HU216381B - Gázvisszanyeréses üzemanyagtöltő berendezés gépjárművekhez, motormeghajtású gázszivattyúval - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya üzemanyagtöltő berendezés gépjárművekhez, amely azüzemanyag kiadásakőr felszabadűló gázők visszavezetésére atöltőőszlőpházban (2) elhelyezett, mőtőrmeghajtású gázszivatt úval(12) van ellátva, amelyet a töltőőszlőpházba (2) beépített mérőmőtőr(4) az átfőlyó üzemanyag-mennyiség függvényében vezérel, amérőmőtőrhőz (4) pedig egy impűlzűsadó (5) kapcsőlódik, amely számálót (6) működtet. Jellegzetessége, hőgy az impűlzűsadó (5) általszőlgáltatőtt, az átfőlyó üzemanyag-mennyiséget jellemző jelek,valamint a gázszivattyút (12) meghajtó villamős mőtőr (18) mint tachőenerátőr által szőlgáltatőtt, annak főrdűlatszámával arányősfeszültség egy mikrőprőcesszőrként működő szabályőzóegység (16)bemeneti jeleit képezik, amely szabályőzóegység (16) a bemeneti jelekfőly matős összehasőnlításával a villamős mőtőrt (18) szabályőzó, azátfőlyó üzemanyag-mennyiség és a visszavezetett gázmennyiségkülönbségével arányős kimeneti jelet állít elő. ŕ

Description

A leírás terjedelme 4 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU216381 Β

A találmány tárgya gázvisszanyeréses üzemanyagtöltő berendezés gépjárművekhez.

A DE 3613453 C2 számú szabadalmi leírásból ismeretes az a megoldás, hogy a gázvisszavezetésre szolgáló gázszivattyú a minden töltőoszlopba beépített mérőmotorról kapja a meghajtását. Mivel a kiadott üzemanyag mennyiségét és árát jelző mérőmotor, amelynek fordulatszáma az adagolt üzemanyag-mennyiséggel arányos, csak addig működik, míg a tankolás folyamatban van, így a felszabaduló gázok visszavezetése is csak ebben az időszakban történik meg. A visszavezetett gáz mennyiségét egyes-egyedül csak a kiadott üzemanyagmennyiség határozza meg.

A DE 87 17 378 Ul számú használati mintaleírásból ismert egy olyan megoldás, amelynél a gázszivattyú térfogatáramát egy, a mérőmotor által meghajtott impulzusadó és az ahhoz csatlakozó számláló fojtással szabályozza. Ezen ismert megoldás hátránya, hogy az üzemanyagtartály töltésétől független gázvisszavezetés során, a levegő oxigénjének bekeverésével, erősen robbanásveszélyes keverék keletkezhet.

A bevezetőben említett kivitel ismeretes a DE 3903 603 Al számú szabadalmi leírásból. E megoldásnál a gázszivattyút impulzusvezérlésű elektromos léptetőmotor hajtja meg, amelyet a mérőmotorral összekapcsolt impulzusadó által szolgáltatott jelek egy, a kiadott üzemanyag-mennyiség és a visszavezetett gázmennyiség arányát beállító processzoron keresztül vezérelnek.

Hátrányként jelentkezik, hogy az üzemanyag adagolása során a mérőmotor által függetlenül meghajtott gázszivattyúval megvalósított gázvisszavezetés alakulása nem hat vissza az impulzusadóra, s ha a gázvisszavezetésben zavar lép fel, nincs megoldva az említett arány utánszabályozása a kiadott üzemanyag-mennyiség függvényében.

A DE 4000 165 Al számú szabadalmi leírás egy olyan gázvisszanyeréses üzemanyagtöltő berendezést ismertet, ahol is a gáz-levegő keverék ellenőrzött elszívását olyan térfogatkiszorításos szivattyú végzi, amelynek a kiáramló üzemanyag-mennyiség függvényében történő folytonos fordulatszám-szabályozása a nyomáscsökkenés, a hőmérsékletek és a keverék sűrűségének figyelembevételével van megvalósítva - feltétel viszont a szivattyú szívóoldalán az elszívott gáz-levegő keverék turbulens áramlása.

Az említett berendezéshez szükséges, a szivattyú meghajtását végző villamos motorhoz kapcsolódó logikai egység felépítéséhez jelentős számú elektronikai elem szükséges, így például tárolóregiszterek, operációs egységek, multiplikátorok és komparátorok.

A jelen találmány ezzel szemben azt a célt tűzi ki, hogy a bevezetőben említett típusú berendezésnél bonyolult elektronikai kapcsolás alkalmazása nélkül, a visszavezetett gázokat tekintve már lamináris áramlási viszonyok között is, azaz az üzemanyagtöltés kezdetekor és befejezésekor jelentkező kismértékű folyadékáramlás során is a gázszivattyú meghajtómotorjának fordulatszáma oly módon legyen szabályozva, hogy a fordulatszám és a visszavezetett gázmennyiség viszonya egy előzetesen meghatározott függvénynek feleljen meg, továbbá a motor fordulatszámát befolyásoló zavarokat, például a szivattyúnál megnövekvő nyomatékigényt vagy a vezeték fokozódó áramlási ellenállását, a berendezés azonnal érzékelje, és ezeket a zavarokat elektronikus úton kompenzálja.

A fenti célt a találmány oly módon éri el, hogy egy processzornak kiképzett szabályozóegységbe két bemenőjel kerül bevezetésre egy, impulzusadó által szolgáltatott, a kiadott üzemanyag-mennyiség mindenkori értékét jelző jel, valamint egy, a gázszivattyúval összekapcsolt villamos motor fordulatszámával arányos visszacsatolt feszültség, amelyek folyamatos összehasonlításával a kimeneten a villamos motor számára egy, a kiadott üzemanyag-mennyiség és a visszavezetett gázmennyiség közötti különbséggel arányos szabályozójel jön létre.

A fordulatszámmal arányos feszültséget a gázszivattyút meghajtó villamos motor tachogenerátorként állítja elő. A fordulatszámmal arányos feszültség, a szabályozóegység bemenetére kapcsolva, a mindenkori pillanatnyi visszavezetett gázmennyiséget jellemzi. Ha a két bemenőjel összehasonlítása azt eredményezi, hogy a fent említett arány eltér az előre meghatározott értéktől, a szabályozóegység egy olyan szabályozójelet állít elő, amely ellenkapcsolt elektromotoros erőként visszahat a villamos motorra, és annak fordulatszámát az előírt aránynak megfelelően szabályozza. Ezáltal a visszavezetett gáz mennyiségének szabályozása fokozott biztonsággal van megoldva.

A töltőoszlop egyik oldalán elhelyezett, a vásárló tájékoztatását szolgáló kijelző számlálója a találmány szerint célszerűen a mérőmotor által működtetett impulzusadó és a szabályozóegység közé van beiktatva, előnyösen oly módon, hogy az impulzusadót és a szabályozóegységet összekötő vezetékre csatlakozik.

A gázszivattyút meghajtó villamos motor célszerűen frekvenciaváltoztatással vezérelt, kommutátor nélküli háromfázisú motor, vagy pedig elektronikus kommutációval rendelkező, feszültségváltoztatással vezérelt egyenáramú motor, például nagy energiájú permanens mágnes forgórésszel ellátott szinkronmotor, amelynél a forgórész kerülete ritkaföldfémből, célszerűen kobaltból készült köpennyel van ellátva. Az ilyen típusú mágnesek előnyös tulajdonsága, hogy nagy áramlökések hatására sem demagnetizálódnak.

A találmány egyéb jellemzőit és részleteit az aligénypontok tartalmazzák.

A következőkben a csatolt ábra alapján részletesen ismertetjük a találmány egy lehetséges kiviteli alakját; az ábra egy üzemanyagtöltő állomás töltőoszlopának sematikus vázlatát mutatja be.

A gépjármű üzemanyaggal való kiszolgálása során egy föld alatti üzemanyagtartályból - ezt az ábra nem tünteti fel - egy, közel a tartályfenékig lenyúló 1 szívócsövön keresztül a 2 töltőoszlopházban elhelyezett 3 üzemanyag-szivattyú szívja fel az üzemanyagot, amelynek mennyiségét a dugattyús folyadékmérőként kiképzett 4 mérőmotor méri. A 4 mérőmotor kimenőtengelye egy 5 impulzusadóhoz kapcsolódik, amely az átfolyó üzemanyag-mennyiséggel arányos elektromos jeleket állít elő, s e jelek vezérlik a kiadott üzemanyag mennyisé2

HU216 381 Β gét és a fizetendő összeget meghatározó, a 2 töltőoszlopházban elhelyezett 6 számlálót. Az egységárat, a kiadott üzemanyag mennyiségét és a fizetendő összeget a töltőoszlop felső részén elhelyezett 19 kijelző mutatja.

A felszívott üzemanyag egy 7 üzemanyag-vezetéken keresztül hagyja el a 4 mérőmotort, és egy 8 üzemanyagtömlőn átjut az ábrán nem látható kifolyószelepbe.

A kifolyószelepben az üzemanyagtöltés során felszabaduló gázokat egy gyűrűs kamra fogadja be, amely egy tömlőszerű 9 gázvezetékkel áll összeköttetésben, amely viszont a 8 üzemanyagtömlő belsejében van koaxiálisán elhelyezve, s abból csak a 2 töltőoszlopházban vagy annak közelében lép ki. A 8 üzemanyagtömlőből kilépve a 9 gázvezeték egy 10 csőbe megy át, amely egy 11 biztonsági lángszelep közbeiktatásával, egy szabályozható motorral meghajtott 12 gázszivattyúhoz csatlakozik. A 12 gázszivattyú nyomóoldaláról a gázt - egy újabb 13 biztonsági lángszelepen át - egy 14 gázvezeték a föld alatti tartály boltozata alá, a folyadékszint feletti térbe vezeti.

A 12 gázszivattyút meghajtó szabályozható 18 villamos motor egy feszültségváltoztatással vezérelt, elektronikus kommutációval rendelkező egyenáramú motor, amely fokozatmentesen szabályozható, s így nyomatéka is fokozatmentesen változtatható. Különösen előnyösek ilyen célra a nagy energiájú permanens mágnes forgórésszel, különösképpen a kobaltötvözetből készült köpennyel ellátott forgórésszel rendelkező szinkronmotorok.

A berendezés további lényeges eleme egy mikroprocesszorként működő 16 szabályozóegység, amelyet elektromos vezetékek kapcsolnak össze a 4 mérőmotor 5 impulzusadójával és a 12 gázszivattyút meghajtó 18 villamos motorral; e vezetékek egyikébe van beiktatva a 2 töltőoszlopházban elhelyezett 6 számláló. A 4 mérőmotor 5 impulzusadójától kapja a 16 szabályozóegység az egyik, a kiadott üzemanyag pillanatnyi mennyiségével arányos jelet. A 18 villamos motortól, azt tachogenerátorként alkalmazva, kapja a 16 szabályozóegység a másik bemenőjelet; ez a motor fordulatszámával arányos feszültség a pillanatnyi visszavezetett gázmennyiséget jellemzi.

A 16 szabályozóegység összehasonlítja a két bemenőjelet, és ha az összehasonlítás azt mutatja, hogy a fordulatszám és a visszavezetett gázmennyiség aránya eltér egy előre meghatározott értéktől, egy olyan szabályozójelet állít elő, amely a 18 villamos motorra ellenkapcsolt elektromotoros erőként visszavezetve, annak fordulatszámát megfelelően szabályozza.

Az összehasonlítás során a kiadott üzemanyagmennyiség képviseli a szabályozási körben a mindenkori pillanatnyi értéket, a visszavezetett gázmennyiség pedig a referenciaérték. A szabályozás úgy van beállítva, hogy normál esetben az arány 1, azaz 100% kiadott üzemanyag-mennyiséghez 100%-os gázvisszavezetés tartozik. Ez az arány azonban például úgy is módosítható, hogy 105% visszavezetett gázmennyiséghez mint referenciaértékhez legyen a 100% üzemanyag-mennyiség hozzárendelve, s ily módon fokozott gázelszívás érvényesüljön.

A szabályozási sebesség úgy van beállítva, hogy a 12 gázszivattyú szerkezeti felépítéséből adódó időbeli késés, azaz a szabályozott körben fellépő hiszterézis kompenzálva legyen. Ezt a kompenzálást a 16 szabályozóegység teljesen elektronikus úton valósítja meg.

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Üzemanyagtöltő berendezés gépjárművekhez, amely az üzemanyag kiadásakor felszabaduló gázok visszavezetésére a töltőoszlopházban (2) elhelyezett, motormeghajtású gázszivattyúval (12) van ellátva, amelyet a töltőoszlopházba (2) beépített mérőmotor (4) az átfolyó üzemanyag-mennyiség függvényében vezérel, a mérőmotorhoz (4) pedig egy impulzusadó (5) kapcsolódik, amely számlálót (6) működtet, azzal jellemezve, hogy az impulzusadó (5) által szolgáltatott, az átfolyó üzemanyag-mennyiséget jellemző jelek, valamint a gázszivattyút (12) meghajtó villamos motor (18) mint tachogenerátor által szolgáltatott, annak fordulatszámával arányos feszültség egy mikroprocesszorként működő szabályozóegység (16) bemeneti jeleit képezik, amely szabályozóegység (16) a bemeneti jelek folyamatos összehasonlításával a villamos motort (18) szabályozó, az átfolyó üzemanyag-mennyiség és a visszavezetett gázmennyiség különbségével arányos kimeneti jelet állít elő.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vásárlók tájékoztatására szolgáló adatok meghatározását és kijelzését végző számláló (6) a mérőmotor (4) által meghajtott impulzusadó (5) és a szabályozóegység (16) közé van kapcsolva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a számláló (6) az impulzusadót (5) és a szabályozóegységet (16) összekötő vezetékre kapcsolódik.
4. 4. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a számlálóban (6) feldolgozott mérési adatok egy, a töltőoszlopház (2) hosszanti oldalán elhelyezett kijelzőhöz (19) vannak kivezetve, és ott leolvashatók.
5. 5. Az 1. igénypont szerint berendezés, azzal jellemezve, hogy a gázszivattyút (12) meghajtó villamos motor (18) frekvenciaváltoztatással vezérelt, kommutátor nélküli, háromfázisú motor.
6. 6. Az 1. igénypont szerint berendezés, azzal jellemezve, hogy a gázszivattyút (12) meghajtó villamos motor (18) feszültségváltoztatással vezérelt, elektronikus kommutációval rendelkező egyenáramú motor.
7. 7. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a villamos motor (18) nagy energiájú permanens mágnes forgórészű szinkronmotor.
8. 8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a forgórész ritkaföldfémből készített köpennyel van ellátva.
9. 9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a forgórész kobalt mágnesköpennyel van ellátva.