Тупикова паливна система двигуна транспортного засобу з ділянкою для вимірювання витрати палива

Тупикова паливна система двигуна транспортного засобу з ділянкою для вимірювання витрати палива, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, фільтр грубого очищення палива, паливопідкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, реєструючий пристрій, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається у вприскувальні форсунки, і магістраль повернення невикористаного C2 1 3 83544 гляді аналогового перетворювача і електроннообчислювальної машини, фільтр тонкого очищення палива, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль, повернення невикористаного палива в паливний бак [див. патент Росії №2097707 з класу G01F9/00, 25/00 опублікований 27.11.1997 року]. Не дивлячись на те, що демпфуюча решітка зменшує імпульси і шпаруватості від паливнопідкачувального насосу, все ж таки висока точність вимірювання забезпечується тільки при стендових випробуваннях двигуна, тобто в умовах повної відсутності його коливань, що виключено при експлуатації двигуна в транспортному засобі. Крім того, наявність аналогового перетворювача і електронно-обчислювальної машини занадто збільшує вартість паливної системи транспортного засобу з таким пристроєм для вимірювання витрати палива. Найбільш близької за своєю суттю і е фекту, що досягається, та приймається за прототип, є паливна система транспортного засобу, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, паливнопідкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, датчик тиску палива, який виконаний у вигляді манометра, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива в нагнітальну ділянку магістралі перед паливним насосом високого тиску. Для визначення витрати палива спочатку забезпечують роботу двигуна на мінімальних стійких оборотах холостого ходу і датчиком вимірюють тиск палива на цих оборотах. Потім забезпечують роботу двигуна на максимальних стійких оборотах холостого ходу і датчиком вимірюють тиск палива на цих оборотах. По різниці двох зміряного датчиком тиску палива, використовуючи наперед встановлену залежність, визначають максимальну годинну витрату палива, що має місце при номінальних оборотах двигуна [див. патент Росії №2222785 з класу G01F9/00 опублікований 27.01.2004 року]. Основним недоліком цієї паливної системи є те, що у якості пристрою для реєстрації витрати палива використовують датчик тиску. Саме ця обставина вимушує проводити додаткові обчислення і порівняння з наперед встановленою залежністю, а загальна витрата палива також необхідно обчислювати, заздалегідь зафіксувавши загальний час роботи двигуна. Другим істотним недоліком цієї паливної системи є те, що в ній відсутній компенсатор гідравлічного удару, встановленого на ділянці між реєструючим пристроєм і паливним насосом високого тиску. Загальновідомо, що при роботі паливного насоса високого тиску, в нагнітальній магістралі виникає пульсуючий гідравлічний удар, при якому тиск палива на цій ділянці збільшується до двох разів. Саме гідравлічний удар спотворює свідчення реєструючого пристрою (будь-якого типа) і при 4 зводить до швидкого зниження його ресурсу роботи. У основу винаходу поставлене завдання підвищення точності обліку витрати палива і збільшення терміну служби реєструючого пристрою з одночасним спрощенням конструкції з відповідним зниженням вартості паливної системи, шляхом виключення динамічного коливання тиску палива в нагнітальному трубопроводі і шляхом безпосередньої реєстрації витрати палива без проміжних перетворень будь-яких показників у форму, зручну для контролю. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в паливній системі транспортного засобу, яка включає паливний бак, від якого відходить паливна магістраль низького тиску, в яку послідовно включені запірний вентиль, фільтр грубого очищення палива, паливнопідкачувальний насос низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива, реєструючий пристрій, паливний насос високого тиску, від якого паливо по розгалуженій магістралі подається в уприскуючи форсунки, і магістраль повернення невикористаного палива, згідно пропозиції, у якості реєструючого пристрою використовується звичайний лічильник витрати палива, після якого в нагнітальну магістраль паливної системи включений компенсатор гідравлічного удар у, які загалом утворюють ділянку для вимірювання витрати палива, а магістраль повернення невикористаного палива сполучена безпосередньо з паливним насосом високого тиску, а також фільтр тонкого очищення палива наділений зворотним клапаном підвищеного тиску зливання палива у паливний бак через зворотну магістраль та дросельним клапаном зниженого тиску, встановленим у нагнітальну магістраль попереду лічильника палива, крім того компенсатор гідравлічного удару виконаний у вигляді багатопрохідної компенсаційної камери з коаксіальними порожнинами, заповненими пружними елементами з маслобензостійкого матеріалу, наприклад, гумовими. Використання у якості реєструючого пристрою лічильника палива, наприклад, механічного марки BRAUN HZ-5, дозволяє вести безпосередній облік витрати палива без використання додаткових пристроїв для перетворення сигналу або заздалегідь розробленим номограм, зокрема, і в процесі експлуатації транспортного засобу. Запропонований компенсатор гідравлічного удару конструктивно досить простий і виглядає у вигляді коаксіальних порожнин, утворених коаксіальними патрубками, і заповненими пружними елементами, наприклад, кульками з маслобензостійкої гуми. Компенсатор гідравлічного удару дозволяє стабілізувати свідчення реєструю чого пристрою і підвищити точність сумарної масової витрати палива лічильником і збільшити ресурс його роботи за рахунок зниження локального навантаження на механічну частину реєстр уючого пристрою. Компенсатор гідравлічного удару встановлений на найнебезпечнішому, з погляду виникнення хвилі підвищеного тиску палива, ділянці магістралі, що е найбільш ефективним місцем його використання. Розміщення лічильника палива на нагні 5 83544 тальному тракті магістралі підвищує ступінь захищеності паливної системи від несанкціонованого доступ у до паливної системи. З'єднання магістралі повернення невикористаного палива безпосередньо з паливним насосом високого тиску виключає попадання повітря в лічильник палива, що підвищує точність обліку витрати палива. Оснащення фільтра тонкого очищення палива двома клапанами дозволяє підвищити надійність роботи паливної системи, а також виключити можливість її руйнування у випадках різкого підвищення тиску палива. Подальша сутність винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображена структурна схема запропонованої паливної системи. Стрілками на схемі зображено напрямок руху палива у системі. Фігурною скобкою зазначена ділянка вимірювання витрати палива. Паливна система транспортного засобу містить паливний бак 1, від якого відходить паливна магістраль 2 низького тиску. У цю паливну магістраль 2 послідовно включені запірний вентиль 3, фільтр грубого очищення палива 4, паливнопідкачувальний насос 5 низького тиску (помпа), фільтр тонкого очищення палива 6. Фільтр тонкого очищення палива 6 наділений зворотним клапаном підвищеного тиску 7 зливання палива у паливний бак 1 через зворотну магістраль 8 та дросельним клапаном зниженого тиску 9, встановленим у нагнітальну магістраль 10. За дросельним клапаном зниженого тиску 9 послідовно встановлені в нагнітальній магістралі 10 реєструючий пристрій 11, компенсатор гідравлічного удару 12, паливний насос високого тиску 13, від якого паливо по розгалуженій магістралі 14 високого тиску подається в уприскуючи форсунки 15. Форсунки 15 пов'язані з магістраллю повернення 16 невикористаного палива безпосередньо в паливний насос високого тиску. Оскільки невитрачене паливо знову повертається у паливний насос високого тиску 13, а не в паливний бак 1 або у мірну цеберку, як це робиться у відомих паливних системах, запропоновану паливну систему слід вважати тупиковою. У якості реєструючого пристрою 11 використовується звичайний лічильник витрати палива, наприклад, лічильник палива типу BRAUN HZ-5, який дозволяє вести безпосередній облік витрати палива без використання додаткових пристроїв для перетворення сигналу. Компенсатор гідравлічного удару 12 виконаний у вигляді багатопрохідної компенсаційної камери 17 з коаксіальними порожнинами, заповненими пружними елементами 18 з маслобензостойкого матеріалу. Зворотний клапан підвищеного тиску 7 відчиняється у випадку, коли тиск палива у фільтрі тонкого очищення палива 6 перевищую 1,5 Мпа, що може статися при засміченні паливної системи або вказаного фільтра. У таких випадках зворотній клапан 7 відчиняється і відбувається зливання палива у паливний бак 1 через зворотну магістраль 8. Дросельний клапан зниженого тиску 9 відчиняється у випадку, коли тиск палива у нагніта 6 льній магістралі 10 перевищую 0,5Мпа, що може статися при засміченні паливної системи на ділянки вимірювання витрати палива або надзвичайно великого гідравлічного удару. У таких випадках дросельний клапан 9 відчиняється і відбувається потрапляння палива у фільтр тонкого очищення палива 6. Зворотний 7 та дросельний 9 клапани є засобами запобігання виходу зі строю паливної системи. Запропонована паливна система транспортного засобу працює таким чином. При запуску двигуна, паливо з паливного бака 1, по паливній магістралі 2 через нормально відкритий запірний вентиль 3 фільтр грубого очищення палива 4 і паливно-підкачувальний насос 5 низького тиску потрапляє у фільтр тонкого очищення палива б і, далі, через дросельний клапан 9, реєструючий пристрій 11 і компенсатор гідравлічного удару 12, у паливний насос високого тиску 13. При роботі паливного насосу високого тиску 13, із-за поперемінного відкриття-закриття його клапанів, постійно виникає гідравлічний удар в нагнітальній магістралі 10, який не тільки спотворює свідчення реєструючого пристрою 11, але й приводить до його передчасного виходу з ладу. Це негативне явище попереджає компенсатор гідравлічного удару 12, який гасить хвилю підвищеного тиску палива в компенсаційній камері 17 своїми пружними елементами 18, що виключає дію вказаної хвилі на реєструючий пристрій 11. Паливо по розгалуженій магістралі 14 високого тиску подається в уприскуючи форсунки 15. Невикористане паливо, насичене повітрям, з форсунок 15 потрапляє в магістраль повернення 16, яка пов'язана з паливним насосом високого тиску 13. Саме такий зв'язок магістралі повернення 16 з форсунками 15 і з паливним насосом високого тиску 13 надає можливості невикористаному паливу звільнитися від повітря і, саме так, стабілізувати роботу двигуна. Ви трата палива при роботі двигуна спостерігається візуально за свідченнями реєструючого пристрою 11. Істотна відмінність об'єкту винаходу, що заявляється, від раніш відомих полягає в тому, що в паливній системі, а точніше в нагнітальній магістралі послідовно встановлені реєструючий пристрій у вигляді лічильника витрати палива і компенсатор гідравлічного удару, які загалом утворюють ділянку вимірювання витрати палива, а також магістраль повернення невикористаного палива примикає до паливного насоса високого тиску, а фільтр тонкого очищення палива наділений двома клапанами різного тиску. Вказані відмінності, в сукупності, дозволяють стабілізувати роботу двигуна транспортного засобу, вести візуальний облік витрати палива без будь-яких попередніх перетворень свідчень, а також гасити коливання тиску палива в системі і, саме так, підвищити надійність і ресурс роботи всіх вузлів паливної системи. Жодна з відомих паливних систем не може володіти відміченими властивостями, оскільки не містять в своїх конструкціях сукупність перерахованих пристроїв і використовують інші схеми замикання паливної системи. 7 83544 До технічних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - підвищення точності обліку витрати палива за рахунок виключення дії на реєструючий пристрій гідравлічного удару; - збільшення терміну служби реєструючого пристрою з тієї ж причини; - спрощення контролю витрати палива за рахунок використання у якості реєструючого пристрою звичайного лічильника витрати палива; - спрощення конструкції реєструючого пристрою з тієї ж причини; - забезпечення стабільності роботи двигуна, за рахунок того, що невикористане паливо повертається в паливний насос високого тиску; Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 - виключення можливості руйнування паливної системи через занадто великий тиск палива у неї за рахунок наявності зворотного та дросельного клапанів. До соціальних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести простоту контролю витрати палива і попередження несанкціонованого доступу (вилученню) палива з паливної системи транспортного засобу. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, в порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок збільшення ресурсу роботи вузлів паливної системи і зниження вартості реєструючого пристрою. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601