UA133052U - Паливний бак двигуна внутрішнього згоряння - Google Patents

Abstract

Паливний бак містить штатні бак і акумулятор стисненого повітря привідного агрегата, систему повітропостачання двигуна внутрішнього згоряння, першу пневмолінію, що сполучає бак з системою повітропостачання, другу з перепускним клапаном пневмолінію, що сполучає бак з акумулятором, і автоматичний клапанний механізм у вигляді діафрагми, основа якої через пружину зв'язана з нижнім кінцем клапана, верхній кінець його взаємодіє з сідлом, установленим в другій пневмолінії, а середня частина має упор, з можливістю взаємодіяти з роликом регулювального фіксатора. Додатково установлений прискорювач руху перепускного клапана, виконаний у вигляді циліндра, зв'язаного нижнім торцем з клапанним механізмом, а верхнім з нерухомим фланцем і через третій рухомий поршень і пружину - з виконавчим клапаном, між якими розміщені перший рухомий поршень, з'єднаний зі штоком клапанного механізму, перший нерухомий фланець з дроселем, що утворюють приймальну сигнали порожнину, другий рухомий поршень, який разом з нерухомим фланцем утворює першу порожнину прискорювача, і через шток з'єднаний з проміжним поршнем, що переміщується в напрямній, зв'язаній торцем з нерухомим осьовим фланцем, з'єднаним через принаймні два стержні з осьовими отворами з циліндром, що утворює з третім рухомим поршнем другу порожнину прискорювача. При цьому проміжний поршень з осьовим фланцем утворюють проміжну порожнину, а третій поршень з другим нерухомим фланцем - третю порожнину, причому приймальна порожнина з першою порожниною перетворювача сполучена через дросель, з другою порожниною за допомогою додаткової гідравлічної лінії - безпосередньо, а проміжна порожнина перетворювача через осьові отвори в стержнях і в циліндрі в місцях їх з'єднання і третя порожнина через отвори в другому нерухомому фланці постійно сполучені з атмосферою.

Description

Корисна модель належить до систем живлення паливом двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) стаціонарних енергетичних установок і транспортних засобів, може бути використана на стаціонарних і пересувних електростанціях, автомобілях, тягачах, тракторах та інших привідних агрегатах як резервуар для зберігання палива.

Відомий паливний бак ДВЗ містить корпус із заливною горловиною з пробкою, витратний і зливний крани, штатну систему повітропостачання ДВЗ, акумулятор стисненого повітря привідного агрегату, першу пневматичну лінію з ділянкою із прозорого матеріалу для контролю рівня при заливі палива, яка сполучає надрідинний простір паливного бака зі штатною системою повітропостачання, і другу пневматичну лінію, яка сполучає надрідинний простір паливного бака із акумулятором стисненого повітря привідного агрегату, причому в першій пневматичній лінії встановлено комбінований кран ручного настроювання і автоматичного перепуску парів палива з регульованим гвинтом, зворотною пружиною з сідлом і клапаном, шток якого зв'язаний з одним кінцем пружини, а другий її кінець - з сідлом, взаємодіючим з регульованим гвинтом. В другій пневматичній лінії встановлено автоматичний клапанний механізм, виконаний у вигляді діафрагми, периферійна частина якого зі сторони діафрагми герметично закріплена на корпусі паливного бака, а основа діафрагми через сідло з'єднана з нижнім кінцем пружини, верхній кінець якої зв'язаний з нижньою частиною клапана, з'єднаного верхньою частиною з одним кінцем гофрованого чохла, герметично закріпленого другим кінцем в другій пневматичній лінії а середня частина клапана має упор, обернений до ролика фіксатора з пружиною, діючою на ролик і регулювальний гвинт, розміщені в напрямній втулці, установленій в другій пневматичній лінії, при цьому пробка заливної горловини виконана без отвору для сполучення бака з атмосферою (див. Патент України Мо 68467).

Однак, недоліком відомого паливного бака є низька точність підтримання необхідного тиску в надрідинному просторі паливного бака в перехідних режимах роботи автоматичного клапанного механізму, обумовлена запізнювальними регулювальними сигналами, які пропорційні тільки змінюванню тиску, що впливає на рівномірність подачі палива в циліндри

ДВЗ і на вихідні його техніко-економічні показники.

Тому в основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність підтримання тиску в надрідинному просторі паливного бака в перехідних режимах.

Зо Для підвищення точності пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в закон регулювання за сигналами, пропорційними змінюванню тиску подачі повітря в надрідинний простір, вводиться додатковий прискорений сигнал, пропорційний швидкості (першій похідній) від змінювання тиску.

Згідно з корисною моделлю, паливний бак додатково обладнаний гідравлічним прискорювачем руху перепускного клапана, виконаним у вигляді вузла приймання сигналів відхилення тиску і їх перетворювача, розміщених в циліндрі. Вузол приймання сигналів містить перший рухомий поршень, зв'язаний з нижньою частиною клапана, і перший нерухомий фланець з осьовим дроселем, які разом з циліндром утворюють приймальну порожнину.

Перетворювач сигналів містить перший нерухомий фланець, який з другим рухомим поршнем утворює першу порожнину перетворювача. Другий рухомий поршень з'єднаний через шток з проміжним рухомим поршнем, що переміщується в напрямній втулці, зв'язаній з осьовим нерухомим фланцем, з'єднаним через принаймні два стержні з осьовими отворами з циліндром, і третій рухомий поршень, зв'язаний зі штоком перепускного клапана, з'єднаного верхньою частиною з одним кінцем гофрованого чохла, закріпленого (герметично) другим кінцем в другій пневматичній лінії. Другий проміжний і третій рухомі поршні з циліндром утворюють другу порожнину перетворювача, проміжний поршень з осьовим фланцем - проміжну порожнину перетворювача, а третій рухомий поршень з другим нерухомим фланцем - третю порожнину перетворювача, в якій розміщена зворотна пружина. Приймальна порожнина з першою порожниною перетворювача сполучена через дросель з другою порожниною за допомогою додаткової гідравлічної лінії - безпосередньо, а проміжна порожнина через осьові отвори в стержнях і циліндрі в місцях їх з'єднання і третя порожнина через отвори в другому нерухомому фланці постійно сполучені з атмосферою.

Таке конструктивне виконання дасть можливість в перехідних процесах сформованому автоматичним клапанним механізмом регулюючому сигналу, пропорційному змінюванню тиску в надрідинному просторі паливного бака, в прискорювачі підвищити його швидкодію, забезпечуючи на виході і на перепускному клапані другої пневматичної лінії регулюючий сигнал, пропорційний як змінюванню тиску, так і швидкості (першій похідній) його змінювання. Це дасть можливість в перехідних процесах компенсації відхилення тиску в надрідинному просторі паливного бака зменшувати її величину, а також час його стабілізації, і тим самим підвищити точність подачі палива в циліндри ДВЗ і забезпечувати закладені в них вихідні техніко- економічні показники на всіх експлуатаційних режимах роботи.

На кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого паливного бака двигуна внутрішнього згоряння.

Паливний бак містить корпус 1, в нижній частині якого виконано заглиблення 2 із забірною трубкою 3, витратним 4 і зливним 5 кранами, заливною горловиною 6 і герметичною кришкою 7.

У верхній частині корпуса паливного бака 1 установлений автоматичний клапанний механізм 8 з діафрагмою 9, периферійні ділянки якої герметично з'єднані з корпусом паливного бака, а її основа 10 через сідло 11 зв'язана з одним кінцем пружини 12, другий кінець якої - зі штоком 13 гідравлічного прискорювача 14 руху перепускного клапана автоматичного механізму 8. В середній частині штока 13 розміщений упор 15, обернений нахилом до ролика 16 фіксатора 17 з пружиною 18, гвинтом 19, розміщеними в циліндричній втулці 20.

Гідравлічний прискорювач 14 складається із циліндра 21, зв'язаного нижнім торцем з механізмом 8, а верхнім торцем - з другим нерухомим фланцем 22, між якими розміщені перший рухомий поршень 23, з'єднаний з торцем штока 13, перший нерухомий фланець 24 з дроселем 25, другий рухомий поршень 26, зв'язаний з ним через шток 27, проміжний рухомий поршень 28 і третій рухомий поршень 29. Проміжний поршень 28 переміщується в напрямній втулці 30, з'єднаній з осьовим фланцем 31, який за допомогою радіальних з осьовим отвором стержнів 32 жорстко зв'язаний з циліндром 21, а третій рухомий поршень 29 з'єднаний з перепускним клапаном 33, до якого приєднаний одним кінцем гофрований чохол 34, закріплений (герметично) другим кінцем до другої пневматичної лінії 35, що сполучає надрідинний простір паливного бака 1 з акумулятором 36 стисненого повітря привідного агрегату. Між поршнем 29 і другим нерухомим фланцем 22 установлена зворотна пружина 37.

Циліндр 21 з першим рухомим поршнем 23 і першим нерухомим фланцем 24 утворюють приймальну порожнину "А", з першим нерухомим фланцем 24 і другим рухомим поршнем 26 - першу порожнину "В" перетворювача, з другим рухомим поршнем 26, проміжним поршнем 28, напрямною втулкою 30 і третім рухомим поршнем 29 утворюють другу порожнину "С" перетворювача, з осьовим нерухомим фланцем 31, проміжним рухомим поршнем 28 і напрямною втулкою 30 - проміжну порожнину "ОО" перетворювача, а з другим нерухомими

Зо фланцем 22 і третім рухомим поршнем 29 - третю порожнину "Е" перетворювача. З них приймальна порожнина "А" з першою "В" порожниною перетворювача сполучена через дросель 25, з другою порожниною "С" перетворювача за допомогою додаткової гідравлічної лінії 38 - безпосередньо, а проміжна порожнина "0" перетворювача через осьові отвори в стержнях 32 і в циліндрі 21 в місцях їх з'єднання і третя порожнина "Е" через отвори в другому нерухомому фланці 22 постійно сполучені з атмосферою.

Надрідинний простір паливного бака 1 сполучений зі штатною системою 39 повітропостачання ДВЗ на ділянці за повітроочисником 40 через першу пневматичну лінію 41, обладнану комбінованим краном 42 і ділянкою 43 із прозорого матеріалу в місці з'єднання з паливним баком, для контролю верхнього рівня палива при його заливі. Комбінований кран 42, з можливістю ручної і автоматичної дії, містить клапан настройки 44, шток 45 якого кінематично зв'язаний з одним кінцем пружини 46, другий кінець якої - з сідлом 47, взаємодіючим з регулюючим гвинтом 48. Настроювання на необхідну величину тиску можливо здійснювати автоматично або вручну.

При роботі ДВЗ у впускному тракті створюється певне розрідження і діафрагма 9 під дією атмосферного тиску переміщується донизу, забезпечує через забірну трубку З і відкритий кран 4 вільне і безперебійне постачання палива з бака в систему живлення. При цьому ролик 16 фіксатора 17 підтиснутий пружиною 18 і, впираючись на нижню частину упора 15, утримує перший рухомий поршень 23 у верхньому положенні, а перепускний клапан закритим. По мірі витрати частини палива від верхнього до нижнього рівня, що відповідає певному ходу діафрагми 9, остання, під дією дисбалансу атмосферного тиску і меншого тиску в надрідинному просторі паливного бака, через пружину 12, здолавши зусилля пружини 18 фіксатора 17, буде переміщатися донизу. Таким чином, протягом періоду витрати певної кількості палива, що відповідає вільному ходу діафрагми 9, ролик 16 переміщується по всій поверхні упора 15, однак не в змозі перейти на його протилежний бік. В цьому випадку клапан 33 закритий і повітря із акумулятора 36 стисненого повітря через другу пневматичну лінію 35 в надрідинний простір паливного бака не надходить.

Коли від подальшої витрати тиск в надрідинному просторі бака перевершить певне мінімальне значення, збільшиться дисбаланс сил, діючих на діафрагму 9. Остання, долаючи зусилля пружини 18 фіксатора 17, ще опуститься і розтягне пружину 12 на таку величину, що бо ролик 16 перейде на протилежний бік упора 15. В результаті шток 13 різко діятиме на перший рухомий поршень 23, від чого тиск робочої рідини в приймальній порожнині "А" також різко знизиться і в неї рідина надходитиме з першої "В" ї другої "С" порожнини перетворювача, понижуючи в них тиск. Однак, через наявність дроселя 25 тиск в першій порожнині "В" буде понижуватися повільніше, ніж в другій порожнині "С", від чого другий рухомий поршень 26 переміститься догори і через шток 27 за собою перемістить проміжний поршень 28, збільшуючи об'єм порожнини "С" і відповідно додатково понижуючи в ній тиск робочої рідини, який буде пропорційний швидкості (першій похідній). Від дії двох регулюючих сигналів (тисків): першого, пропорційного зменшенню тиску, і другого, пропорційного першій похідній його зменшення, а також дії зворотної пружини 37, третій рухомий поршень 29 разом з перепускним клапаном 33 опустяться. При цьому клапан 33 відкриється з певним випередженням і стиснене повітря із акумулятора 36 через другу пневматичну лінію 35 більш інтенсивніше буде надходити в надрідинний простір паливного бака, різко підвищуючи в ньому тиск.

В усталеному режимі, коли сили опору перетікання робочої рідини через дросель 25 і жорсткості зворотної пружини 37 зрівноважаться, тиск робочої рідини в порожнинах "В", "С" вирівняється і складова сигналу, пропорційна першій похідній, зникне, а повітря далі буде надходити в надрідинний простір бака за сигналами, пропорційними тільки збільшенню в ньому тиску.

В момент появи дисбалансу сил надлишкового тиску і атмосферного діафрагма 9 буде переміщуватися догори, стискаючи пружину 12 на таку величину, що ролик 16 перейде на протилежний бік упора 15, а клапан 33 різко перекриє вихід повітрю із акумулятора 36 за аналогічними сформованими прискорювачем сигналами, пропорційними як збільшенню тиску, так і першій похідній його збільшення.

В обох випадках відхилення від заданого тиску і тривалість перехідного процесу зменшаться.

Далі цикли процесу паливоподачі будуть повторюватися до повної витрати всього палива з бака аналогічним способом, забезпечуючи при цьому періодичну із випередженням подачу із акумулятора стисненого повітря в надрідинний простір паливного бака при його повній ізоляції від атмосфери, запобігаючи при цьому через випаровування витрат палива, зменшуючи забруднення довкілля, а також з підвищенням точності подачі в циліндри ДВЗ палива в

Зо перехідних процесах шляхом більш інтенсивної і (з меншим часом) подачі повітря із акумулятора в надрідинний простір паливного бака.

При витраті палива до повного випорожнення паливного бака і закритому перепускному клапані 33, як при працюючому, так і непрацюючому ДВЗ, від дії високої температури навколишнього середовища тиск парів палива в надрідинному просторі підвищиться до величини спрацювання комбінованого крана 42. Від дії парів палива клапан настройки 44, здолавши зусилля пружини 46, автоматично підніметься, забезпечуючи перепуск їх із надрідинного простору паливного бака через першу пневматичну лінію 41 і штатну систему повітропостачання ДВЗ в його циліндри.

Для забезпечення ручного перепуску парів палива із надрідинного простору паливного бака у впускний тракт, а також при настроюванні необхідного тиску їх перепуску, використовують регулювальний гвинт 48. Так, при викручуванні гвинта 48 зусилля стиску пружиною 46 клапана настройки 44 зменшується і він відкривається, перепускаючи пари палива при меншому тиску, а при закручуванні гвинта 48 навпаки - відкриття клапана настройки 44 і перепуск через нього парів палива здійснюється при більшому тиску.

В паливний бак паливо заливається через горловину 6, для чого перед заливанням кришка 7 горловини знімається, а після заливання - герметично встановлюється.

При необхідності повного зливання палива із бака відкривають зливний кран 5, а далі зливання буде відбуватися таким же чином, як і через кран 4, до повного випорожнення паливного бака.

Компенсація додаткового приросту об'єму палива від його температурного розширення буде здійснюватися за рахунок надрідинного простору і пружності діафрагми.

Запропоноване конструктивне виконання автоматично буде підтримувати необхідний тиск парів палива в надрідинному просторі паливного бака як при працюючому, так і не працюючому

ДВЗ, без контакту палива з повітрям довкілля.

Застосування запропонованого паливного бака, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість підвищити точність підтримання тиску в надрідинному просторі паливного бака в перехідних процесах наповнення його повітрям із акумулятора стисненого повітря привідного агрегату і тим самим підвищити точність подачі палива в циліндри ДВЗ із забезпеченням закладених в них вихідних техніко-економічних показників роботи на всіх заданих режимах їх бо експлуатації.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Паливний бак, що містить штатні бак і акумулятор стисненого повітря привідного агрегата, систему повітропостачання двигуна внутрішнього згоряння, першу пневмолінію, що сполучає бак з системою повітропостачання, другу з перепускним клапаном пневмолінію, що сполучає бак з акумулятором, і автоматичний клапанний механізм у вигляді діафрагми, основа якої через пружину зв'язана з нижнім кінцем клапана, верхній кінець його взаємодіє з сідлом, установленим в другій пневмолінії, а середня частина має упор, з можливістю взаємодіяти з роликом регулювального фіксатора, який відрізняється тим, що додатково установлений прискорювач руху перепускного клапана, виконаний у вигляді циліндра, зв'язаного нижнім торцем з клапанним механізмом, а верхнім з нерухомим фланцем і через третій рухомий поршень і пружину - з виконавчим клапаном, між якими розміщені перший рухомий поршень, з'єднаний зі штоком клапанного механізму, перший нерухомий фланець з дроселем, що утворюють приймальну сигнали порожнину, другий рухомий поршень, який разом з нерухомим фланцем утворює першу порожнину прискорювача, і через шток з'єднаний з проміжним поршнем, що переміщується в напрямній, зв'язаній торцем з нерухомим осьовим фланцем, з'єднаним через принаймні два стержні з осьовими отворами з циліндром, що утворює з третім рухомим поршнем другу порожнину прискорювача, при цьому проміжний поршень з осьовим фланцем утворюють проміжну порожнину, а третій поршень з другим нерухомим фланцем - третю порожнину, причому приймальна порожнина з першою порожниною перетворювача сполучена через дросель, з другою порожниною за допомогою додаткової гідравлічної лінії - безпосередньо, а проміжна порожнина перетворювача через осьові отвори в стержнях і в циліндрі в місцях їх з'єднання і третя порожнина через отвори в другому нерухомому фланці постійно сполучені з атмосферою.