Топливный бак

Авторы патента:

B60K15 - Устройства и приспособления двигателей внутреннего сгорания, связанные с подачей топлива; расположение, монтаж или конструктивные особенности топливных баков (форма и конструкция баков как таковые B65D, F17C; системы подачи горючей смеси или ее составляющих для двигателя внутреннего сгорания F02M)

РЕФЕРАТ

Полезная модель относится к топливному баку, в частности для автомобиля, содержащему заливной патрубок для заливки топлива. Существенным для полезной модели является при этом то, что бак содержит рециркуляционное устройство с трубчатым элементом, который расположен по существу коаксиально и, по меньшей мере, на незначительном осевом расстоянии от заливного патрубка, так что заливаемое через заливной патрубок в бак топливо может втекать в впускное отверстие трубчатого элемента в виде свободной струи, причем впускное отверстие лежит выше уровня топлива, а трубчатый элемент (6) выполнен таким образом, что при заливке топлива он создает эффект всасывания его паров.

(Фиг.1)

2420-158424RU/018

ТОПЛИВНЫЙ БАК

Полезная модель относится к топливному баку, в частности для автомобиля, содержащему заливной патрубок для заливки топлива, в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы. Кроме того, полезная модель относится к автомобилю, оборудованному таким топливным баком.

Из DE 10120542 В4 известен топливный бак для автомобиля, содержащий средства для впуска и выпуска воздуха из него. Эти средства включают в себя, по меньшей мере, одну наливную трубу и, по меньшей мере, одну рециркуляционную линию, которая сообщена с наливной трубой таким образом, что насыщенные углеводородом пары или газы из объема бака при заливке топлива могут циркулировать через наливную трубу. Рециркуляционная линия внутри охватываемого баком объема приблизительно в зоне выпускного конца наливной трубы присоединена к ней, причем рециркуляционная линия на своем обращенном от наливной трубы конце присоединена к расположенной перед фильтром паров топлива вентиляционной линии.

Из ЕР 1260398 А2 известна вентиляционная система автомобильного топливного бака, у которой в заливном патрубке бака вентиляционная линия оканчивается по существу параллельно и равнонаправленно с направлением течения топлива. За счет этого импульс протекающего в вентиляционной линии газового объемного потока может быть использован для того, чтобы компенсировать возможное возрастание давления в заливном патрубке или в так называемой фиксирующей чашке.

Из DE 69823311 Т2 известна другая вентиляционная линия для топливного бака, которая соединяет его верхнюю часть в высоколежащей точке вблизи верхнего конца наливной трубы через участок в виде сифона и имеет камеру для разделения жидкости/газа, снабженную на своем основании выпускным устройством для предусмотренной в вентиляционной линии жидкой фазы. Выпускное устройство взаимодействует при этом с устройством для создания так называемого эффекта Вентури, который при наполнении топливного бака способствует вытеснению имеющейся в вентиляционной линии жидкой фазы.

Другие топливные баки и заливные патрубки известны, например, из DE 10125821 A1, DE 3540740 A1, US 4768566, US 5456238 и US 5669361.

В основе полезной модели лежит задача создания усовершенствованного топливного бака, который, по меньшей мере, уменьшал бы, в частности, нежелательный выброс углеводородов при заправке автомобиля топливом.

Эта задача решается, согласно полезной модели, посредством объектов независимых пунктов формулы. Предпочтительные варианты осуществления являются объектами зависимых пунктов.

Полезная модель основана на общей идее расположения в топливном баке трубчатого элемента коаксиально заливному патрубку топливного бака и на осевом расстоянии от него таким образом, что залитое через заливной патрубок в бак топливо втекает во впускное отверстие трубчатого элемента свободной струей, причем впускное отверстие лежит выше уровня топлива, а трубчатый элемент выполнен таким образом, что при заливке топлива он создает эффект всасывания паров топлива. С помощью предложенного трубчатого элемента можно, следовательно, при заливке топлива в бак всасывать в трубчатый элемент возникающую выше уровня топлива смесь паров топлива и воздуха и связать ее углеводородные доли с топливом, так что при заливке топлива можно одновременно уменьшить углеводородную долю возникающей выше уровня топлива смеси паров топлива и воздуха. Поскольку при наполнении бака уровень топлива медленно поднимается и за счет этого находящаяся выше него смесь паров топлива и воздуха вытесняется через вентиляционную линию, можно с помощью предложенного трубчатого элемента, который может быть составной частью рециркуляционного устройства, уменьшить выдуваемые через вентиляционную линию углеводороды, так что обычно расположенное в вентиляционной линии фильтрующее устройство, например, в виде фильтра из активированного угля, можно выполнить меньше и компактнее. С помощью предложенного рециркуляционного устройства можно, кроме того, уменьшить выброс углеводородов при заправке топливом, т.е. при наполнении бака, что имеет большое преимущество, в частности в отношении все более строгих требований к токсичным выбросам, например, в США. Кроме того, такое рециркуляционное устройство, состоящее по существу из описанного выше трубчатого элемента, крайне экономично в изготовлении и закрепляется в баке с небольшими монтажными затратами.

В одном предпочтительном варианте трубчатый элемент имеет действующее в качестве сопла Вентури сужение. При этом за счет сужения трубчатого элемента скорость протекающей по трубчатому элементу текучей среды, здесь топлива, обратно пропорциональна изменяющемуся сечению трубчатого элемента. Это значит, что скорость топлива наибольшая там, где сечение трубчатого элемента наиболее узкое. По закону непрерывности для несжимаемых текучих сред, из любого участка трубчатого элемента вытекает такое же количество текучей среды, т.е. такое же количество топлива, что и втекает в него. Следовательно, жидкость, т.е. топливо, должно проходить с тем же расходом через узкое место, что и через остальную часть трубчатого элемента, так что скорость топлива в зоне сужения поперечного сечения вынужденным образом повышается. Благодаря этому вынужденному повышению скорости течения в суженном участке трубчатого элемента здесь возникает всасывающий эффект, который за счет соответствующего выполнения трубчатого элемента может быть использован для того, чтобы помимо топлива всасывалась и смесь паров топлива и воздуха выше уровня топлива, а ее углеводородные доли связывались в топливе. При наполнении бака можно, тем самым, достичь в то же время уменьшения углеводородной доли в смеси паров топлива и воздуха. Выполненный таким образом трубчатый элемент может экономично изготавливаться и в почти произвольной форме и не требует для активирования никаких дополнительных компонентов, а всегда готов к работе и начинает всасывать смесь паров топлива и воздуха, как только топливо через заливной патрубок будет вливаться в трубчатый элемент.

Целесообразно впускное отверстие трубчатого элемента выполнено расширяющимся, т.е., в частности, в форме воронки. Воронкообразное расширение впускного отверстия обеспечивает центральную заливку топлива в трубчатый элемент, причем смесь паров топлива и воздуха всасывается в краевых зонах впускного отверстия и движется с топливом по трубчатому элементу. При транспортировке по нему, по меньшей мере, большая часть углеводородных частиц смеси паров топлива и воздуха связывается в топливе, в результате чего из выпускного отверстия трубчатого элемента вытекает, с одной стороны, топливо, а, с другой стороны, выходит смесь паров топлива и воздуха с заметно уменьшенной углеводородной долей. Поскольку при заливке бака происходит непрерывное рециркуляционное движение, которое постоянно уменьшает углеводородную долю смеси паров топлива и воздуха, вытесненная поднимающимся уровнем топлива смесь паров топлива и воздуха непрерывно обедняется углеводородами, так что через вентиляционную линию все больше улетучивается смесь паров топлива и воздуха с постоянно уменьшающейся углеводородной долей. Это связано с уменьшенным вентиляционным объемным потоком смеси паров топлива и воздуха. За счет этого, с одной стороны, можно рассчитать расположенное в вентиляционной линии фильтрующее устройство соответственно тоньше, т.е. выполнить, в частности, меньше, а, с другой стороны, заметно улучшить углеводородный баланс, в частности при заправке автомобиля, что, в частности, на фоне строгих требований к токсичным выбросам в США имеет решающее значение.

Другие важные признаки и преимущества полезной модели приведены в зависимых пунктах формулы, на чертежах и в соответствующем описании фигур.

Понятно, что описанные выше и поясняемые ниже признаки могут использоваться не только в соответственно указанной комбинации, но и в других комбинациях или по отдельности, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Предпочтительные примеры осуществления полезной модели изображены на чертежах и более подробно поясняются в нижеследующем описании, причем одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или аналогичным или функционально одинаковым деталям.

На чертежах схематично изображают:

- фиг.1: разрез предложенного топливного бака;

- фиг.2: возможный вариант выполнения предложенного топливного бака.

На фиг.1 топливный бак 1 содержит заливной патрубок 2 для заливки топлива 3 в него и вентиляционную линию 4. Последняя служит для отвода наружу смеси паров топлива и воздуха, вытесненной при заливке топлива 3 в бак 1. Чтобы растворенные в смеси паров топлива и воздуха углеводороды не попали в окружающую среду, в вентиляционной линии 4 обычно расположено фильтрующее устройство (не показано), например, фильтр из активированного угля, который за счет своей большой внутренней поверхности способен связывать испаряющиеся углеводородные доли (компоненты). При нормальной работе оборудованного заявленным баком 1 автомобиля топливо 3 обычно непрерывно отбирается из бака 1, в результате чего по вентиляционной линии 4 извне всасывается свежий воздух, за счет чего расположенное в ней фильтрующее устройство одновременно подвергается обратной очистке.

Согласно полезной модели, внутри бака 1 расположено рециркуляционное устройство 5 с трубчатым элементом 6, который расположен по существу коаксиально и, по меньшей мере, на незначительном осевом расстоянии от заливного патрубка 2. Трубчатый элемент 6 позиционирован по отношению к заливному патрубку 2 таким образом, что заливаемое через заливной патрубок 2 в бак 1 топливо 3 втекает в впускное отверстие 7 трубчатого элемента 6 в виде свободной струи. Впускное отверстие 7 лежит выше уровня 8 топлива, причем трубчатый элемент 6 выполнен таким образом, что он при наполнении бака 1 создает эффект всасывания паров 9 топлива. За счет этого эффекта всасывания паров 9 топлива при его заливке в бак 1 пары 9 непрерывно всасываются во впускное отверстие 7 трубчатого элемента 6, причем при протекании через него растворенные в парах 9 топлива углеводородные доли могут быть снова связаны в топливе 3. Таким образом, во время наполнения бака 1 одновременно происходит очистка смеси 9 паров топлива и воздуха, т.е. уменьшение ее углеводородной доли.

Чтобы реализовать всасывающий эффект при заливке топлива 3 в бак 1, трубчатый элемент 6 имеет, например, действующее в качестве сопла Вентури сужение 10. При этом трубчатый элемент 6 использует эффект Вентури, заключающийся в том, что скорость протекающего через трубчатый элемент 6 топлива 3 обратно пропорциональна его изменяющемуся поперечному сечению. Это значит, что скорость топлива 3, т.е. текучей среды, наибольшая там, где сечение трубчатого элемента 6 наименьшее, т.е. здесь в зоне сужения 10.

Трубчатый элемент 6 может быть выполнен из пластика или металла, причем, в частности, выполнение из пластика обеспечивает возможность крайне экономичного изготовления и почти произвольного выбора формы. Как хорошо видно далее на фиг.1, трубчатый элемент 6 имеет в своем впускном 7 и выпускном 11 отверстии расширение, выполненное в данном примере в форме воронки. При этом впускное отверстие 7 расположено логичным образом выше выпускного отверстия 11 и позиционировано, в частности, так, что даже при полностью залитом баке 1 уровень 8 топлива не достигает уровня впускного отверстия 7.

На фиг.1 трубчатый элемент 6 выполнен, например, прямым, тогда как на фиг.2 трубчатый элемент 6 рециркуляционного устройства 5 в баке 1 слегка изогнут. Независимо от того, выполнен ли трубчатый элемент 6 изогнутым или по существу прямолинейным, он создает эффект всасывания паров 9 топлива, который приводит к уменьшению углеводородной доли в смеси 9 паров топлива и воздуха выше уровня 8 топлива.

Таким образом, за счет заявленного рециркуляционного устройства 5 можно уменьшить выброс углеводородов через вентиляционную линию 4 при заправке, т.е. при заливке топлива 3 в бак 1, благодаря чему, с одной стороны, улучшается баланс выбросов углеводородов автомобиля, а, с другой стороны, расположенный обычно в вентиляционной линии 4 фильтрующий элемент, например, фильтр из активированного угля, может быть выполнен меньше и, тем самым, дешевле.

Разумеется, изображенные на фиг.1 и 2 баки 1 следует рассматривать только как пример, так что полезная модель может включать в себя и другие варианты баков 1, если они содержат предложенное рециркуляционное устройство 5 в виде трубчатого элемента 6. Также для полезной модели не требуется, чтобы заливной патрубок 2, как показано на фиг.1, имел прямолинейную форму, а, напротив, возможно также, чтобы заливной патрубок 2, как показано на фиг.2, имел изгибы. При этом исключительно важно, чтобы трубчатый элемент 6 своим впускным отверстием 7 был расположен по существу коаксиально и на расстоянии от заливного патрубка 2 и чтобы заливаемое через заливной патрубок 2 топливо 3 втекало во впускное отверстие 7 трубчатого элемента 6 в виде свободной струи.

1. Топливный бак (1), в частности для автомобиля, с заливным патрубком (2) для заливки топлива (3), отличающийся тем, что он содержит рециркуляционное устройство (5) с трубчатым элементом (6), который расположен по существу коаксиально и, по меньшей мере, на незначительном осевом расстоянии от заливного патрубка (2), так что заливаемое через заливной патрубок (2) в бак (1) топливо (3) может втекать во впускное отверстие (7) трубчатого элемента (6) в виде свободной струи, причем впускное отверстие (7) лежит выше уровня (8) топлива, а трубчатый элемент (6) выполнен с возможностью создания эффекта всасывания паров (9) топлива (3) при его заливке.

2. Бак по п.1, отличающийся тем, что трубчатый элемент (6) имеет действующее в качестве сопла Вентури сужение (10).

3. Бак по п.1, отличающийся тем, что впускное отверстие (7) трубчатого элемента (6) выполнено расширенным, в частности в форме воронки.

4. Бак по п.1, отличающийся тем, что трубчатый элемент (6) выполнен из пластика или металла.

5. Бак по п.1, отличающийся тем, что он содержит вентиляционную линию (4), в которой расположено фильтрующее устройство, в частности фильтр из активированного угля.

6. Бак по одному из пп.1 или 3, отличающийся тем, что выпускное отверстие (11) трубчатого элемента (6) выполнено расширенным, в частности в форме воронки.

7. Бак по п.6, отличающийся тем, что впускное отверстие (7) трубчатого элемента (6) лежит выше его выпускного отверстия (11).

8. Бак по п.1, отличающийся тем, что трубчатый элемент (6) выполнен по существу прямым или слегка изогнутым.

9. Автомобиль с топливным баком (1) по п.1.