ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК F02D17/04 F02M37/22 

Изобретение касается транcпортных средств, имеющих двигатели внутреннего сгорания (автомобилей, тракторов, мотоциклов, спортивных судов скутеров и т. д.).

Известные топливные системы двигателей при аварийных ситуациях уменьшают риск возникновения пожара или продолжительной работы двигателя в опрокинутом положении транспорта (пробки на топливных баках, забор топлива из нижней части топливного бака [1]
Недостатком известного варианта топливной системы является возможность поступления топлива к двигателю в аварийной ситуации в опрокинутом положении автомобиля в связи с наличием нескольких литров топлива в агрегатах топливной системы (фильтры грубой и тонкой очистки, что может вызвать пожар или разрушение подшипников скольжения в двигателе, так как система связи не работает в опрокинутом положении автомобиля, трактора (прекратится забор масла из поддона картера).

Известная топливная система двигателя с ручным топливным перекрывным краном не обеспечивает быстрой автоматической остановки двигателя.

Известна топливная система двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, выбранная в качестве прототипа, содержащая устройство для аварийной остановки двигателя (дизеля) с перекрывным клапаном, предотвращающим подачу топлива к насосу высокого давления. Устройство для остановки двигателя реагирует на превышение частоты вращения вала двигателя, но не на ненормальное положение транспортного средства в результате дорожно-транспортного происшествия [2]
Такое выполнение системы сложно и недостаточно надежно в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности топливной системы путем обеспечения автоматического перекрытия подачи топлива к двигателю перед насосом высокого давления (карбюратором) и перекрытия трубопровода у топливного бака при аварийном опрокидывании транспортного средства для предотвращения разрушения подшипников скольжения в двигателе, так как перекрывается подача масла, а также путем улучшения очистки топлива и фильтрующих элементов.

Целью изобретения является также уменьшение металлоемкости, занимаемого объема и упрощение эксплуатации агрегатов топливной системы за счет сокращения их числа путем комбинирования в одном агрегате.

Это достигается тем, что в топливной системе двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащей последовательно связанные магистралью топливный бак, фильтр грубой очистки, подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, устройство подачи топлива в двигатель и основной аварийный перекрывной клапан с запорным элементом, размещенный в магистрали на линии связи подкачивающего насоса с устройством для подачи топлива в двигатель, причем в корпусе каждого фильтра выполнены входной канал и выходное отверстие, в вертикально расположенной полости корпуса размещен фильтрующий элемент и предусмотрен отстойник в нижней части полости, в магистрали на линии связи топливного бака с подкачивающим насосом установлен дополнительный аварийный перекрывной клапан, седла основного и дополнительного аварийных клапанов расположены соответственно на входах в выходные отверстия корпусов фильтров тонкой и грубой очистки, каждое выходное отверстие размещено в верхней части корпуса фильтра, запорный элемент каждого аварийного клапана размещен свободно внутри фильтрующего элемента и при неработающем двигателе расположен на дне фильтрующего элемента при нормальном положении транспортного средства или на седле выходного отверстия при опрокинутом положении транспортного средства, входной канал каждого фильтра расположен горизонтально и смещен относительно вертикальной оси симметрии полости корпуса фильтра, внутри корпуса каждого фильтра установлено сетчатое опорное кольцо, а на последнем расположены шарики самоочищения фильтрующего элемента.

На фиг. 1 представлена блок-схема топливной системы двигателя внутреннего сгорания транспортного средства; нам фиг. 2 фильтр очистки топлива, продольный разрез.

Топливная система содержит топливный бак 1, комбинированный топливный фильтр 2 грубой очистки, подкачивающий насос 3, комбинированный топливный фильтр 4 тонкой очистки, устройство 5 подачи топлива (карбюратор или насос высокого давления) в двигатель 6.

Каждый комбинированный топливный фильтр 2, 4 имеет корпус 7 с вертикально расположенной полостью 8, в которой размещен фильтрующий элемент 9. На днище 10 свободно расположен запорный элемент 11 аварийного перекрывного клапана, способный под действием силы тяжести при опрокидывании корпуса 7 закрывать седло 12 клапана. Входной канал 13 каждого фильтра 2, 4 смещен относительно оси симметрии 14. Смещение обеспечивает вращение струи топлива, поступающего на входное отверстие 15 по направлению стрелки А, выходное отверстие 16 расположено в верхней части корпуса 7. Фильтрующий элемент 9 удерживается пружиной 17, крышка 18 обеспечивает возможность удаления отстоя и механических примесей.

К фильтрующему элементу 9 прикреплено сетчатое опорное кольцо 19, на котором свободно лежат несколько шариков 20 для обеспечения самоочищения поверхности фильтрующего элемента 9.

Нижняя часть полости 8 является отстойником 21 для сбора воды и механических примесей.

Топливная система двигателя внутреннего сгорания транспортного средства работает следующим образом.

В исходном положении двигатель выключен, топливо из бака 1 не поступает в двигатель 6, фильтры 2 и 4, подкачивающий насос 3 и устройство 5 подачи топлива заполнены топливом.

В исходном положении запорный элемент 11 и шарики 20 самоочищения находятся в нижнем положении, двигатель выключен, топливо не поступает на входное отверстие 15.

При нормальном движении автомобиля за счет разрежения, создаваемого подкачивающим насосом 3, топливо из бака 1 поступает в фильтр 2, вода и крупные механические примеси задерживаются в нем, обычный подкачивающий насос 3 поднимает давление до 0,3-0,5 кг/см² и далее топливо поступает в фильтр 4, где очищается от мелких механических примесей и направляется в устройство 5 подачи топлива, в котором происходит образование топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель 6, или обеспечивается впрыск топлива в двигатель 6.

При движении автомобиль испытывает ударные вертикальные перегрузки, запорный элемент 11 под действием этих перегрузок подскакивает вверх, подбор расстояния от днища 10 до седла 12 клапана должен обеспечить исключение перекрытия запорным элементом 11 седла 12 при всевозможных максимальных вертикальных ударных перегрузках в зависимости от типа автомобиля. Высота подкоса при той же величине ударной перегрузки и скорость перемещения в жидкости зависят от материала, из которого изготовлен запорный элемент 11. Так, стальной запорный элемент 11 в несколько раз выше подскакивает и в несколько раз быстрее перемещается в бензине либо в дизельном топливе, чем резиновый, но у последнего увеличивается возможность подхвата топлива и перекрытия седла 12 клапана при неправильном подборе расстояния от днища 10 до седла 12. При подскоках шариков 20 и их скольжении по поверхности фильтрующего элемента 9 происходит самоочищение от механических примесей.

Топливо, входя во входное отверстие 15, направляется входным каналом 13 по касательной к окружности и, имея скорость выхода из входного канала 13 порядка 3-15 м/мин, частично самоочищается за счет центробежных сил от механических примесей и воды, которые, опускаясь по стенке, удаленной от фильтрующего элемента 9, попадают в нижнюю часть полости 8 в отстойник 21.

Основное очищение топлива от примесей происходит при прохождении через фильтрующий элемент 9, далее очищенное топливо через выходное отверстие 16 поступает в магистраль топливной системы в направлении стрелки Б (см, фиг. 2).

Фильтр 2 имеет фильтрующий элемент 9, предназначенный для грубой очистки топлива, а фильтр 4 для тонкой очистки топлива.

При аварии, заканчивающейся опрокидыванием автомобиля, запорный элемент 11 аварийного перекрывного клапана, перемещаясь под действием сил гравитации, ложится на седло 12, прекратив тем самым поступление топлива к устройству 5 подачи топлива и выход топлива из бака 1, предотвратив возможность возникновения пожара и разрушение подшипников скольжения в двигателе 6.

В первую очередь предлагаемую топливную систему следует применять на транспортных средствах с дизелями, на автобусах, спортивных автомобилях и судах.

Использование: двигателестроение, отключение двигателя внутреннего сгорания транспортного средства при ненормальных условиях работы, в частности при аварийном опрокидывании транспортного средства. Сущность изобретения: топливная система содержит последовательно связанные магистралью топливный бак, фильтр грубой очистки, подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, устройство подачи топлива в двигатель (карбюратор или насос высокого давления), основной аварийный перекрывной клапан, установленный в магистрали на линии связи подкачивающего насоса с устройством для подачи топлива в двигатель, дополнительный аварийный перекрывной клапан, установленный на линии связи бака с подкачивающим насосом. Седла основного и дополнительного аварийных клапанов расположены на входах в выходные отверстия корпусов фильтров тонкой и грубой очистки. Каждое выходное отверстие размещено в верхней части корпуса фильтра. Запорный элемент каждого аварийного клапана размещен внутри фильтрующего и при неработающем двигателе свободно расположен на дне фильтрующего элемента при нормальном положении транспортного средства или на седле при опрокинутом положении транспортного средства. Входной канал каждого фильтра расположен горизонтально и смещен относительно оси симметрии полости корпуса фильтра. Внутри корпуса каждого фильтра установлено сетчатое опорное кольцо, на котором расположены шарики самоочищения фильтрующего элемента. 2 ил.

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая последовательно связанные магистралью топливный бак, фильтр грубой очистки, подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, устройство подачи топлива в двигатель и основной аварийный перекрывной клапан с запорным элементом, размещенный в магистрали на линии связи подкачивающего насоса с устройством для подачи топлива в двигатель, причем в корпусе каждого фильтра выполнены входной канал и выходное отверстие, в вертикально расположенной полости корпуса размещен фильтрующий элемент и предусмотрен отстойник в нижней части полости, отличающаяся тем, что в магистрали на линии связи топливного бака с подкачивающим насосом установлен дополнительный аварийный перекрывной клапан, седла основного и дополнительного аварийных клапанов расположены соответственно на входах в выходные отверстия корпусов фильтров тонкой и грубой очистки, каждое выходное отверстие размещено в верхней части корпуса фильтра, запорный элемент каждого аварийного клапана размещен внутри фильтрующего элемента и при неработающем двигателе расположен на дне фильтрующего элемента при нормальном положении транспортного средства или на седле при опрокинутом положении транспортного средства, входной канал каждого фильтра расположен горизонтально и смещен относительно вертикальной оси симметрии полости корпуса фильтра, в корпусе каждого фильтра установлено сетчатое опорное кольцо, а на последнем расположены шарики самоочищения фильтрующего элемента.