RU146986U1

RU146986U1 - VEHICLE FUEL TANK FILLING DEVICE

Info

Publication number: RU146986U1
Application number: RU2013158609/11U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Васильевич Брысенков
Original assignee: Дмитрий Васильевич Брысенков
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-10-27

Abstract

1. Устройство заправки топливного бака автомобиля, содержащее наливную трубу, с одной стороны к которой присоединена наливная горловина, а с другой стороны - шланг из эластичного материала, шланг выполнен в виде цельной детали и имеет два концевых участка, а между ними - по меньшей мере один участок деформации, отличающееся тем, что величина геометрического угла Y между по меньшей мере одним концевым, участком и по меньшей мере одним участком деформации составляет 30±3°.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что участок деформации выполнен по радиусу R, величина которого составляет значение из диапазона от 50 до 75 мм.1. A device for refueling a fuel tank of a vehicle, comprising a filler pipe, on one side of which a filler neck is connected, and on the other hand, a hose made of an elastic material, the hose is made in the form of an integral part and has two end sections, and at least between them one section of deformation, characterized in that the value of the geometric angle Y between at least one end section and at least one section of deformation is 30 ± 3 ° .2. The device according to claim 1, characterized in that the deformation section is made along the radius R, the value of which is a value from the range from 50 to 75 mm.

Description

Полезная модель относится к автомобилям, имеющим двигатель внутреннего сгорания, в частности к устройствам заправки топливом топливных баков (далее ТБ).The invention relates to automobiles having an internal combustion engine, in particular to fueling devices for fuel tanks (hereinafter TB).

Известно устройство заправки топливом ТБ по патенту Франции №2650227 (int. cl⁵.: B60K 15/035, 15/04), содержащее ТБ и наливную трубу. Наливная труба при этом жестко присоединена к корпусу ТБ, без промежуточной эластичной детали (шланга). Недостатком устройства является не достаточная его надежность в отношении пожаробезопастности, из-за отсутствия участка деформации в соединении наливной трубы и ТБ. Учитывая то, что, как правило наливная труба расположена в задней части автомобиля и закреплена на его кузовных деталях, а ТБ расположен под полом автомобиля, то при аварийной ситуации (заднее столкновение), из-за разности жесткости кузова, (в месте установки наливной трубы и месте установки ТБ) происходит перемещение наливной трубы относительно ТБ. При этом, механическое напряжение в месте жесткого соединения наливной трубы с ТБ возрастает, что приводит к разгерметизации ТБ, выливанию топлива в окружающую среду и возгоранию, что не допустимо. Ограничения по конструкторскому исполнению деталей топливной системы автомобилей изложены в «Техническом регламенте о безопасности колесных транспортных средств», утвержденном постановлением Правительства Российской Федерации от 10 сентября 2009 г. №720. Данный технический регламент имеет силу закона и устанавливает требования к безопасности колесных транспортных средств, при их выпуске в обращение на территории Российской Федерации и их эксплуатации.A fuel filling device TB is known according to French patent No. 2650227 (int. Cl ⁵ .: B60K 15/035, 15/04) containing TB and a filling pipe. The inlet pipe is rigidly attached to the body of the TB, without an intermediate elastic part (hose). The disadvantage of this device is not its sufficient reliability with respect to fire safety, due to the lack of a deformation section in the connection of the bulk pipe and TB. Given that, as a rule, the bulk pipe is located at the rear of the car and mounted on its body parts, and the TB is located under the floor of the car, then in an emergency (rear collision), due to the difference in body stiffness, (at the place of installation of the bulk pipe and the installation site of the TB), the bulk pipe moves relative to the TB. At the same time, the mechanical stress at the place of the rigid connection of the bulk pipe with the TB increases, which leads to the depressurization of the TB, pouring fuel into the environment and ignition, which is not permissible. Restrictions on the design of parts of the fuel system of automobiles are set forth in the "Technical Regulation on the Safety of Wheeled Vehicles", approved by decree of the Government of the Russian Federation of September 10, 2009 No. 720. This technical regulation has the force of law and establishes the safety requirements for wheeled vehicles when they are put into circulation on the territory of the Russian Federation and their operation.

Известно устройство «Заправочное устройство топливного бака транспортного средства» по патенту России №2270107 С1 (МПК В60К 15/03, дата публикации 20.02.2006, бюллетень №5). Устройство содержит ТБ, штуцер, наливную трубу с наливной горловиной и шланг изогнутый в пространстве, из эластичного материала, соединяющий штуцер ТБ и наливную трубу. К недостаткам данного устройства можно отнести, так же как и в предыдущем устройстве, недостаточную надежность в отношении пожаробезопастности, т.к. при вышеописанной аварийной ситуации (заднее столкновение), произойдет разгерметизация в соединении заливной горловины ТБ и наливной трубы. Это объясняется следующим. Как правило, при заднем столкновении происходит перемещение наливной трубы относительно ТБ и соответственно деформируется шланг из эластичного материала. При этом должна сохраняться герметичность топливной системы. Рукав, находящийся внутри шланга, придает дополнительную жесткость при изгибе шланга, что может способствовать срыву одного их крепежных элементов (хомутов), закрепляющих шланг к ТБ и наливной трубе и как следствие приводит к разгерметизации ТБ, что не допустимо, т.к. вызывает вытекание топлива и его возгорание.A device is known “Fueling device of a fuel tank of a vehicle” according to Russian patent No. 2270107 C1 (IPC B60K 15/03, publication date 02/20/2006, bulletin No. 5). The device contains a TB, a fitting, a water inlet pipe with a filler neck and a hose bent in space, made of an elastic material, connecting the TB union and the water inlet pipe. The disadvantages of this device can be attributed, as in the previous device, insufficient reliability with respect to fire safety, because in the event of the emergency described above (rear collision), depressurization will occur at the joint of the TB filler neck and the filler pipe. This is explained by the following. As a rule, in a rear collision, the filling pipe moves relative to the TB and, accordingly, a hose of elastic material is deformed. At the same time, the tightness of the fuel system must be maintained. A sleeve located inside the hose gives additional rigidity when bending the hose, which can contribute to the breakdown of one of the fasteners (clamps) securing the hose to the TB and the inlet pipe and, as a result, leads to the loss of pressure of the TB, which is not permissible, since causes fuel to leak and ignite.

Устройство «Заправочное устройство топливного бака транспортного средства» по патенту России RU 63293 U1 (МПК В60К 15/00, дата публикации 27.05.2007, бюллетень №15), содержащее ТБ, с заливной горловиной, наливную трубу и шланг из эластичного материала, соединяющий наливную трубу и штуцер ТБ, так же имеет недостатки, т.к. шланг не имеет участка деформации достаточной длины и не изогнут в пространстве. Такая конструкция шланга с большой вероятностью будет способствовать его обрыву при перемещении наливной трубы относительно ТБ. Последствия наступающие в случае заднего столкновения описаны выше.Vehicle fuel tank filling device device according to the Russian patent RU 63293 U1 (IPC В60К 15/00, publication date 05/27/2007, bulletin No. 15), containing TB, with filler neck, inlet pipe and hose made of elastic material connecting the inlet TB pipe and fitting, also has drawbacks, as the hose does not have a deformation section of sufficient length and is not bent in space. This design of the hose is likely to contribute to its breakage when moving the inlet pipe relative to the TB. The consequences in the event of a rear collision are described above.

Прототипом выбрано устройство применяющееся в настоящее время в конструкции ТБ автомобилей модельного ряда LADA GRANTA (см. каталог деталей и сборочных единиц Автомобиля LADA GRANTA 2190, ОАО «АВТОВАЗ», Тольятти 2011, стр.А24, прилагается). Описанное устройство заправки ТБ содержит корпус ТБ со штуцером, наливную трубу с наливной горловиной, шланг из эластичного материала, соединяющий штуцер ТБ и наливную трубу. Шланг изогнут в пространстве, и имеет по меньшей мере один участок деформации и концевые участки. Средства закрепления шланга расположены на концевых участках. Данная конструкция лишена недостатков вышеописанных устройств, однако, ее геометрические параметры углы изгиба, длина и т.п. не позволяют обеспечить пожаробезопастность автомобиля при аварийной ситуации в особенности при заднем столкновении с не регламентируемым импульсом механической системы, (превышающем допустимый Техническим Регламентом). Кроме того, это изделие имеет высокую себестоимость.The prototype is the device that is currently used in the design of the TB of vehicles of the LADA GRANTA model series (see the catalog of parts and assembly units of the LADA GRANTA 2190 Automobile, AVTOVAZ OJSC, Tolyatti 2011, p. A24, attached). The described TB refueling device comprises a TB case with a fitting, a water inlet pipe with a filler neck, a hose of flexible material connecting the TB nozzle and the water inlet pipe. The hose is bent in space, and has at least one strain section and end sections. Hose fasteners are located at the end sections. This design is devoid of the disadvantages of the above devices, however, its geometric parameters are bending angles, length, etc. they do not allow ensuring fire safety of the car in an emergency, especially in a rear collision with an unregulated impulse of the mechanical system (exceeding the permissible Technical Regulation). In addition, this product has a high cost.

Задача ПМ направлена на разработку устройства заправки ТБ, которое сохраняет пожаробезопастность в случаях аварийных ситуаций, сопровождаемых механическими повреждениями, превышающими нормы предельно допустимые Техническим Регламентом.The PM task is aimed at developing a TB refueling device that maintains fire safety in cases of emergencies, accompanied by mechanical damage that exceed the standards maximum permissible by the Technical Regulations.

Технический результат, получаемый при реализации устройства, заключается в оптимизации геометрических параметров шланга, характеризующих его позиционирование в пространстве и позиционирование относительно присоединяемых узлов топливного бака и деталей кузова автомобиля.The technical result obtained by the implementation of the device is to optimize the geometric parameters of the hose, characterizing its positioning in space and positioning relative to the attached nodes of the fuel tank and body parts of the car.

Сущность ПМ заключается в том, что в устройстве заправки топливного бака автомобиля, известном из прототипа и содержащем наливную трубу, с одной стороны к которой присоединена наливная горловина, а с другой стороны шланг из эластичного материала, шланг выполнен в виде цельной детали и имеет два концевых участка, а между ними, по меньшей мере один участок деформации, величина геометрического угла Y между по меньшей мере, одним концевым участком и по меньшей мере, одним участком деформации составляет 30±3 градусов, участок деформации выполнен по радиусу R, величина составляет из диапазона от 50 до 75 миллиметров.The essence of the PM lies in the fact that in the device for refueling a fuel tank of a car, known from the prototype and containing a filler pipe, on one side to which a filler neck is connected, and on the other hand a hose made of elastic material, the hose is made in the form of an integral part and has two end section, and between them at least one section of the deformation, the geometric angle Y between at least one end section and at least one section of the deformation is 30 ± 3 degrees, the deformation section is made along the radius R, the value is from the range from 50 to 75 millimeters.

ПМ поясняется графически, при этом конструктивное исполнение не обязательно ограничивается данными, приведенными графическим примером.PM is explained graphically, while the design is not necessarily limited to the data provided by a graphical example.

На Фиг.1 изображен ТБ в сборе.Figure 1 shows the TB assembly.

На Фиг.2 изображен шланг (аксонометрическая проекция).Figure 2 shows a hose (axonometric projection).

На Фиг.3 изображено сечение по Фиг.1Figure 3 shows the cross section of Figure 1

Топливный бак 1 (Фиг.1) установленный в задней части автомобиля, под его полом (не показан), содержит корпус 2, штуцер 3 (Фиг.3), герметично присоединенный к корпусу 2 с помощью сварки, наливную трубу 4 с наливной горловиной 5. Наливная труба 4 закреплена на кузовных деталях автомобиля (не показаны), шланг 6 (Фиг.1, 2, 3) выполнен в виде цельной детали и соединяет штуцер 3 корпуса 2 ТБ 1 с наливной трубой 4. Шланг 6 имеет участки деформации 7, 8, 9, 10, концевые участки 11 и 12, средства закрепления 13 шланга 6 (Фиг.3) расположены на концевых участках 11 и 12. величина геометрического угла Y между концевым участком 11, шланга 6 и участком деформации 7 составляет 30±3 градусов, а участки деформации 8 и 9 выполнены по радиусу R, величина которого составляет из диапазона от 50 мм (миллиметров) до 75. миллиметров. Шланг выполнен из эластичного материала.The fuel tank 1 (Figure 1) installed in the rear of the car, under its floor (not shown), contains a housing 2, a fitting 3 (Figure 3), hermetically connected to the housing 2 by welding, a pipe 4 with a filler neck 5 The inlet pipe 4 is fixed on the car body parts (not shown), the hose 6 (Figs. 1, 2, 3) is made as a whole part and connects the fitting 3 of the housing 2 TB 1 to the inlet pipe 4. The hose 6 has deformation sections 7, 8, 9, 10, end sections 11 and 12, fastening means 13 of hose 6 (FIG. 3) are located on end sections 11 and 12. the size of the geome The tertiary angle Y between the end section 11, the hose 6 and the deformation section 7 is 30 ± 3 degrees, and the deformation sections 8 and 9 are made along the radius R, the value of which is from the range from 50 mm (millimeters) to 75. millimeters. The hose is made of elastic material.

При эксплуатации автомобиля и возникновении аварийной ситуации (например, заднее столкновение), велика вероятность возникновения пожара из-за повреждения и разгерметизации топливной системы автомобиля, попадания топлива в окружающую среду и его возгорание. Ввиду этого, детали топливной системы должны быть сконструированы таким образом, чтобы предотвратить возникновение пожара. Это требование отражено, как уже было сказано выше, в «Техническом регламенте о безопасности колесных транспортных средств». Указанное требование носит законодательный характер, суть которых заключается в том, что для осуществления производства и продажи транспортных средств (в частности автомобилей), производители должны пройти процедуру соответствия каждого типа транспортного средства законодательным требованиям. Средством оценки соответствия, являются испытания автомобиля, в данном случае, на заднее столкновение при установленных регламентируемых условиях, а именно импульсе механической системы. В реальной эксплуатации, при аварийной ситуации импульс наезжающей сзади механический системы, например другой автомобиль, может быть больше, чем при проверочных испытаниях отраженных в документах перечисленных выше. Это приведет к разгерметизации топливной системы и возникновению пожара на автомобиле, который удовлетворяет требованиям законодательных документов. Представленное устройство, по данной ПМ, повышает пожаробезопастность топливной системы автомобиля.During the operation of the car and the occurrence of an emergency (for example, rear collision), there is a high probability of a fire due to damage and depressurization of the fuel system of the car, the ingress of fuel into the environment and its fire. Therefore, parts of the fuel system must be designed in such a way as to prevent the occurrence of a fire. This requirement is reflected, as already mentioned above, in the "Technical Regulation on the Safety of Wheeled Vehicles". This requirement is of a legislative nature, the essence of which is that in order to produce and sell vehicles (in particular automobiles), manufacturers must go through the procedure for each type of vehicle to comply with legal requirements. The means of conformity assessment are vehicle tests, in this case, for a rear collision under established regulated conditions, namely the impulse of a mechanical system. In actual operation, in an emergency situation, the impulse of a rear-end mechanical system, such as another car, may be greater than during verification tests reflected in the documents listed above. This will lead to depressurization of the fuel system and the occurrence of a fire on a car that meets the requirements of legislative documents. The presented device, according to this PM, increases the fire safety of the fuel system of the car.

Устройство работает обычным образом. Для работы двигателя внутреннего сгорания автомобиля, автомобильное топливо заливается с помощью заправочного крана топливозаправочной станции (не показана) через наливную горловину 5. Далее топливо попадает в наливную трубу 4, проходит через шланг 6, штуцер 3 и попадает в корпус 2 ТБ 1. Шланг 6 выполнен из эластичного материала, например резины. Средства закрепления 13 шланга 6 представляющие собой известные и широко применяющиеся в технике хомуты радиального обжатия. Они служат для обеспечения герметичности в соединениях шланга 6 с наливной трубой 4 и штуцером 3, топливного бака 1. Средства закрепления 13 установлены на концевых участках 11 и 12 шланга 6. Концевые участки 11 и 12 не деформируются при заднем столкновении (направление движения «В» другого автомобиля при заднем столкновении показано стрелкой на Фиг.1), тогда как участки деформации 7, 8, 9, 10 перемещается в пространстве, испытывая при этом изгибное напряжение (см. любой учебник по сопротивлению материалов). Сложная конфигурация шланга 6 объясняется насыщенностью пространства, где он расположен, деталями шасси и кузова автомобиля. Выделение участков деформации и концевых участков, а именно, участков деформации 7, 8, 9, 10 и двух концевых участков 11 и 12, является конструктивной особенностью шлангов устройств заправки ТБ. При этом оси всех участков шланга 6 пересекаются и таким образом деталь (шланг 6) является цельной.The device works as usual. For the internal combustion engine of the car, automobile fuel is poured with the help of a fueling valve of a fueling station (not shown) through the filler neck 5. Next, the fuel enters the filler pipe 4, passes through the hose 6, fitting 3 and enters the housing 2 TB 1. Hose 6 made of elastic material, such as rubber. Means of fastening 13 of the hose 6, which are known and widely used in the technique of radial compression clamps. They serve to ensure tightness in the connections of the hose 6 with the inlet pipe 4 and the fitting 3, of the fuel tank 1. The fixing means 13 are installed on the end sections 11 and 12 of the hose 6. The end sections 11 and 12 are not deformed in the rear collision (direction of movement "B" another car in a rear collision is shown by the arrow in Figure 1), while the deformation sections 7, 8, 9, 10 move in space, experiencing bending stress (see any textbook on the resistance of materials). The complex configuration of the hose 6 is explained by the saturation of the space where it is located with parts of the chassis and the car body. The allocation of the deformation sections and the end sections, namely, the deformation sections 7, 8, 9, 10 and the two end sections 11 and 12, is a design feature of the TB refueling device hoses. In this case, the axes of all sections of the hose 6 intersect and thus the part (hose 6) is solid.

Данные участки имеют разную конфигурацию и расположены в пространстве под разными геометрическими углами, что необходимо, для предотвращения контактов различных участков шланга 6 с вышеописанными деталями шасси и кузова.These sections have a different configuration and are located in space at different geometric angles, which is necessary to prevent contacts of various sections of the hose 6 with the above-described parts of the chassis and body.

В общем случае изгибное напряжение прямо пропорционально изгибающему моменту и обратно пропорционально моменту сопротивления сечения. Если допустить, с известной степенью погрешности, что величина изгибающего момента в данном конкретном случае (при заднем столкновении) постоянна, то изгибное напряжение, которое испытывает шланг 6, будет зависеть только от его геометрии. При относительно малом диаметре шланга 6 и длинных участках деформации 7, 8, 9, 10 изгибное напряжение будет небольшим, но при этом увеличиваются затраты (стоимость) при его производстве. При увеличении диаметра шланга и его укорочении, затраты снизятся, но возрастет риск отрыва концевых участков 11 и 12 от соответственно штуцера 3, корпуса 2 ТБ 1 или от наливной трубы 4, из-за превышения усилия отрыва над усилиями затяжки средств закрепления 13 при заднем столкновении. Это приведет к разгерметизации, выливанию топлива в окружающую среду и возгоранию, что не допустимо.In the general case, the bending stress is directly proportional to the bending moment and inversely proportional to the moment of resistance of the cross section. If we assume, with a certain degree of error, that the magnitude of the bending moment in this particular case (in a rear collision) is constant, then the bending stress experienced by the hose 6 will depend only on its geometry. With a relatively small diameter of the hose 6 and long sections of deformation 7, 8, 9, 10, the bending stress will be small, but at the same time, the costs (cost) in its production will increase. With an increase in the diameter of the hose and its shortening, costs will decrease, but the risk of tearing off of the end sections 11 and 12 from the fitting 3, body 2 of TB 1 or from the pipe 4, respectively, will increase due to the excess of the tearing force over the tightening forces of the fastening means 13 in a rear collision . This will lead to depressurization, spillage of fuel into the environment and fire, which is not permissible.

Оптимальным решением задачи повышения пожаробезопастности и снижения затрат при производстве шланга 6 является выполнение следующих геометрических соотношений при конструировании, а именно: Величина геометрического угла Y между концевым участком 11 и участком деформации 7 составляет 30±3 градусов, а участки деформации 8 и 9 выполнены по радиусу R, величина которого составляет из диапазона от 50 до 75 миллиметров.The optimal solution to the problem of increasing fire safety and reducing costs in the production of hose 6 is to fulfill the following geometric relationships during design, namely: The geometric angle Y between the end section 11 and the deformation section 7 is 30 ± 3 degrees, and the deformation sections 8 and 9 are made in radius R, the value of which is in the range from 50 to 75 millimeters.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности по критерию «Новизна». Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности по критерию «Промышленная применимость». При этом промышленный выпуск изделий по данной полезной модели возможен на оборудовании и с применением технологий массового производства. Полезность предложенного технического решения заключается в снижении затрат на производство и в улучшении его технической характеристики - пожаробезопастность, что достигается оптимизацией геометрии.Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation for the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not known, therefore, it meets the patentability condition by the criterion of “Novelty”. The proposed technical solution can be manufactured industrially, efficiently, reproducibly, therefore, meets the condition of patentability by the criterion of "Industrial applicability". Moreover, the industrial production of products according to this utility model is possible on equipment and using mass production technologies. The usefulness of the proposed technical solution is to reduce production costs and to improve its technical characteristics - fire safety, which is achieved by geometry optimization.

Claims

1. A device for refueling a fuel tank of a vehicle, comprising a filler pipe, on one side of which a filler neck is connected, and on the other hand, a hose made of an elastic material, the hose is made in the form of an integral part and has two end sections, and at least between them one section of deformation, characterized in that the geometric angle Y between at least one end section and at least one section of deformation is 30 ± 3 °.

2. The device according to claim 1, characterized in that the deformation section is made along the radius R, the value of which is a value from the range from 50 to 75 mm.