Двухкамерный топливный бак
Владельцы патента RU 2633090:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") (RU)
Изобретение относится к системам питания двигателей внутреннего сгорания, а именно к топливным бакам транспортных средств. Двухкамерный топливный бак содержит топливный насос (4) с перепускным клапаном (5), который установлен в основной камере (2). Дополнительная камера (3) сообщена с камерой (2) через сифон (6). Струйный насос (7) заполняет сифон (6) топливом при поступлении топлива от клапана (5). Насос (7) снабжен сливным клапаном (8). Клапан (8) открывает непосредственный проход топлива из сифона (6) в камеру (2) при прекращении поступления топлива от клапана (5) к насосу (7). Управляющий вход клапана (8) сообщен с выходом клапана (5). Технический результат: повышение надежности подачи топлива из двухкамерного топливного бака в двигатель путем ускорения переливания топлива из дополнительной камеры в основную камеру. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Техническое решение относится к транспортным средствам, а именно к топливным системам двигателей. Оно касается двухкамерного топливного бака, имеющего внутри порог (седловину), разделяющий его камеры.
При создании двухкамерных топливных баков значительной проблемой является обеспечение надежного бесперебойного переливания топлива из дополнительной камеры бака в основную камеру по мере опорожнения основной камеры, происходящего во время работы двигателя транспортного средства.
Из описания изобретения к авторскому свидетельству №1678655, выданному в СССР, известен двухкамерный топливный бак, содержащий сифон, сообщающий дополнительную камеру бака с основной камерой, в которой расположена заборная труба. Однако при заправке этого бака топливом не происходит полное вытеснение из сифона воздуха, который мешает проходу топлива из дополнительной камеры в основную камеру.
Прототипом является двухкамерный топливный бак, изображенный в патенте №6907899, выданном в США, а также в заявке №2397562, опубликованной в Великобритании. В этом топливном баке расположены топливный насос с перепускным клапаном и струйный насос для заполнения сифона топливом путем переливания топлива через сифон из дополнительной камеры в основную камеру. Один из входов струйного насоса сообщен с выходом перепускного клапана, другой вход сообщен с сифоном, а выход сообщен с основной камерой. Однако при отключении подачи топлива в струйный насос топливо из дополнительной камеры бака поступает самотеком через сифон и струйный насос очень медленно из-за малого размера отверстий в струйном насосе.
Задачей является повышение надежности подачи топлива из двухкамерного топливного бака в двигатель путем ускорения переливания топлива из дополнительной камеры в основную камеру.
Решение задачи надежного снабжения двигателя топливом из двухкамерного топливного бака обеспечено тем, что двухкамерный топливный бак содержит топливный насос с перепускным клапаном, установленный в основной камере, сифон, сообщающий с основной камерой дополнительную камеру, струйный насос для заполнения сифона топливом путем переливания топлива из дополнительной камеры в основную камеру при поступлении топлива от перепускного клапана, сливной клапан для непосредственного прохода топлива из сифона в основную камеру в обход струйного насоса при прекращении поступления топлива к струйному насосу от перепускного клапана. Управляющий вход сливного клапана сообщен с выходом перепускного клапана.
То обстоятельство, что двухкамерный топливный бак, содержащий топливный насос, установленный в основной камере вместе с перепускным клапаном, сифон, сообщающий дополнительную камеру с основной камерой, струйный насос для заполнения сифона топливом путем переливания топлива через сифон при поступлении топлива от перепускного клапана, снабжен сливным клапаном с подпружиненным запорным элементом, открывающим дополнительный проход топлива из сифона в основную камеру при прекращении поступления топлива от перепускного клапана к струйному насосу, существенно ускоряет поступление топлива из дополнительной камеры в основную камеру. Техническим результатом является повышение надежности подачи топлива из двухкамерного топливного бака в систему питания топливом двигателя.
Сифон может состоять из разных трубок, одна из которых, расположенная в дополнительной камере, выполнена эластичной и соединена с поплавком. Поплавок сделан в виде коробки, боковины которой имеют форму трапеции, расширяющейся в сторону порога топливного бака.
Эластичная трубка соединена хомутами с днищем поплавка, которое расположено наклонно относительно крыши поплавка.
При наличии поплавка обеспечивается свободный выход воздуха из сифона при полном заполнении бака топливом, в результате чего сифон может сразу перепускать через себя топливо в полной мере.
На фигуре 1 изображен двухкамерный топливный бак.
На фигуре 2 показан струйный насос в сборе со сливным клапаном.
На фигуре 3 представлен двухкамерный топливный бак в другом исполнении.
На фигуре 4 показан топливный бак, представленный на фигуре 3, при частичном заполнении его топливом.
Топливный бак, изображенный на фигуре 1, имеет внутри порог 1, разделяющий его основную камеру 2 и дополнительную камеру 3. В основной камере установлен топливный насос 4 с подпружиненным перепускным клапаном 5, имеющий привод от электродвигателя. Дополнительная камера 3 сообщена с основной камерой 2 через сифон 6. Для перемещения топлива через сифон и тем самым для заполнения сифона топливом, в основной камере установлен струйный насос 7. Один из входов струйного насоса 7 сообщен с выходом перепускного клапана 5, другой вход сообщен с сифоном 6, а выход сообщен с основной камерой 2. Около струйного насоса в основной камере 2 размещен сливной клапан 8 с подпружиненным запорным элементом 9 для непосредственного прохода топлива из сифона 6 в основную камеру через отверстие 10 в обход струйного насоса 7. Управляющий вход 11 сливного клапана 8 сообщен с выходом перепускного клапана 5. Сливной клапан 8 открывает проход топлива из сифона 6 в основную камеру 2 при прекращении поступления топлива от перепускного клапана 5 к струйному насосу 7.
Струйный насос 7 содержит корпус 12 (фигура 2), в который вставлены: штуцер 13 для подачи топлива от перепускного клапана 5 к сливному клапану 8, штуцер 14 для подвода топлива от перепускного клапана 5 к струйному насосу 7, штуцер 15 для подвода топлива от сифона 6. Сливной клапан 8, расположенный в корпусе 12, содержит запорный элемент 9, выполненный в виде тарелки, расположенной на стержне, вставленном в основание 16 корпуса 12. Между запорным элементом 9 клапана 8 и штуцером 15 расположена пружина 17, предназначенная для возвращения запорного элемента 9 клапана 8 в исходное положение при прекращении подачи топлива через штуцер 13 от перепускного клапана 5.
Перед пуском двигателя, когда топливо не поступает в цилиндры двигателя, включают топливный насос 4, и все топливо от него перетекает через перепускной клапан 5 и штуцер 14 в струйный насос 7, включая его в работу. Одновременно топливо от перепускного клапана 5 и штуцера 13 поступает к управляемому входу 11 сливного клапана 8, закрывая этот клапан путем перемещения запорного элемента 9 в сторону его седла. При работе струйного насоса 7 происходит всасывание топлива из дополнительной камеры 3 этого топливного бака в сифон 6 для заполнения сифона топливом с последующим удалением воздуха из сифона топливом, перетекающим через сифон.
При пуске двигателя топливо поступает из бака в линию высокого давления топливной системы двигателя при давлении, меньшем давления открытия перепускного клапана 5. В этом случае перепускной клапан 5 закрывается. При закрытии клапана 5 прекращается поступление топлива к струйному насосу 7 и тогда струйный насос перестает переливать топливо через сифон из дополнительной камеры 3 в основную камеру 2. При этом при закрытии перепускного клапана 5 прекращается поступление топлива под давлением на вход сливного клапана 8 к его запорному элементу 9, после чего этот запорный элемент под действием пружины отходит от его седла, открывая проход топливу из сифона 6 через отверстие 10 непосредственно в основную камеру 2 в обход струйного насоса 7. После открытия сливного клапана 8 топливо самотеком свободно проходит из дополнительной камеры 3 через сифон, что происходит тогда, когда уровень топлива в основной камере 2 становится ниже порога 1 и уровня топлива в дополнительной камере 3.
В двухкамерном топливном баке, показанном на фигуре 3, сифон 6 состоит из разных трубок, имеющих разную жесткость. Трубка 18 сифона, расположенная в дополнительной камере 3, выполнена эластичной, способной легко изгибаться при внешнем воздействии на нее. Эта эластичная трубка 18 соединена с поплавком 19 с его днищем хомутами 20. Поплавок 19 сделан из полимерного материала в виде пустотелой тонкостенной коробки. Крыша поплавка, то есть крыша упомянутой коробки выполнена плоской и расположена наклонно относительно днища поплавка, к которому прикреплен концевой участок трубки 18. Боковины поплавка 19 имеют форму трапеции, расширяющейся в сторону порога 1 (седловины) топливного бака.
На пороге 1 на его вершине установлена втулка 21, в которой закреплены концы жесткой трубки, расположенной в основной камере 1, и эластичной трубки 18.
При заправке бака топливом по мере повышения уровня топлива поднимается и поплавок 19. При полном заполнении бака топливом поплавок упирается своей плоской крышей в плоскую крышу топливного бака. При этом вследствие трапецеидальной формы боковин поплавка, наклонного расположения его днища относительно его крыши, конец эластичной трубки 18 приподнимается вверх в сторону уровня топлива в баке. При таком расположении концевого участка трубки 18 происходит беспрепятственный выход из сифона всего воздуха, и сифон полностью заполняется топливом. После этого происходит нормальная работа сифона при работе двигателя, при которой по мере снижения уровня топлива в основной камере 2 ниже порога 1 топливо свободно перетекает по сифону из дополнительной камеры 3 в основную камеру через отверстие 10 мимо запорного элемента 9 открытого сливного клапана 8.
После остановки двигателя, прекращения его работы при частичном заполнении бака топливом перед пуском двигателя включается в работу топливный насос 4 и струйный насос 7, который отсасывает из сифона воздух, выделяющийся из топлива в виде пузырьков, мешающих проходу топлива через сифон. После удаления воздуха из сифона струйным насосом путем перекачки топлива через сифон и подачи топлива в двигатель для его работы открывается сливной клапан 8 и топливо свободно перетекает через сифон и отверстие 10 из дополнительной камеры бака в основную камеру.
В результате установки в двухкамерном топливном баке сливного клапана, дополнительно сообщающего сифон с основной камерой бака при прекращении поступления топлива от перепускного клапана к струйному насосу и сливному клапану, обеспечено бесперебойное наполнение основной камеры топливного бака топливом, находящимся в дополнительной камере, что повышает надежность снабжения топливом двигателя при его работе.
1. Двухкамерный топливный бак, содержащий топливный насос с перепускным клапаном, установленный в основной камере, сифон, сообщающий дополнительную камеру с основной камерой, струйный насос для заполнения сифона топливом при поступлении топлива от перепускного клапана, отличающийся тем, что струйный насос снабжен сливным клапаном, открывающим непосредственный проход топлива из сифона в основную камеру при прекращении поступления топлива от перепускного клапана к струйному насосу, управляющий вход сливного клапана сообщен с выходом перепускного клапана.
2. Двухкамерный топливный бак по пункту 1, отличающийся тем, что сифон состоит из разных трубок, одна из которых, расположенная в дополнительной камере, выполнена эластичной и соединена с поплавком.
3. Двухкамерный топливный бак по пункту 2, отличающийся тем, что поплавок сделан в виде коробки, боковины которой имеют форму трапеции, расширяющейся в сторону порога топливного бака.
4. Двухкамерный топливный бак по пункту 3, отличающийся тем, что эластичная трубка соединена хомутами с днищем поплавка, которое расположено наклонно относительно крыши поплавка.
