zásoby potřebné pro dojezd vozidla. S tím jsou spojena rizika při manipulaci, používání nebo ošetřování jednotlivých prvků tlakových soustav. Umístění tlakových zásobníků je v zásadě možné v kterémkoli místě karoserie vozidla, jestliže budou zachována základní bezpečnostní opatření. Nad rámec těchto bezpečnostních opatření vystupuje požadavek plynofikace nízkopodlažních autobusů (městské provedení), kde není možné tlakové

2o nádoby s dostatečně velkou kapacitou umístit do zavazadlových prostorů nebo jiných prostorů v okolí rámu vozidla. Dálková doprava může částečně využít prostoru pro zavazadla, ale i zde je kapacita objemu zavazadlových prostorů a požadovaného objemu pro umístění tlakových nádob pro uskladnění stlačeného plynu omezena, Je známo řešení (CZ užitný vzor 12645), kdy tlakové nádoby zásobníku zemního plynu jsou s nosným rámem upevněny na střeše vozidla tak. že jsou uspořádány napříč k podélné ose vozidla, přitom jsou plněny vždy z jednoho konce, zatímco jejich opačné konce jsou opatřeny pádovou a přetlakovou pojistkou. Nevýhodou tohoto uspořádání je poměrně dlouhá doba plnění zásobníku stlačeným zemním plynem a nedostatečný objem zásobníku.

Cílem iohoto technického řešeni je zkrátit dobu plnění zásobníku při současném zvětšení jeho objemu a zvýšení délky dojezdu vozidla a rovněž zvýšit spolehlivost celého systému dodávání paliva.

Podstata technického řešení

Předmětem technického řešení je zařízení pro dodávání paliva motorů vozidel na zemní plyn, zejména pro autobusy. Zařízení zahrnuje tlakový zásobník stlačeného zemního plynu, sestávající z řady vedle sebe uspořádaných tlakových nádob, uložených a upevněných v nosném rámu. kde tlakový zásobník je propojený s plnicím ventilem s koncovkou, a současně přes regulátor tlaku zemního plynu se směšovačem zemního plynu a vzduchu na vstupu do motoru vozidla. Podstata technického řešení spočívá v tom, že tlakový zásobník s nosným rámem je upevněn na střeše vozidla tak, že jeho tlakové nádoby jsou uspořádány souběžně s podélnou osou vozidla a kde každá tlaková nádoba zásobníku je opatřena na jednom konci mechanickým ventilem pro jednosměrné napouštění zemního plynu a na opačném konci elektromagnetickým ventilem pro obousměrný průtok plynu pro plnění nádoby zásobníku i pro přívod plynu ze zásobníku do motoru vozidla, jednotlivé tlakové nádoby zásobníku jsou uspořádány vedle sebe tak. Že jsou orientovány souhlasně tak. že všechny jejich mechanické ventily jsou na stejném konci jejich sestavy v zá45 sobníku ajejich elektromagnetické ventily jsou všechny na opačném konci této sestavy, přičemž elektromagnetické ventily jsou jednotlivé připojeny přes první dělič do plnicí a přívodní větve zásobníku, zatímco mechanické ventily jsou jednotlivě připojeny přes druhý dělič do plnicí větve zásobníku, která je přes zpětný ventil napojena do plnící a přívodní větve zásobníku.

Obě větve a jejich společné přívodní potrubí od plnicího ventilu až k oběma děličům mají $ výhodou větší světlost než propojení od děličů k tlakovým nádobám zásobníku. Světlost obou větví a jejich společného přívodního potrubí od plnicího ventilu až k oběma děličům je o čtvrtinu větší než světlost propojení od děličů k tlakovým nádobám zásobníku.

Každý mechanický ventil zahrnuje bezpečnostní přetlakový ventil, každý elektromagnetický ventil zahrnuje bezpečnostní přetlakový ventil a nadprůtokovou pojistku.

Tlakové nádoby zásobníku, uložené a upevněné na nosném rámu na střeše vozidla, jsou shora zakryty výklopným plastovým krytem.

Přehled obrázků na výkresech in Technické řešení bude dále vysvětleno na příkladu jeho provedení, a to pomocí připojených výkresů a následného popisu příkladu konkrétního provedení. Na obr. 1 je schematicky zobrazeno základní schéma plynové soustavy, na obr. 2 uspořádání zásobníku stlačeného zemního plynu na střeše vozidla v celním pohledu, na obr. 3 v bočním pohledu a na obr. 4 v půdory sném pohledu. Příklady provedení technického řešení

K obloukům střechy vozidla, například autobusu, tvořeným ocelovými profily, jsou na obou jejich vnějších okrajích rozebíratelně připevněny nosné konzoly Γ5 profilu tvaru U z hliníkové slitiny. K nim je připevněn kovový nosný rám 1_6 tlakového zásobníku 14 zemního plynu. Tlakový zásobník 14 obsahuje několik, například čtyři, tlakových nádob ve tvaru válce, které jsou uloženy vedle sebe po délce střechy J_8 vozidla. Jejich celková hmotnost je přibližně 550 až 700 kg. jo v záv islosti na objemu zásobníku. Proti příčnému pohybu jsou tlakové nádoby zásobníku J_4 zabezpečeny rozebíratelným svěrným spojením, například ocelovými páskami s pružinami; proti podélnému pohybu, to je ve směru podélné osy vozidla, jsou zabezpečeny uložením v lůžkách na nosném rámu j_6. Tlakové nádoby zásobníku J4. jsou z kompozitů, například epoxidu vyztuženého uhlíkovými vlákny; jejich vnější průměr je přibližně 385 mm, délka 1500 mm (může byl větší), vnitřní objem při tlaku 20 MPa je asi 135 litru. Pracovní tlak při teplotě 15 °C je 20 MPa, maximální plnicí tlak je 26 MPa. Tlakové nádoby zásobníku ]_4, uložené na nosném rámu l_ó. jsou shora zakryly plastovým krytem Γ7, uspořádaným tak, aby jeho otevírání umožňovalo přístup k oběma čelům tlakových nádob pro jejich rychlou kontrolu a zároveň účelně chránilo všechny prvky systému uloženého na střeše J_8 vozidla. Kryt 12 je dvoukřídlý, s rovinou vyklají) pění uprostřed; jako celek je kryl j7 rozebíratelně připevněn k nosnému rámu 16. foto uspořádání krytu 12 nijak neomezuje plnění tlakových nádob zásobníku ]4, při plnění, ani vypouštění stlačeného plynu není zapotřebí kryl 17 otevírat.

Každá tlaková nádoba zásobníku 14 je opatřena na jednom konci mechanickým ventilem 10 pro napouštění zemního plynu a na opačném konci elektromagnetickým ventilem 12. Oba tyto ven)5 tily 10,12 jsou iiiuhifunkění, oba mají přetlakové jištění. Mechanický ventil JO má rovněž funkci bezpečnostního ventilu, který se otevírá při přetlaku zemního plynu a mechanicky se uzavírá při výměně tlakové nádoby nebo při její kontrole, spojené s uzavřením. V případě havarijního nárůstu tlaku zemního plynu může být tlak snížen pomocí příslušného bezpečnostního ventilu 13, Elektromagnetický ventil 12 umožňuje obousměrný průtok plynu, jak pro plnění nádoby zásob40 niku 14, tak i pro přívod plynu do motoru vozidla. Slouží k uzavírání výstupu z každé nádoby zásobníku 14 a rovněž obsahuje přetlakový ventil a nadprůtokovou pojistku, která uzavírá výstup z nádoby například při havárii vozidla a porušení palivového potrubí.

Jednotlivé tlakové nádoby zásobníku 14 jsou uspořádány vedle sebe tak, že jsou orientovány souhlasně, to znamená jejich mechanické ventily ýOjsou na stejném konci jejich sestavy a rovněž jejich elektromagnetické ventily 12 j^ou na stejném, opačném konci sestavy. Elektromagnetické ventily 12 jsou jednotlivě připojeny k prvnímu děliči 9. který rozděluje přívod stlačeného zemního plynu z plnicí a přívodní větve fT potrubí zásobníku 14, zatímco mechanické ventily 10 jsou jednotlivě připojeny k druhému děliči 9\ který' rozděluje přívod stlačeného zemního plynu / plnicí větve 8 porrnhí zásobníku j_4. Plnicí větev 8 jc přes rozbočovač se zpětným ventilem 7 naCZ 17622 Ul pojena na plnicí a přívodní větev a společně pak přívodním potrubím přes rozbočovač 4 a mechanický ventil 2 pro uzavření palivové soustavy k plnicímu ventilu i s koncovkou pro připevnění na zdroj stlačeného zemního plynu. Obě větve 8, 8ý a jejich společné přívodní potrubí od plnicího ventilu I až k oběma děličům 9, mají poměrně velkou světlost, jejich vnější průměr jc přibližně 16 mm, Pouze krátká propojení od děličů 9, 9j k tlakovým nádobám zásobníku JJ mají nižší světlost jejich vnější průměr je asi 12 mm.

K mechanickému ventilu 2 pro uzavření palivové soustavy je připojen manometr 3. Na rozbočovač 4 je napojen regulátor 5 tlaku, zahrnující uzavírací ventil, snímač tlaku a vlastní regulátor, který slouží pro regulaci tlaku zemního plynu na požadovanou vstupní hodnotu do motoru volu zidla. Výstup regulátoru 5 tlaku je napojen přes odkalovací jímku 6 s palivovým filtrem na směšovač v motoru vozidla. Odkalovací jímka 6 slouží k odvodňování dodávaného paliva, to je snížení obsahu vodního kondenzátu v zemním plynu. Při provozu vozidla dochází ke kondenzaci vody v palivové soustavě, která je vyvolána především změnou teplot okolního prostředí a také obsahem vody v zemním plynu. Na konci obou větví 8, 8j zásobníku [4 jsou umístěny odpouštěla cí ventily JJ, které umožňují v případě, kdy regulátor 5 tlaku nepropouští (závada), odtlakování palivového systému.

Tlakové nádoby zásobníku [4 mohou být plněny plynem na vyšší tlak oproti provoznímu tlaku motoru vozidla, tak aby po zchladnutí plynu (vlivem stlačování plynu dochází ke zvýšení teploty v zásobníku J4) v zásobníku M tlak odpovídal provoznímu tlaku. Výhodou konstrukčního uspo2o řádání zařízení podle tohoto technického řešení je podstatně zrychlené plnění zásobníku JJ, což snižuje časovou náročnost obsluhy vozidla. Zvětšením světlosti plnicího a přívodního potrubí se snižuje roztažnost plynu za plnicím ventilem I s koncovkou, a tím nedochází ke tvoření ledových krystalků v potrubí a ..zamrzání“ potrubí a ventilů. Umístění tlakových nádob zásobníku JJ po délce střechy J_8 vozidla umožňuje zvětšit objem zásobníku JJ prodloužením jeho délky. Rovněž se snižuje počet ventilů a odpovídajících spojů a tak se zvyšuje spolehlivost palivového systému.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro dodávání paliva motorů vozidel na zemní plyn. zahrnující tlakový zásobník (14) stlačeného zemního plynu, sestávající z řady vedle sebe uspořádaných tlakových nádob, uložených a upevněných v nosném rámu (16). kde tlakový zásobník (14) je propojený s plnicím uj ventilem (I) s koncovkou, a současně přes regulátor (5) tlaku zemního plynu se směšovaěem zemního plynu a vzduchu na vstupu do motoru vozidla, vyznačující se tím, že tlakový zásobník (14) s nosným rámem (16) je upevněn na střeše vozidla tak, že jeho tlakové nádoby jsou uspořádány souběžně s podélnou osou vozidla a kde každá tlaková nádoba zásobníku (14) je opatřena na jednom konci mechanickým ventilem (10) pro jednosměrné napouštění zem55 ního plynu a na opačném konci elektromagnetickým ventilem (12) pro obousměrný průtok plynu pro plnění nádoby zásobníku (14) i pro přívod plynu ze zásobníku (14) do motoru vozidla, jednotlivé tlakové nádoby zásobníku (14) jsou uspořádány vedle sebe tak, že jsou orientovány souhlasné tak, že všechny jejich mechanické ventily (10) jsou na stejném konci jejich sestavy v zásobníku (14) a jejich elektromagnetické ventily (12) jsou všechny na opačném konci této sestavy,

   40 přičemž elektromagnetické ventily (12) jsou jednotlivě připojeny přes první dělič (9) do plnicí a přívodní větve (8') zásobníku (14). zatímco mechanické ventily (10) jsou jednotlivě připojeny přes druhý dělič (9') do plnicí větve (8) zásobníku (14). která je přes zpětný ventil (7) napojena do plnicí a přívodní větve (8') zásobníku (14).
2. 2. Zařízení podle nároku I, vyznačující sc tím, že obě větve (8, 8) a jejich spo45 léčné přívodní potrubí od plnicího ventilu (1) až k oběma děličům (9, 9 ) mají větší světlost než propojeni od děličů (9, 9 ) k tlakovým nádobám zásobníku (14).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že světlost obou větví {8. 8') a jejich společného přívodního potrubí od plnicího ventilu (1) až k oběma děličům (9, 9') je o čtvrtinu vétší než světlost propojení od děličů (9, 9 ) k tlakovým nádobám zásobníku (14).
4. 4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3. vyznačující se tím. Že každý mecha5 nicky ventil (10) zahrnuje bezpečnostní přetlakový ventil.
5. 5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že každý elektromagnetický ventil (12) zahrnuje bezpečnostní přetlakový ventil a nadprůtokovou pojistku.
6. 6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5. vyznačující se tím, že tlakové nádoby zásobníku (14), uložené a upevněné na nosném rámu (16) na střeše (18) vozidla, jsou shora ío zakryty výklopným plastovým krytem (17).