RU184434U9

RU184434U9 - VEHICLE FUEL TANK

Info

Publication number: RU184434U9
Application number: RU2018121574U
Authority: RU
Inventors: Ринат Расилевич Кашапов; Фаиль Фаритович Насыбуллин; Сергей Викторович Башегуров; Сергей Валентинович Шапрунов; Константин Юрьевич Чуворкин; Константин Сергеевич Попов; Олег Владимирович Латифов; Игорь Иванович Саркеев; Рамис Фанелевич Шайхулов
Original assignee: Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2018-11-22
Also published as: RU184434U1

Abstract

Топливный бак транспортного средства содержит корпус (1), выполненный с секционными перегородками (2), заливной горловиной (3) в верхней своей части и сливным клапаном (4) в нижней, а также расположенные в непосредственной близости от корпуса блок (5) охлаждения и электронный блок (6) управления. Корпус (1) оснащен размещенными внутри датчиком (7) уровня топлива и датчиком (8) температуры, осуществляющим контроль температуры топлива. Блок (5) охлаждения состоит из электрического компрессора (9), конденсатора (10), ресивера (11), терморегулирующего вентиля (12), теплообменника (13) и соединяющих эти элементы между собой медных трубок (14). При этом теплообменник (13) с терморегулирующим вентилем (12) размещены внутри корпуса (1) топливного бака. Работу электрического компрессора (9) задает электронный блок (6) управления, связанный в свою очередь с датчиком (8) температуры топлива. Предлагаемой полезной моделью решается задача улучшения эксплуатационных характеристик топливного бака за счет поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме. 1 ил.The vehicle’s fuel tank contains a housing (1) made with sectional partitions (2), a filler neck (3) in its upper part and a drain valve (4) in its lower part, and a cooling unit (5) located in the immediate vicinity of the housing and electronic control unit (6). The housing (1) is equipped with a fuel level sensor (7) located inside and a temperature sensor (8) that monitors the temperature of the fuel. The cooling unit (5) consists of an electric compressor (9), a condenser (10), a receiver (11), a thermostatic valve (12), a heat exchanger (13) and copper tubes (14) connecting these elements to each other. In this case, the heat exchanger (13) with a thermostatic valve (12) is placed inside the housing (1) of the fuel tank. The operation of the electric compressor (9) is set by the electronic control unit (6), which in turn is connected to the fuel temperature sensor (8). The proposed utility model solves the problem of improving the operational characteristics of the fuel tank by maintaining the temperature of the fuel in a given thermal mode. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к системам топливопитания двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.The utility model relates to mechanical engineering, namely to the fuel supply systems of internal combustion engines of vehicles.

Известен управляемый двухобъемный топливный бак, содержащий корпус, образующий топливный отсек, разделенный жесткими перегородками на ряд объемов, сообщающихся между собой через отверстия, выполненные в перегородках, и имеющий сформированные отверстия для заправки топливом, установки топливозаборника и датчика уровня топлива, при этом одна из перегородок делит бак на два объема, большой и малый, причем сообщение объемов осуществляется в верхней части перегородки, а другая перегородка, расположенная в большем объеме бака, служит гасителем колебаний и ее отверстия равномерно распределены по всей площади перегородки, кроме того, бак дополнительно снабжен установленным в нижней части снаружи управляемым перепускным устройством, соединяющим оба объема, сформированные отверстия выполнены в месте образования малого объема, а управляемое перепускное устройство выполнено в виде соединительного патрубка и установленного в нем запорного клапана управления (см. патент РФ №160559, МПК В60К 15/03, B65D 90/02, опубл. 20.03.2016).Known controlled two-volume fuel tank containing a housing forming a fuel compartment, divided by rigid partitions into a series of volumes communicating with each other through openings made in the partitions, and having formed openings for refueling, installing a fuel intake and a fuel level sensor, one of the partitions divides the tank into two volumes, large and small, and the message of volumes is carried out in the upper part of the partition, and the other partition, located in the larger volume of the tank, serves to extinguish the oscillation field and its openings are evenly distributed over the entire area of the partition, in addition, the tank is additionally equipped with a controllable bypass device installed at the bottom of the outside connecting both volumes, the formed openings are made at the place of formation of the small volume, and the controllable bypass device is made in the form of a connecting pipe and the control valve installed therein (see RF patent No. 160559, IPC B60K 15/03, B65D 90/02, publ. 03/20/2016).

Применение двух отдельных отсеков бака разных объемов, соединенных между собой электромагнитным клапаном, позволяет эксплуатировать автомобиль при малых объемах топлива, но не обеспечивает необходимую температуру топлива в заданном температурном режиме.The use of two separate tank compartments of different volumes, interconnected by an electromagnetic valve, allows you to operate the car with small volumes of fuel, but does not provide the necessary temperature of the fuel in a given temperature mode.

Также известна топливная система транспортного средства, содержащая топливный бак с топливным насосом, охладитель паров, расположенный внутри топливного бака и находящийся в сообщении по текучей среде с кондиционером воздуха системы охлаждения или другого вспомогательного устройства охлаждения, датчик давления, присоединенный в топливном баке и выполненный с возможностью оценки давления в топливном баке, и систему управления с машинно-читаемыми командами для направления охлаждающей текучей среды из кондиционера воздуха в охладитель паров в ответ на давление в топливном баке, большее, чем пороговое давление, для конденсации паров топлива в охладителе паров, направления конденсата из охладителя топлива в топливный насос и направления охлаждающей текучей среды прочь из охладителя паров, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура, при этом топливная система дополнительно содержит датчик температуры, выполненный с возможностью оценки температуры топливного бака и команды для направления охлаждающей текучей среды в охладитель паров, когда температура топливного бака является большей, чем пороговая температура во время прогрева двигателя (см. патент РФ №2619323, МПК F02M 25/08, В60К 15/077, опубл. 15.05.2017).A vehicle fuel system is also known, comprising a fuel tank with a fuel pump, a vapor cooler located inside the fuel tank and in fluid communication with the air conditioning of a cooling system or other auxiliary cooling device, a pressure sensor connected to the fuel tank and configured to fuel tank pressure ratings, and a machine-readable control system for directing cooling fluid from the air conditioner to the cooler l vapors in response to a pressure in the fuel tank greater than the threshold pressure for condensing the fuel vapor in the vapor cooler, directing condensate from the fuel cooler to the fuel pump, and directing the cooling fluid away from the vapor cooler when the engine temperature is higher than the threshold temperature, while the fuel system further comprises a temperature sensor configured to estimate the temperature of the fuel tank and commands for directing the cooling fluid to the vapor cooler, co and the fuel tank temperature is higher than the threshold temperature during engine warm-up (see. RF patent No. 2619323, IPC F02M 25/08, B60K 15/077, publ. 05/15/2017).

Однако известная топливная система связана с транспортным средством, имеющим гибридный привод, и нацелена на конденсацию паров топлива в топливном баке, а также определенном способе использования получаемого конденсата.However, the known fuel system is associated with a vehicle having a hybrid drive, and is aimed at condensing fuel vapors in the fuel tank, as well as a specific method of using the resulting condensate.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является топливный бак наземного транспортного средства, выполненный из листовой стали, содержащий перегородки корпуса, штуцер сливного крана, заливную горловину, крышку заливной горловины, стяжную ленту, кронштейн крепления бака, топливозаборник со спиралевидным теплообменником и датчик температуры подогревающей жидкости в теплообменнике (см. патент РФ №97680, МПК В60К 15/03, опубл. 20.09.2010).The closest to the claimed technical solution in terms of the set of essential features and the technical result achieved is the fuel tank of a ground vehicle made of sheet steel, containing body baffles, a drain cock fitting, a filler neck, a filler neck cover, a tie strap, a tank mounting bracket, a fuel intake with a spiral-shaped heat exchanger and a temperature sensor for the heating liquid in the heat exchanger (see RF patent No. 97680, IPC B60K 15/03, published on September 20, 2010).

Известная конструкция топливного бака позволяет повысить надежность работы топливной аппаратуры дизельного двигателя в условиях низких температур, но не обеспечивает надежность работы двигателя в условиях жаркого климата.The known design of the fuel tank improves the reliability of the fuel equipment of a diesel engine at low temperatures, but does not ensure the reliability of the engine in hot climates.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик топливного бака за счет поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме.The task to which the claimed technical solution is directed is to improve the operational characteristics of the fuel tank by maintaining the temperature of the fuel in a given thermal mode.

Для решения поставленной задачи топливный бак транспортного средства, выполненный с устройствами для подвода и отвода топлива и секционными перегородками, содержащий установленный внутри спиралевидный теплообменник с терморегулирующим вентилем, дополнительно содержит размещенные внутри датчики уровня и температуры топлива, а также установленный снаружи блок охлаждения, состоящий из электрического компрессора, конденсатора и ресивера, связанных между собой и теплообменником с терморегулирующим вентилем, кроме того бак оснащен электронным блоком управления, связанным с датчиком температуры топлива и электрическим компрессором. В частном случае исполнения в качестве хладагента теплообменника можно использовать фреон, а датчик уровня топлива может быть выполнен с подогревом.To solve the problem, the fuel tank of the vehicle, made with devices for supplying and removing fuel and sectional baffles, containing a spiral-shaped heat exchanger installed inside with a thermostatic valve, additionally contains fuel level and temperature sensors located inside, as well as an external cooling unit consisting of an electric compressor, condenser and receiver, interconnected with a heat exchanger with a thermostatic valve, in addition, the tank is equipped with throne control unit associated with the fuel temperature sensor and an electric compressor. In the particular case of execution, freon can be used as a heat exchanger coolant, and the fuel level sensor can be heated.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что топливный бак дополнительно содержит размещенные внутри датчики уровня и температуры топлива, а также установленный снаружи блок охлаждения, состоящий из электрического компрессора, конденсатора и ресивера, связанных между собой и теплообменником с терморегулирующим вентилем, кроме того бак оснащен электронным блоком управления, связанным с датчиком температуры топлива и электрическим компрессором, позволяет улучшить эксплуатационные характеристики топливного бака за счет создания условий для поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме.The set of distinctive features, namely, that the fuel tank additionally contains fuel level and temperature sensors located inside, as well as an external cooling unit consisting of an electric compressor, condenser and receiver, interconnected with a heat exchanger with a thermostatic valve, in addition, the tank is equipped with an electronic control unit associated with a fuel temperature sensor and an electric compressor improves the performance of the fuel tank beyond by creating conditions for maintaining the temperature of the fuel in a given thermal regime.

В результате поиска, проведенного по патентной и другой научно-технической литературе, аналога, совпадающего с заявляемым техническим решением по всей совокупности существенных признаков, обнаружено не было. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «новизна».As a result of a search conducted on patent and other scientific and technical literature, no analogue was found that coincided with the claimed technical solution for the entire set of essential features. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of "novelty."

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена схема топливного бака транспортного средства.The claimed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a fuel tank of a vehicle.

Топливный бак транспортного средства содержит корпус 1, выполненный с секционными перегородками 2, заливной горловиной 3 в верхней своей части и сливным клапаном 4 в нижней части, а также расположенные в непосредственной близости от корпуса блок 5 охлаждения и электронный блок 6 управления.The fuel tank of the vehicle contains a housing 1 made with sectional partitions 2, a filler neck 3 in its upper part and a drain valve 4 in the lower part, as well as cooling unit 5 and an electronic control unit 6 located in close proximity to the housing.

Корпус 1 оснащен размещенными внутри датчиком 7 уровня топлива, который при необходимости может быть выполнен с подогревом, и датчиком 8 температуры (термопара), осуществляющим контроль температуры топлива.The housing 1 is equipped with a fuel level sensor 7 located inside, which, if necessary, can be heated and a temperature sensor 8 (thermocouple) that monitors the temperature of the fuel.

Блок 5 охлаждения состоит из электрического компрессора 9, работающего от сети 24 В, конденсатора 10, ресивера 11, терморегулирующего вентиля 12, теплообменника 13 и соединяющих эти элементы между собой медных трубок 14. При этом теплообменник 13 с терморегулирующим вентилем 12 размещены внутри корпуса 1.The cooling unit 5 consists of an electric compressor 9 operating from a 24 V network, a capacitor 10, a receiver 11, a thermostatic valve 12, a heat exchanger 13, and copper tubes 14 connecting these elements to each other. In this case, the heat exchanger 13 with a thermostatic valve 12 are located inside the housing 1.

Работу электрического компрессора 9 задает электронный блок 6 управления, связанный в свою очередь с датчиком 8 температуры топлива.The operation of the electric compressor 9 sets the electronic control unit 6, which is in turn connected to the fuel temperature sensor 8.

Перегрев топлива, как правило, является следствием накопления тепла сливаемого топлива в баке до температуры 70°С, после чего это топливо через магистраль забора поступает в двигатель, снижая его эксплуатационные свойства. Современные двигатели с увеличенным отбором топлива оснащены системой защиты от перегрева, и проявляется это в снижении мощности двигателя. Перегреву топлива свойственно выявляться при малом объеме топлива в баке, когда объем сливаемого горячего топлива преобладает над объемом, оставшимся в баке. Также перегрев возможен, если бак в автомобиле находится в закопотированном состоянии, т.е. окружен деталями и узлами автомобиля, вследствие чего ухудшается тепловой обмен с окружающей средой. Также перегрев топлива в баке способствует увеличению риска взрывопожарной обстановки.Fuel overheating, as a rule, is a consequence of the accumulation of heat of the fuel being drained in the tank to a temperature of 70 ° C, after which this fuel enters the engine through the intake line, reducing its operational properties. Modern engines with increased fuel take-off are equipped with an overheat protection system, and this is manifested in a decrease in engine power. It is common for fuel overheating to be detected with a small amount of fuel in the tank, when the volume of the hot fuel being drained prevails over the volume remaining in the tank. Also, overheating is possible if the tank in the car is in a locked state, i.e. surrounded by parts and components of the car, resulting in deteriorating heat exchange with the environment. Also, overheating of the fuel in the tank increases the risk of an explosive fire situation.

Заявляемое техническое решение для обеспечения безопасности эксплуатации транспортного средства, особенно в условиях жаркого климата, предполагает снижение температуры в топливном баке за счет применения локально расположенного на нем электронно-управляемого кондиционера (охладителя) топлива с непосредственным направлением хладагента в теплообменник и его циркуляцией через охладитель и теплообменник.The claimed technical solution to ensure the safe operation of the vehicle, especially in hot climates, involves reducing the temperature in the fuel tank through the use of an electronically controlled fuel conditioner (cooler) locally located on it with the direct direction of the refrigerant to the heat exchanger and its circulation through the cooler and heat exchanger .

Топливный бак транспортного средства заявляемой конструкции работает следующим образом.The fuel tank of the vehicle of the claimed design works as follows.

В условиях жаркого климата, когда температура топлива в корпусе 1 топливного бака достигает значения близкого к перегреву, электронный блок 6 управления задает работу блоку 5 охлаждения. Хладагент, в качестве которого используется фреон, кипит в трубной полости теплообменника 13, забирая тепло от дизельного топлива. При этом дизельное топливо охлаждается, а образующиеся при кипении пары хладагента выкачиваются электрическим компрессором 9. Далее пары хладагента сжимаются до давления конденсации и направляются в блок конденсатора 10. Тепловоспринимающей средой в блоке конденсатора 10 служит воздух, продуваемый через его межтрубную полость осевыми вентиляторами 15. Охлаждение парообразного хладагента, его сжижение и переохлаждение ниже температуры конденсации осуществляется передачей тепла продуваемому атмосферному воздуху. Образующийся жидкий хладагент поступает в ресивер 11. Понижение давления (дросселирование) жидкого хладагента от давления конденсации до давления испарения, сопровождаемое частичным парообразованием, а также регулирование заполнения теплообменника 13 производится терморегулирующим вентилем 12. Образующаяся парожидкостная смесь хладагента поступает в теплообменник 13 и рабочий цикл блока 5 охлаждения повторяется.In a hot climate, when the temperature of the fuel in the housing 1 of the fuel tank reaches a value close to overheating, the electronic control unit 6 sets the operation of the cooling unit 5. The refrigerant, which is used as freon, boils in the tube cavity of the heat exchanger 13, taking heat from diesel fuel. In this case, diesel fuel is cooled, and the refrigerant vapors generated during boiling are pumped out by an electric compressor 9. Next, the refrigerant vapors are compressed to condensation pressure and sent to the condenser unit 10. The heat-absorbing medium in the condenser unit 10 is air blown through its annular cavity by axial fans 15. Cooling vapor refrigerant, its liquefaction and supercooling below the condensation temperature is carried out by the transfer of heat to the purged atmospheric air. The resulting liquid refrigerant enters the receiver 11. The pressure reduction (throttling) of the liquid refrigerant from the condensing pressure to the evaporation pressure, accompanied by partial vaporization, as well as the regulation of the filling of the heat exchanger 13 is carried out by a thermostatic valve 12. The resulting vapor-liquid mixture of the refrigerant enters the heat exchanger 13 and the operating cycle of unit 5 cooling is repeated.

В случае разгерметизации блока 5 охлаждения хладагент не взаимодействует с топливом, а улетучивается через атмосферный клапан датчика 7 уровня топлива. Работа топливного бака по заявляемому техническому решению является безопасной и автономной.In case of depressurization of the cooling unit 5, the refrigerant does not interact with the fuel, but escapes through the atmospheric valve of the fuel level sensor 7. The operation of the fuel tank according to the claimed technical solution is safe and autonomous.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и эксплуатационные качества автомобиля в условиях жаркого климата.The claimed technical solution improves the reliability and performance of the car in hot climates.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик топливного бака за счет поддержания температуры топлива в заданном тепловом режиме, тем самым повышая надежность и безотказность работы двигателя внутреннего сгорания в условиях жаркого климата.The task to which the claimed technical solution is directed is to improve the operational characteristics of the fuel tank by maintaining the temperature of the fuel in a given thermal mode, thereby increasing the reliability and reliability of the internal combustion engine in hot climates.

Топливный бак транспортного средства предлагаемой конструкции соответствует условию промышленной применимости и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением ранее освоенных технологий.The fuel tank of the vehicle of the proposed design meets the condition of industrial applicability and can be manufactured on standard equipment using previously developed technologies.

Claims

1. A fuel tank of a vehicle made with devices for supplying and removing fuel and sectional partitions, comprising a spiral-shaped heat exchanger installed inside with a thermostatic valve, characterized in that it further comprises fuel level and temperature sensors located inside, as well as an external cooling unit, consisting of from an electric compressor, condenser and receiver, interconnected with a heat exchanger with a thermostatic valve, in addition, the tank is equipped with an electronic Locke control related to fuel temperature sensor and an electric compressor.

2. The fuel tank according to claim 1, characterized in that freon is used as a heat exchanger refrigerant.

3. The fuel tank according to claim 1, characterized in that the fuel level sensor is heated.