Комбінований метало-склопластиковий балон

Корисн а модель ві дноси ть ся до а втомобі льно ї те хніки , зокрема , до системи живлення двигуні в, оскільки стосується газови х ба лонів, які є резервуаром екологічно чистого пального для забезпечення тривалої та економної роботи двигуна легкового автомобіля. Подорожчання нафти та нафтопродуктів, а також проблеми із забрудненням газовими викидами навколишнього середовища змушують вдаватись до більш деше во го та екологічно чи сто го палива для двигунів автомобілі в. Це, в сво ю че р гу, створює про блем у р езер вуарі в для з бері га ння тако го п али ва . Для вантажівок, автобусів та інши х транспортних засобів аналогічного типу проблема значною мірою вирішується використанням металевих балонів. Однак у легкових автомобілів, у яких істотне значення мають масогабаритні характеристики такого роду пристро їв, задача вирі шується не оптимально, оскільки для зменшення розмірів балона при прийнятному вмісті газового палива доводиться значно збільшувати в них тиск газу або ємність для зрідженого газу. В результаті цього постає проблема збільшення їх міцності при припустимій масі. Ця проблема може бути вирі шеною лише шля хом використання комбінованих балонів, у яких герметична металева оболонка (лейнер) поєднується з силовою (підсилюючою) оболонкою з композиційного матеріалу на основі волокон високої міцності (найчастіше скляних, базальтових тощо). При цьому лейнер для зниження ваги виготовляється з легких металів або сплавів (Аl, AlMg то що.) Відомий комбінований балон з внутрішньою герметичною оболонкою, яка підсилена розміщеними над нею шарами волокнистого композиційного матеріалу з повздовжнім та кільцевим розташуванням волокон [А. с. СРСР №1399580, Бюл. №20, 1988г.]. Волокнистий матеріал, що утворює підсилюючий шар, має розташування волокон на поверхні балона по геодезичних лініях за рахунок програмної намотки [Пат. Ru 2058507C1, Бюл. №11,1996г.] або [U200605838 від 29.05.2006 Бюл. №11 від 15.11.2006p.] (прототип). Констр ук ція балона за ра хунок використання підси люючо ї оболонки з ша ром композиційного матер іалу з геодез ичним роз та шуван ням во локон, забезпечує підвищення його стійкості під високим тиском при зниженні маси. При цьому важливу роль у мінімізації вагових параметрів балона відіграє також оптимальний вибір натягу волокон у процесі формування підсилюючої оболонки з композиційного матеріалу і відповідним його зниженням у процесі намотування, тому що навіть незначне перевищення натягу в початковій стадії намотування може призвести до втрати поча тко во ї форми лейне ра (втра та стійкості монококової конструкції), викривлення волокон у вн утрі шніх шарах і, як результат, втрати міцності конструкції на 30 і більше відсотків. З метою уникнення цих негативних факторів у тонкошарових лейнерах і, в п ер шу че р гу, лей нер а х, що ви го то вля ють ся за допомо гою з вар юва ння циліндричних та сфероїдних або ізотенсоїдних компонентів, пропонується підвищувати їх несучу здатність за рахунок використання повздовжніх (бімсів) та поперечних (шпангоутів) елементів конструкцій. Виготовлення цих елементів у вигляді Т-подібної схеми на стадії підго товки до зварювання дозволить також більш надійно контролювати геометрію лейнера та якість зварювальної стрічки. Конструкція запропонованого комбінованого (металопластикового) балона для автомобільного транспорту, разом з рекомендаціями, що запропоновані авторами у [патенті №18706, який видано відповідно до заявки U2006 05838 від 29.05.2006p.], яка значно підви щує його надійність в експлуа таці ї та якість , а та к ож зн иж ує со бі ва р ті сть ви ро бу з а р а хун ок пок ра ще нн я те хн о ло гі ї виготовлення, представлена на Фіг.1. Вона являє собою лейнер у ви гля ді металево го зва рного цилін др у 1 поєднаного за допомогою зварювання з денцями 2, 3 і підсилений оболонкою 4 з композиційного матеріалу на основі волокон високої міцності та зв'язаних по лімер ною скла до во ю. В денця х пере дбачено те хно ло гі чний штуцер 5 і горловина 6. У повздовжньому напрямку при зварюванні циліндру передбачено бімс (Фі г.2 ), а при по єднанн і ци лін дра 1 з денцями 2 , 3 - шпан го ути (Фі г.3 ). Наявність бімсу та шпангоутів значно підвищує несучу здатність лейнера та п окр а щує те хн о ло гі чні м ожли во сті п ро цесу з ва р юван ня і п а рам е три зварювальних з'єднань .