RU193613U1

RU193613U1 - TANK FOR PRE-STARTING DIESEL FUEL HEATING

Info

Publication number: RU193613U1
Application number: RU2019120737U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Никитин; Николай Иванович Перебатов; Александр Алексеевич Савочкин; Алексей Сергеевич Мутовкин; Андрей Николаевич Благодатских; Михаил Сергеевич Черепанов; Иван Сергеевич Костин; Ярослав Александрович Жоров; Артём Игоревич Прудников; Александр Евгеньевич Шпаков; Сергей Олегович Бабкин; Евгений Александрович Назин; Алексей Васильевич Лесив; Владимир Эдуардович Ювкин; Александр Евгеньевич Лебедев; Алексей Николаевич Вовк; Константин Владимирович Кононов; Евгений Владимирович Букаев
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2019-11-06

Abstract

В полезной модели решается задача повышения эффективности разогрева топлива, находящегося в цилиндрическом корпусе и поступающего непосредственно в топливный насос высокого давления, упрощения конструкции, обеспечения высокой функциональной надежности и простоты технического обслуживания. По сравнению с известным баком транспортного средства с дизельным двигателем заявленная полезная модель позволяет повысить эффективность подогрева топлива за счет увеличения площади активной поверхности нагрева и уменьшения объема нагреваемого топлива, улучшить теплопередачу и равномерность подогрева топлива, сократить расход электрической энергии за счет возможности регулирования ее подачи, исключить скопление в баке водяного конденсата и осадка из примесей, возникающих вследствие коррозии бака, снизить трудоемкость технического обслуживания и промывки бака, а также упростить конструкцию.The utility model solves the problem of increasing the efficiency of heating the fuel located in a cylindrical body and entering directly into the high pressure fuel pump, simplifying the design, ensuring high functional reliability and ease of maintenance. Compared with the well-known tank of a vehicle with a diesel engine, the claimed utility model allows to increase the efficiency of fuel heating by increasing the area of the active heating surface and reducing the volume of heated fuel, to improve heat transfer and uniformity of heating of fuel, to reduce the consumption of electric energy due to the possibility of regulating its supply, to eliminate the accumulation of water condensate and sediment in the tank from impurities arising from corrosion of the tank, to reduce the technical complexity on the maintenance and washing of the tank, as well as to simplify the structure.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к элементам системы питания дизельных двигателей транспортных средств, может быть использована для облегчения их запуска и бесперебойной работы на дизельном топливе зимой в условиях низкой температуры.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to the elements of the power system of diesel engines of vehicles, can be used to facilitate their launch and uninterrupted operation on diesel fuel in winter at low temperatures.

Известно устройство для подогрева и подачи дизельного топлива (RU №85953, 2009 г.), состоящее из баков топлива с топливозаборными трубками, размещенными в баках, нагревателя, трубопроводов подвода и отвода топлива, соединенных с баками топлива через топливозаборные трубки. Трубопроводы подвода топлива соединены с баками вязкого и основного топлива. Устройство снабжено крыльчаткой, трубопроводами подвода и отвода отработавших газов. Нагреватель выполнен в виде двух коаксиально установленных полых цилиндров, внешний из которых соединен с трубопроводами подвода и отвода отработавших газов, а внутренний - с трубопроводами подвода и отвода топлива. Во внутреннем цилиндре нагревателя на оси установлен спиральный винт, а с другой стороны оси в корпусе установлена крыльчатка. Корпус связан с трубопроводами подвода и отвода отработавших газов.A device for heating and supplying diesel fuel (RU No. 85953, 2009) is known, consisting of fuel tanks with fuel intake tubes located in the tanks, a heater, fuel supply and exhaust pipelines connected to the fuel tanks through fuel intake tubes. Fuel supply pipelines are connected to viscous and main fuel tanks. The device is equipped with an impeller, pipelines for supplying and discharging exhaust gases. The heater is made in the form of two coaxially installed hollow cylinders, the outer of which is connected to the pipelines for supplying and discharging exhaust gases, and the inner one is connected to pipelines for supplying and discharging fuel. A spiral screw is installed on the axis in the inner cylinder of the heater, and an impeller is installed on the other side of the axis in the housing. The housing is connected to the exhaust gas inlet and outlet pipes.

Известно устройство для подогрева дизельного топлива в топливном баке, содержащее бак системы топливоподачи дизельного двигателя с нагревателем (RU №180408, 2018 г.), содержащее с два нагревателя, выполненных из пяти плотно прилегающих друг к другу слоев: теплопроводящего мембранного материала, негорючего тканевого материала, защитного изолирующего пенополиэтилена, теплоотражающего фольгированного металла, наружного защитного, причем во втором слое закреплены нагревательные элементы из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра, разъемы которых соединены с источником питания, один из нагревателей закреплен к днищу бака, а другой - к боковой его поверхности по периметру в нижней части с помощью монтажных ремней.A device is known for heating diesel fuel in a fuel tank, comprising a tank of a fuel supply system of a diesel engine with a heater (RU No. 180408, 2018), comprising two heaters made of five layers closely adjacent to each other: a heat-conducting membrane material, a non-combustible fabric material , a protective insulating polyethylene foam, heat-reflecting foil metal, an external protective, and in the second layer heating elements are made of dacron threads with a resistive coating of silver, p zemy which are connected to a power source, one of the heaters is fixed to the bottom of the tank and the other - to the side surface of the perimeter in the lower part with the mounting belts.

Недостатки известных устройств связаны со сложностью их конструкции, большими затратами сменного времени на предварительный прогрев большого объема топлива. Длительный нагрев всего топлива в баке приводит к росту теплопотерь, снижает эффективность использования потребляемой электроэнергии, задерживает выход транспортного средства на линию.The disadvantages of the known devices are associated with the complexity of their design, the high cost of shift time for preheating a large amount of fuel. Prolonged heating of all fuel in the tank leads to an increase in heat loss, reduces the efficiency of use of the consumed electricity, and delays the vehicle’s output to the line.

Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято в качестве прототипа, является бак транспортного средства с дизельным двигателем (RU 184201, 2018 г.), содержащий корпус с дном, фильтр грубой очистки, электрический нагреватель, выполненный из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра, и размещенный на внешних боковых образующих цилиндрических углублений днища топливного бака высотой не менее 5 диаметров основания цилиндрических углублений, с децентрализовано расположенными нагревательными элементами электрического нагревателя, а поверх корпуса бака нанесено теплоизолирующее покрытие, причем число его слоев на верхней половине корпуса в 3-5 раз больше, чем на нижней его половине, отличающийся тем, что дополнительно на боковых поверхностях бака размещены нагревательные элементы с возможностью зонального ступенчатого подключения в зависимости от уровня топлива в баке и температуры наружного воздуха.The closest technical solution that can be taken as a prototype is a tank of a vehicle with a diesel engine (RU 184201, 2018), containing a body with a bottom, a coarse filter, an electric heater made of dacron threads with a resistive silver coating, and placed on the outer lateral generatrices of the cylindrical recesses of the bottom of the fuel tank with a height of at least 5 diameters of the base of the cylindrical recesses, with heating elements decentrally distributed heater, and a thermally insulating coating is applied over the tank body, and the number of its layers on the upper half of the body is 3-5 times more than on its lower half, characterized in that additionally heating elements with the possibility of zonal step connection are placed on the side surfaces of the tank from the fuel level in the tank and the outside temperature.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления, возможность скопления в цилиндрических углублениях днища топливного бака водяного конденсата и осадка из примесей, возникающих вследствие коррозии бака, что снизит эффективность разогрева дизельного топлива, трудность в техническом обслуживании и промывке бака, требующая его демонтажа, так как слив всего объема топлива через единственное сливное отверстие бака невозможен.The disadvantages of the known device are the complexity of the design, the high complexity of manufacturing, the possibility of accumulation in the cylindrical recesses of the bottom of the fuel tank bottom of water condensate and sediment from impurities arising from corrosion of the tank, which will reduce the efficiency of heating of diesel fuel, the difficulty in maintenance and washing of the tank, requiring its dismantling, since draining the entire volume of fuel through a single tank drain hole is not possible.

Задачей предполагаемой полезной модели является упрощение конструкции, эффективность разогрева топлива, поступающего непосредственно в топливный насос высокого давления, находящегося в цилиндрическом корпусе, обеспечение высокой функциональной надежности, простоты технического обслуживания.The objective of the proposed utility model is to simplify the design, the efficiency of heating the fuel entering directly into the high pressure fuel pump located in a cylindrical body, ensuring high functional reliability, ease of maintenance.

Сущность полезной модели заключается в том, что бак для предпускового разогрева дизельного топлива, содержащий корпус, поверх которого нанесено теплоизолирующее покрытие. Корпус выполнен в виде цилиндрической емкости из препрега с запаянной внутри токопроводящей тканью, внутри корпуса закреплены две перпендикулярные друг другу плоскости с отверстиями, проходящие через его ось симметрии, выполненные из препрега с запаянной внутри токопроводящей тканью, дополнительно введены датчик температуры дизельного топлива, контроллер управления, подводящий и отводящий штуцера, причем выход датчика температуры дизельного топлива и питающий вход бака соединены с контроллером управления, а подводящий и отводящий штуцера соединены с основаниями корпуса.The essence of the utility model lies in the fact that the tank for preheating diesel fuel containing a housing, on top of which a heat-insulating coating is applied. The housing is made in the form of a cylindrical container made of prepreg with a conductive fabric sealed inside, two planes perpendicular to each other with holes passing through its axis of symmetry, made of a prepreg with a conductive fabric sealed inside, are fixed inside the housing, a diesel fuel temperature sensor, a control controller are additionally introduced, inlet and outlet nozzles, the output of the diesel temperature sensor and the tank inlet connected to the control controller, and the inlet and outlet w Tucers connected to the base of the housing.

На фиг. 1 изображено устройство бака для предпускового разогрева дизельного топлива.In FIG. 1 shows a tank device for preheating diesel fuel.

Бак для предпускового разогрева дизельного топлива состоит из прочного цилиндрического корпуса 1 с толщиной стенки около 7 мм, выполненного из препрега с запаянной внутри токопроводящей тканью, внутри которого жестко закреплены две перпендикулярные друг другу плоскости 2 с отверстиями, проходящие через его ось симметрии, также выполненные из препрега толщиной стенки около 3 мм с запаянной внутри токопроводящей тканью, подводящим 3 и отводящим 4 штуцерами, впаянными в основания цилиндрического корпуса для монтажа/демонтажа бака, в верхнем основании корпуса через герметичное резьбовое соединение закреплен датчик температуры 5 дизельного топлива, чувствительный элемент которого находится внутри корпуса, контроллера управления 6. Плоскости 2 выполнены с круглыми отверстиями диаметром 5 мм и делят внутренний объем цилиндрического корпуса 1 на четыре равные части для более эффективного и быстрого разогрева топлива. Бак для предпускового разогрева дизельного топлива располагается в развале блока цилиндров двигателя в топливной системе параллельно основному топливопроводу от фильтра тонкой очистки. Источником питания служит штатная аккумуляторная батарея транспортного средства. Контроллер управления 6 представляет собой ПИД-регулятор. Теплоизолирующее покрытие выполнено из водоотталкивающего утеплительного материала - изолита толщиной 5 мм.The tank for preheating diesel fuel consists of a strong cylindrical body 1 with a wall thickness of about 7 mm, made of a prepreg with a conductive fabric sealed inside, inside of which are two planes 2 perpendicular to each other with holes, passing through its axis of symmetry, also made of a prepreg with a wall thickness of about 3 mm with a conductive fabric sealed inside, supplying 3 and removing 4 fittings soldered into the bases of the cylindrical body for mounting / dismounting the tank, in the upper the temperature sensor 5 of diesel fuel is fixed to the base of the case through a tight threaded connection, the sensitive element of which is located inside the case, control controller 6. Planes 2 are made with round holes with a diameter of 5 mm and divide the internal volume of the cylindrical case 1 into four equal parts for more efficient and faster heating fuel. The tank for preheating diesel fuel is located in the collapse of the engine block in the fuel system parallel to the main fuel line from the fine filter. The power source is a regular vehicle battery. The control controller 6 is a PID controller. The heat-insulating coating is made of water-repellent insulation material - an isolate 5 mm thick.

Бак для предпускового разогрева дизельного топлива работает следующим образом.Tank for preheating diesel fuel operates as follows.

В зимний период эксплуатации транспортных средств при температуре воздуха ниже минус 5…10°С водитель перед запуском двигателя производит нагрев дизельного топлива в баке для предпускового разогрева дизельного топлива. При включении бака для предпускового разогрева дизельного топлива от штатной аккумуляторной батареи происходит нагрев цилиндрического корпуса 1 и двух внутренних плоскостей 2 до температуры порядка 80…90°С. При этом топливо, находящееся в цилиндрическом корпусе 1 и разбитое плоскостями 2 на четыре равных части, быстро нагревается до температуры 5°С. Температура топлива в цилиндрическом корпусе 1 регулируется с помощью контроллера управления 6 в виде ПИД-регулятора, на который показания температуры поступают с датчика температуры 5 дизельного топлива. Выпавшие из холодного топлива частицы парафина полностью растворяются, и топливная система готова к работе. Нагретое внутри цилиндрического корпуса 1 топливо поступает в топливный насос высокого давления двигателя.In the winter period of operation of vehicles at an air temperature below minus 5 ... 10 ° С, the driver, before starting the engine, heats up diesel fuel in the tank for preheating diesel fuel. When you turn on the tank for preheating diesel fuel from a standard battery, the cylindrical body 1 and two inner planes 2 are heated to a temperature of about 80 ... 90 ° C. In this case, the fuel located in the cylindrical housing 1 and broken by planes 2 into four equal parts, quickly heats up to a temperature of 5 ° C. The temperature of the fuel in the cylindrical housing 1 is controlled using the control controller 6 in the form of a PID controller, to which temperature readings come from a temperature sensor 5 of diesel fuel. Particles of paraffin deposited from cold fuel completely dissolve, and the fuel system is ready for operation. The fuel heated inside the cylindrical housing 1 enters the high pressure fuel pump of the engine.

Так обеспечивается гарантированный подогрев топлива в баке для предпускового разогрева дизельного топлива при пуске двигателя.This ensures guaranteed heating of the fuel in the tank for preheating of diesel fuel when starting the engine.

Для снижения трудоемкости технического обслуживания и промывки бака предусмотрены подводящий 3 и отводящий 4 штуцера, посредством откручивания которых бак легко демонтируется и промывается.To reduce the complexity of maintenance and flushing the tank, a supply 3 and a discharge 4 fittings are provided, by unscrewing which the tank is easily dismantled and washed.

Дизельное топливо в баке находится под избыточным давлением. Минимально необходимый объем подогретого топлива, который требуется для гарантированного запуска двигателя, рассчитывается исходя из объема топлива, которое необходимо для совершения трех попыток пуска двигателя с продолжительностью работы стартера в каждой попытке пуска равной 20 секундам. При этом исходными данными для расчета объема цилиндрического корпуса является: минимальная пусковая частота двигателя; диаметр плунжерной пары; ход плунжерной пары; объем цикловой подачи топлива.The diesel in the tank is under overpressure. The minimum required volume of heated fuel, which is required for a guaranteed engine start, is calculated based on the amount of fuel that is necessary to make three attempts to start the engine with a starter duration of 20 seconds in each start attempt. In this case, the initial data for calculating the volume of the cylindrical body is: minimum starting frequency of the engine; the diameter of the plunger pair; plunger pair stroke; volume of cyclic fuel supply.

По сравнению с прототипом заявленный бак для предпускового разогрева дизельного топлива позволяет повысить эффективность подогрева топлива за счет увеличения площади активной поверхности нагрева и уменьшения объема нагреваемого топлива, улучшить теплопередачу и равномерность подогрева топлива, сократить расход электрической энергии за счет возможности регулирования ее подачи, т.к. частицы парафина растворяются, и двигатель быстрее пускается, исключить скопление в баке водяного конденсата и осадка из примесей, возникающих вследствие коррозии бака, что повышает функциональную надежность, снизить трудоемкость технического обслуживания и промывки бака, а также упростить конструкцию.Compared with the prototype, the claimed tank for preheating diesel fuel allows to increase the efficiency of fuel heating by increasing the area of the active heating surface and reducing the volume of heated fuel, to improve heat transfer and uniformity of heating of fuel, to reduce the consumption of electric energy due to the possibility of regulating its supply, because . paraffin particles dissolve, and the engine starts faster, to prevent the accumulation of water condensate and sediment in the tank from impurities arising from corrosion of the tank, which increases functional reliability, reduce the complexity of maintenance and flushing of the tank, and simplify the design.

Claims

A tank for preheating diesel fuel containing a casing over which a heat-insulating coating is applied, characterized in that the casing is made in the form of a cylindrical container made of prepreg with conductive fabric sealed inside, two planes perpendicular to each other with holes passing through its axis of symmetry are fixed inside the casing made of a prepreg with a conductive fabric sealed inside, an additional diesel fuel temperature sensor, a control controller, inlet and outlet are introduced nipple, and the output of the temperature sensor of diesel fuel and the feed input of the tank are connected to the control controller, and the inlet and outlet nipples are connected to the bases of the housing.