Топливная система транспортного средства Российский патент 2020 года по МПК F02M37/00 F02B73/00 F02D25/00 

Изобретение относится к системам подачи топлива и может быть использовано в топливной системе боевой машины.

Область применения предлагаемого технического решения - транспортные средства, преимущественно военного назначения, оснащенные вспомогательной энергетической установкой (ВЭУ), предназначенной для питания оборудования танка или сторонних потребителей электрической энергией и представляющей собой компактную конструкцию электрического генератора, приводимого в действие автономным двигателем внутреннего сгорания.

Применение технического решения приводит к расширению функциональных возможностей топливной системы, повышению безопасности и живучести боевой машины.

Современные боевые машины, оснащенные большим количеством электронных и электрических приборов, требуют все большее количество энергии. Использовать только для энергопитания основную силовую установку нецелесообразно с экономической и тактической точек зрения, поскольку ее ресурс ограничен, и ее работа оказывает демаскирующее действие.

До 1990-х гг. топливные системы не имели в своей компоновке вспомогательной энергетической установки. При этом отсутствовала необходимость оснащения топливной системы конструктивными элементами для подачи топлива к дополнительному оборудованию. Известна топливная система транспортного средства, например, боевой машины [1], [2]. Компоновка ее, как указывается выше, не содержит контура подачи топлива к дополнительному потребителю.

По мере развития мотивации установки дополнительного источника электрической энергии в конструкции оборудования добавилась позиция вспомогательной энергетической установки. Как правило, ВЭУ оснащали отдельным топливным баком. По источнику [3] питание топливом возможно как из основного топливного бака транспортного средства (в тексте источника [3] – танка), так и от отдельного. В случае если бак установлен снаружи корпуса, например, на надгусеничной полке транспортного средства, велика вероятность его пробития и возгорания заключенного в нем топлива при боевых повреждениях боевой машины. Анализ вспомогательных энергетических установок в [3] позволяет сделать вывод о многочисленных вариантах конструкции ВЭУ, но не приводится сведений о гармонизации с топливной системой базового транспортного средства. Источник [4], содержащий сведения о вспомогательных энергетических установках, предусмотренных модернизацией российского боевого танка Т-72, также не сообщает о вариантах осуществления питания топливом ВЭУ транспортного средства.

В качестве прототипа заявитель предлагает заявленное техническое решение «Система подачи топлива для вспомогательного энергоблока», Республика Корея [5]. Анализ текста формулы и схем, приведенных в опубликованных материалах, позволяет сделать вывод о том, что вспомогательное силовое устройство (читай: синоним ВЭУ) соединено со вспомогательным топливным баком и, в свою очередь, с топливным баком для хранения топлива. Недостатком такой компоновки топливной системы является осуществление подачи топлива для ВЭУ из отдельного бака, что сужает эксплуатационные возможности вспомогательной энергетической установки и снижает живучесть.

Техническое решение, предлагаемое заявителем, заключается в осуществлении подачи топлива для ВЭУ транспортного средства из основной топливной емкости (бака), исключая при этом необходимость размещения отдельного топливного бака, например, на надгусеничной полке транспортного средства, что снижает вероятность пробития бака, пролива и возгорания топлива, а также исключает необходимость периодического пополнения отдельного топливного бака топливом.

Согласно изобретению, предложена топливная система транспортного средства, содержащая:

- топливопровод, осуществляющий подвод топлива к основной силовой установке, предназначенной для приведения в движение транспортного средства;

- по меньшей мере, один топливопровод, осуществляющий подвод топлива, по меньшей мере, к одной вспомогательной энергетической установке, установленной в транспортном средстве, не связанной с основной силовой установкой и предназначенной для преобразования энергии топлива в электрическую, гидравлическую, пневматическую или иную формы энергии для питания потребителей транспортного средства или иных внешних потребителей при работающей или неработающей основной силовой установке;

- топливопровод, осуществляющий подвод топлива к предпусковому подогревателю основной силовой установки;

- резервуар с топливом, состоящий из одного или нескольких топливных баков, соединенных между собой топливопроводами, при этом один из баков является расходным баком для питания топливом основной силовой установки и предпускового подогревателя;

- электроприводной насос, ручной топливоподкачивающий насос, перекрывной кран, фильтр предварительной очистки топлива, топливоподкачивающий насос основной силовой установки, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления основной силовой установки, устройство для впрыскивания жидкого топлива в цилиндры основной силовой установки с подводящими топливопроводами, топливопроводы для питания топливом подогревателя, топливопровод отвода излишков и паров топлива от основной силовой установки в резервуар с топливом, топливопровод отвода излишков и паров топлива от подогревателя в резервуар с топливом, управляемый дроссельный клапан, соединительные топливопроводы между упомянутыми устройствами,

- упомянутая топливная система содержит контур подвода топлива для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки, вход которого соединен с топливопроводом подвода топлива к основной силовой установке, для чего отвод от упомянутого топливопровода соединен со входом устройства, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке, выход устройства, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке соединен топливопроводом со входом дополнительного топливного насоса с электрическим приводом, выход которого соединен с топливной системой вспомогательной энергетической установки и входом предохранительного топливного клапана, при этом контур отвода топлива из вспомогательной энергетической установки, состоящий из топливопровода отвода излишков и паров топлива и обратного клапана, соединен с контуром отвода топлива от основной силовой установки на выходе из обратного клапана, установленного в топливопровод отвода излишков и паров топлива от основной силовой установки.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, устройство, перекрывающее подвод топлива к вспомогательной энергетической установке, выполнено в виде клапана с электрическим управлением, нормально закрытым при неработающей вспомогательной энергетической установке.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, дополнительный топливный насос включен совместно с устройством, перекрывающим подвод топлива к вспомогательной энергетической установке, при ее работе.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, выход предохранительного топливного клапана вспомогательной энергетической установки соединен со входом устройства, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, выход предохранительного топливного клапана вспомогательной энергетической установки соединен со входом дополнительного топливного насоса топливоснабжения вспомогательной энергетической установки.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, управляемый дроссельный клапан выполнен с ручным и электрическим управлением.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, вход контура подачи топлива для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки соединен с топливопроводом топливоснабжения основной силовой установки после фильтра предварительной очистки топлива.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, вход контура подвода топлива для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки соединен топливопроводом с заборным фильтром, установленным непосредственно в одном из баков резервуара с топливом.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, заборный фильтр установлен в расходном баке.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, контур отвода топлива от вспомогательной энергетической установки соединен с контуром отвода топлива от предпускового подогревателя, состоящего из топливопровода отвода излишков и паров топлива и обратного клапана, причем упомянутый топливопровод соединен со входом управляемого перекрывающего устройства, закрытого при неработающих предпусковом подогревателе и вспомогательной энергетической установке, выход перекрывающего устройства соединен с резервуаром с топливом.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, выход предохранительного топливного клапана вспомогательной энергетической установки соединен со входом управляемого перекрывающего устройства.

Согласно одному из вариантов топливной системы транспортного средства, управляемое перекрывающее устройство выполнено с электрическим управлением.

Заявляемая в качестве изобретения «Топливная система транспортного средства», представлена на Фиг.1 и включает в себя:

1 - резервуар с топливом,

2 – расходный топливный бак,

3 - управляемый дроссельный клапан,

4 – топливопровод отвода излишков топлива в расходный бак,

5 - обратный клапан контура отвода топлива от ВЭУ,

6 - топливопровод отвода излишков топлива от подогревателя в резервуар с топливом,

7 - предпусковой подогреватель основной силовой установки,

8 - топливопровод топливоснабжения подогревателя,

9 - контур отвода топлива от ВЭУ,

10 - обратный клапан контура отвода топлива от основной силовой установки,

11 – контур отвода топлива от основной силовой установки,

12 – основная силовая установка,

13 – предохранительный топливный клапан,

14 – вспомогательная энергетическая установка (ВЭУ),

15 - дополнительный топливный насос с электрическим приводом,

16 - устройство, перекрывающее подвод топлива к ВЭУ,

17 - фильтр предварительной очистки топлива,

18 - ручной насос,

19 - перекрывной кран,

20 - насос с электрическим приводом.

Топливная система транспортного средства, Фиг.1, содержит контур подвода топлива 20, 19, 18, 17, 16, 15 для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки 14, вход которого 16, 15 соединен с топливопроводом подвода топлива 20, 19, 18, 17 к основной силовой установке 12, для чего отвод от упомянутого топливопровода соединен со входом устройства 16, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке 14, выход устройства, перекрывающего подвод топлива 16 к вспомогательной энергетической установке соединен топливопроводом со входом дополнительного топливного насоса с электрическим приводом 15, выход которого соединен с топливной системой вспомогательной энергетической установки и входом предохранительного топливного клапана 13, причем контур отвода топлива из вспомогательной энергетической установки, состоящий из топливопровода отвода излишков топлива 9 и обратного клапана 5 соединен с контуром слива топлива из основной силовой установки на выходе из обратного клапана 10, установленного в топливопровод отвода излишков топлива 4 от основной силовой установки 12.

Для достижения технического результата заявляемая «Топливная система транспортного средства» реализована следующим образом, представленным на Фиг.1.

Основная силовая установка 12 и предпусковой подогреватель 7 снабжаются топливом из расходного бака 2, при этом топливо последовательно проходит через насос 20, перекрывной кран 19, ручной насос 18, фильтр предварительной очистки топлива 17. Выход фильтра предварительной очистки топлива соединен с топливопроводом, обеспечивающем подачу топлива к основной силовой установке, отвод от которого соединен с топливопроводом 8 подвода топлива к предпусковому подогревателю 7. Вспомогательная энергетическая установка 14 снабжается топливом насосом 15, вход которого соединен с перекрывающим устройством 16. Предохранительный топливный клапан 13, соединенный с выходом насоса 15, обеспечивает требуемое давление топлива в контуре подвода топлива к ВЭУ и отвод излишков топлива от предохранительного топливного клапана в топливопровод основной силовой установки. Отвод возвратного топлива от основной силовой установки и от вспомогательной энергетической установки осуществляется через сливной топливопровод 4 и обратные клапаны 5 и 10, которые препятствуют движению топлива отводимого от основной силовой установки через топливопровод 11 в контур 9 отвода топлива от ВЭУ, а также формирует направленное движение возвратного топлива по общему топливопроводу 4 в расходный бак через управляемый дроссельный клапан 3, который позволяет установить требуемый расход возвратного топлива, как при работе основной силовой установки, так и при работе ВЭУ. Отвод возвратного топлива от предпускового подогревателя осуществляется в один из баков резервуара с топливом 1 через сливной топливопровод 6.

Оригинальная компоновка топливной системы транспортного средства позволяет расширить функциональные возможности, повысить безопасность и живучесть боевой машины.

Вариантами компоновки топливной системы являются подвод топлива непосредственно из расходного бака, а также отвод топлива от вспомогательной силовой установки в контур отвода топлива от подогревателя и обозначено на Фиг.2, где позиции 1, 2, 7, 12, 14, 15, 16, 17, 19, 20 – аналогичны обозначениям на Фиг.1. Дополнительно на Фиг.2 обозначены:

21 – управляемое перекрывающее устройство,

22 – топливопровод отвода излишков и паров топлива в расходный бак,

23 – контур отвода топлива от предпускового подогревателя,

24 – перекрывающее устройство,

25 – контур отвода топлива от ВЭУ,

26 – обратный клапан контура отвода топлива от ВЭУ,

27 – обратный клапан контура отвода топлива от предпускового подогревателя,

28 – перепускной клапан,

29 – топливопровод отвода излишков топлива от основной силовой установки в расходный бак.

Обозначенный на Фиг.2 вариант топливной системы, при котором забор топлива для ВЭУ происходит непосредственно из расходного бака, осуществляется следующим образом: основная силовая установка 12 и предпусковой подогреватель 7 снабжаются топливом из расходного бака 2, при этом топливо последовательно проходит через насос 20, перекрывной кран 19, фильтр предварительной очистки топлива 17. Выход фильтра предварительной очистки топлива соединен с топливопроводом подвода топлива к основной силовой установке и через перекрывающее устройство 24 с топливопроводом подвода топлива к предпусковому подогревателю. Вспомогательная энергетическая установка 14 снабжается топливом насосом 15, вход которого соединен с перекрывающим устройством 16, вход перекрывающего устройства соединен непосредственно с расходным баком, подача топлива из которого осуществляется через заборный фильтр. Перепускной клапан 28, соединенный с выходом насоса 15 обеспечивает требуемое давление топлива в контуре топливопровода к ВЭУ. Отвод возвратного топлива от предпускового подогревателя и вспомогательной энергетической установки осуществляется через топливопровод 22 и обратные клапаны 27 и 26, которые препятствуют движению топлива отводимого от предпускового подогревателя через топливопровод 23 в контур 25 отвода топлива от ВЭУ, а также формируют направленное движение возвратного топлива по топливопроводу 22 в расходный бак. Отвод излишков топлива от перепускного клапана 28 осуществляется непосредственно в топливопровод 22, соединенным с расходным баком через перекрывающее устройство 21. Отвод возвратного топлива от основной силовой установки осуществляется в расходный бак через топливопровод 29.

Приведенными примерами работы заявляемой «Топливной системы транспортного средства» подтверждается расширение функциональных возможностей топливной системы, повышение безопасности и живучести топливной системы и транспортного средства в целом.

Таким образом, совокупность признаков, присущих заявляемой в качестве изобретения «Топливной системы транспортного средства», неизвестна из уровня техники, обладает новизной, а возможная реализация технических решений по представленным вариантам подтверждает ее промышленную применимость.

Источники литературы:

1. Техническое описание танка Т-64. Воениздат, М., 1969г., с.266.

2. Инструкция по эксплуатации танка Т-64. Воениздат, М., 1968г., вклейка №3, с.226-227.

3. Ахундов Э. Аналитика и вооружение. Публ.29.08.2016.

[Электронный ресурс]. URL: https://istiglal.com. (дата обращения 23.09.2019г.).

4. Тарасенко А., Хлопотов А. Т-72. «Рогатка». В ж.: Техника и вооружение. №8, 2007г., с.22.

5. Заявка KR 20080063999, Республика Корея. Система подачи топлива для вспомогательного энергоблока. Приор. 2008.07.08. Машинный перевод.

Изобретение относится к системам подачи топлива силовых установок транспортных средств, преимущественно военного назначения, оснащенных вспомогательной энергетической установкой, предназначенной для питания потребителей транспортного средства или сторонних потребителей электрической энергией. Предложена топливная система транспортного средства, содержащая топливопровод, подающий топливо к основной силовой установке 12, предназначенной для приведения в движение транспортного средства и включающей электроприводной насос 20, ручной топливоподкачивающий насос 18, перекрывной кран 19 и фильтр предварительной очистки топлива 17. Топливная система содержит топливопровод для подвода топлива к вспомогательной энергетической установке 14, предназначенной для питания внутренних или внешних потребителей энергии, с перекрывающим устройством 16, предохранительным клапаном 13 и дополнительным электроприводным насосом 15, топливопровод, для подвода топлива к предпусковому подогревателю 7 основной силовой установки 12, резервуар 1 с топливом, состоящий из одного или нескольких топливных баков 2. Топливная система содержит топливопровод 11 с обратным клапаном 10, для отвода топлива от основной силовой установки 12, топливопровод 6 отвода топлива от подогревателя 7, топливопровод 9 отвода топлива из вспомогательной энергетической установки 14 с обратным клапаном 5, соединенный с топливопроводом 11 отвода топлива от основной силовой установки 12 и управляемый дроссельный клапан 3. Технический результат – расширение функциональных возможностей топливной системы, обеспечение ее работоспособности, повышение живучести боевой машины. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Топливная система транспортного средства, содержащая:

- топливопровод, осуществляющий подвод топлива к основной силовой установке, предназначенной для приведения в движение транспортного средства;

- по меньшей мере один топливопровод, осуществляющий подвод топлива по меньшей мере к одной вспомогательной энергетической установке, установленной в транспортном средстве, не связанной с основной силовой установкой и предназначенной для преобразования энергии топлива в электрическую, гидравлическую, пневматическую или иную формы энергии для питания потребителей транспортного средства или иных внешних потребителей при работающей или неработающей основной силовой установке;

- топливопровод, осуществляющий подвод топлива к предпусковому подогревателю основной силовой установки;

- резервуар с топливом, состоящий из одного или нескольких топливных баков, соединенных между собой топливопроводами, при этом один из баков является расходным баком для питания топливом основной силовой установки и предпускового подогревателя;

- электроприводной насос, ручной топливоподкачивающий насос, перекрывной кран, фильтр предварительной очистки топлива, топливоподкачивающий насос основной силовой установки, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления основной силовой установки, устройство для впрыскивания жидкого топлива в цилиндры основной силовой установки с подводящими топливопроводами, топливопроводы для питания топливом подогревателя, топливопровод отвода излишков и паров топлива от основной силовой установки в резервуар с топливом, топливопровод отвода излишков и паров топлива от подогревателя в резервуар с топливом, управляемый дроссельный клапан, соединительные топливопроводы между упомянутыми устройствами,

отличающаяся тем, что упомянутая топливная система содержит контур подвода топлива для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки, вход которого соединен с топливопроводом подвода топлива к основной силовой установке, для чего отвод от упомянутого топливопровода соединен с входом устройства, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке, выход устройства, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке соединен топливопроводом с входом дополнительного топливного насоса с электрическим приводом, выход которого соединен с топливной системой вспомогательной энергетической установки и входом предохранительного топливного клапана, при этом контур отвода топлива из вспомогательной энергетической установки, состоящий из топливопровода отвода излишков и паров топлива и обратного клапана, соединен с контуром отвода топлива от основной силовой установки на выходе из обратного клапана, установленного в топливопровод отвода излишков и паров топлива от основной силовой установки.

2. Топливная система транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что устройство, перекрывающее подвод топлива к вспомогательной энергетической установке, выполнено в виде клапана с электрическим управлением, нормально закрытым при неработающей вспомогательной энергетической установке.

3. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-2, отличающаяся тем, что дополнительный топливный насос включен совместно с устройством, перекрывающим подвод топлива к вспомогательной энергетической установке, при ее работе.

4. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что выход предохранительного топливного клапана вспомогательной энергетической установки соединен с входом устройства, перекрывающего подвод топлива к вспомогательной энергетической установке.

5. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что выход предохранительного топливного клапана вспомогательной энергетической установки соединен с входом дополнительного топливного насоса топливоснабжения вспомогательной энергетической установки.

6. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что управляемый дроссельный клапан выполнен с ручным и электрическим управлением.

7. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что вход контура подачи топлива для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки соединен с топливопроводом топливоснабжения основной силовой установки после фильтра предварительной очистки топлива.

8. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что вход контура подвода топлива для индивидуального топливоснабжения вспомогательной энергетической установки соединен топливопроводом с заборным фильтром, установленным непосредственно в одном из баков резервуара с топливом.

9. Топливная система транспортного средства по п.8, отличающаяся тем, что заборный фильтр установлен в расходном баке.

10. Топливная система транспортного средства по любому из пп.1-3, 8, 9, отличающаяся тем, что контур отвода топлива от вспомогательной энергетической установки соединен с контуром отвода топлива от предпускового подогревателя, состоящего из топливопровода отвода излишков и паров топлива и обратного клапана, причем упомянутый топливопровод соединен с входом управляемого перекрывающего устройства, закрытого при неработающих предпусковом подогревателе и вспомогательной энергетической установке, выход перекрывающего устройства соединен с резервуаром с топливом.

11. Топливная система транспортного средства по п.10, отличающаяся тем, что выход предохранительного топливного клапана вспомогательной энергетической установки соединен с входом управляемого перекрывающего устройства.

12. Топливная система транспортного средства по любому из пп.10, 11, отличающаяся тем, что управляемое перекрывающее устройство выполнено с электрическим управлением.