Система контроля и сигнализации для водителей боевых машин

 

Использование: в области общей и военной техники, преимущественно бронетанковой, а конкретно в системах контроля технического состояния машин. Сущность изобретения: в известную систему контроля и сигнализации для водителей боевых машин введены электрические контрольные приборы, регулируемые компараторы, логические устройства И и ИЛИ, светодиоды и прибор наблюдения механика-водителя. 2 ил.

Изобретение относится к области общей и военной техники, преимущественно бронетанковой, и может быть использовано для контроля и оценки технического состояния машин при их использовании.

Обобщение опыта учений войск с совершением маршей на большое расстояние показывает, что значительная доля отказов и повреждений танков и их конструктивных систем обусловливается отсутствием должного контроля за их состоянием в процессе движения.

Контроль параметров технического состояния систем, обеспечивающих функцию движения танка, обычно осуществляется с места механика-водителя при помощи контрольно-измерительных приборов и сигнальных устройств, расположенных в отделении управления. Для "снятия" со щита механика-водителя информации только о состоянии систем охлаждения и смазки двигателя, наиболее чувствительных к изменению нагрузочного режима работы двигателя, требуется примерно 2 с. Если, например, танк движется со скоростью 50 км/ч, то путь бесконтрольного его движения при этом может составить 28-30 м. Этот путь соизмерим с величиной требуемой дистанции между танками в колонне. Поэтому возникает, с большой вероятностью, опасность столкновений танков в колонне, съездов их в кюветы, ударов о придорожные сооружения и т.п.

Зная о последствиях временной утраты управления танком при движении на большой скорости, многие недостаточно опытные механики-водители не отвлекаются на "съем" информации о состоянии двигателя и трансмиссии танка. В результате этого примерно 70% всех аварий двигателя и бортовых коробок передач возникает из-за отсутствия необходимого контроля за их состоянием в процессе движения танков.

Поэтому конструктивное обеспечение автоматизации контроля и оценки технического состояния конструктивных систем танков в движении, направленное на повышение их безаварийности и долговечности, является важной и актуальной военно-технической задачей.

Известны системы контрольно-измерительных приборов танков (см. Белоновский А. С. и др. Электрооборудование бронетанковой техники. -М. Воениздат, 1976. C. 158-171, 186), содержащие электрические термометры масла и воды (типа ТУЭ-48), тахометры (типа ТЭ-З), масляные манометры ( типа ТЭМ-15, ЭДМУ-6-Н).

Известна также система контрольно-измерительных приборов и сигнальных устройств танка Т-72 (см. Танк Т-72А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. Часть вторая. -М. Воениздат, 1989. С. 341-355), содержащая электрические термометры масла и воды, манометр системы смазки двигателя, манометр системы гидроуправления и смазки трансмиссии, тахометр и сигнальную лампу предельной температуры воды, снабженные датчиками и указателями. Эта система взята за прототип для создания системы контроля и сигнализации для водителей боевых машин.

Задачей данного изобретения является повышение безаварийности и долговечности двигателя и трансмиссии танка при длительном их использовании под нагрузкой.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в процессе движения танка на больших скоростях в поле зрения механика-водителя подается прерывистый световой сигнал, например, красного цвета, сигнализирующий о достижении предельно допустимых значений показателей теплового и нагрузочного режимов работы двигателя и трансмиссии танка. По этому сигналу механик-водитель снижает скорость движения танка или останавливается, выясняет причину появления сигнала, анализируя показания контрольно-измерительных приборов, и принимает меры к предупреждению возможной аварии или поломки двигателя и трансмиссии.

Для практической реализации предлагаемого устройства в известную систему контрольно-измерительных приборов и сигнальных устройств дополнительно введены четыре регулируемых компаратора, входы которых связаны с выходами датчиков электрических соответственно термометра и манометра системы смазки двигателя, манометра системы гидроуправления и смазки трансмиссии и с выходом трехфазного выпрямителя, вход которого подключен к выходу датчика тахометра, два логических элемента И, первые входы которых связаны соответственно с вторым и третьим регулируемыми компараторами, а вторые входы подсоединены к выходу четвертого регулируемого компаратора, логическое устройство ИЛИ, четыре входа которого соединены с выходами соответственно первого регулируемого компаратора, первого и второго логических элементов И и датчика предельной температуры воды, мультивибратор, вход которого связан с выходом логического устройства ИЛИ, четыре фотодиода, три из которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего регулируемых компараторов, а четвертый фотодиод подключен к выходу мультивибратора.

Схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1, где 1 датчик термометра масла двигателя, 2 датчик манометра системы смазки двигателя, 3 - датчик манометра системы гидроуправления и смазки трансмиссии, 4 датчик тахометра, 5 датчик предельной температуры воды, 6 трехфазный выпрямитель, 7, 8, 9, 10 регулируемые компараторы, 11, 12, 13 фотодиоды (светодиоды стационарного контроля), 14, 15 логические элементы И, 16 логическое устройство ИЛИ, 17 мультивибратор, 18 фотодиод ( светодиод сигнализации).

Пример реализации предлагаемого устройства приведен на фиг.2 ( с сохранением связей и нумерации признаков фиг.1). В отличие от фиг.1, где фотодиод 18 установлен в триплексе механика-водителя, дополнительно в качестве примера показана сигнальная лампа 19, которая может устанавливаться в колпаке на люке механика-водителя при движении "по-походному" или же в поле зрения других членов экипажа танка.

В исходное положение система приводится включением выключателя батарей. При этом напряжение от источника питания (+26 В) подается на датчики 1, 2, 3, 4 и 5. Указатель термометра, связанный с датчиком 1, показывает температуру масла в системе смазки двигателя. Стрелки указателей манометров и тахометра, связанных соответственно о датчиками 2, 3 и 4, устанавливаются на 0. Лампа предельной температуры воды, связанная с датчиком 5, не светится.

Система начинает работать, когда двигатель набирает эксплуатационные обороты. При этом электрический сигнал, поступающий с выхода датчика 4, подается на трехфазный выпрямитель 6, который строит линейную зависимость выходного напряжения от оборотов двигателя. С выхода выпрямителя 6 напряжение подается на вход регулируемого компаратора 10. При достижении величины входного напряжения, соответствующего нижнему значению величины эксплуатационных оборотов двигателя, например 1200 об/мин, компаратор 10 вырабатывает электрический (единичный) сигнал, который поступает одновременно на вторые входы логических элементов И1 14 и И2 15. По результатам логического умножения этих сигналов с сигналами, поступившими с выходов компараторов 8 и 9 на первые входы логических элементов 14 и 15, в каждом из них формируется выходной сигнал вида 0 или 1, подаваемый соответственно на второй и третий входы логического устройства ИЛИ 16.

При нормальной работе двигателя и трансмиссии, когда температура охлаждающей жидкости не превышает предельно допустимой, а показания указателя термометра, связанного с датчиком 1, не больше и показания манометров, связанных с датчиками 2 и 3, не меньше предельно допустимых значений, компараторы 7, 8, 9 закрыты, электрический сигнал на фотодиоды 11,12,13 не подается, логические элементы И1 14 и И2 15 закрыты ( вырабатывают 0-сигнал по формулам 0·1=0, 0·1=0), логическое устройство ИЛИ 16 закрыто (вырабатывает 0-сигнал по формуле 0+0+0+0=0), мультивибратор 17 не запускается и фотодиод 18 не загорается.

При работе двигателя на эксплуатационных оборотах (например, не ниже 1200 об/мин) и при достижении указателями приборов, связанных с датчиками 1,2 и 3, предельно допустимых значений на выходе компараторов 7,8 и 9 формируются единичные сигналы. С выхода компаратора 7 единичный сигнал одновременно поступает на фотодиод 11, заставляя его светиться, и на первый вход логического устройства ИЛИ 16, а с выходов компараторов 8 и 9 единичные сигналы поступают одновременно на фотодиоды 12 и 13, заставляя их светиться, и на первые входы логических элементов соответственно И1 14 и И2 15, на вторые входы которых подается единичный сигнал от компаратора 10. По результату логического умножения по формуле 1·1=1 единичные сигналы, сформированные в логических элементах 14 и 15, поступают соответственно на второй и третий входы логического устройства ИЛИ 16. В результате логического сложения сигналов, поступивших на первые три входа логического устройства ИЛИ 16, по формуле 1+1+1=1 формируется единичный выходной сигнал. Если при этом на четвертый вход логического устройства 16 подается единичный сигнал от датчика предельной температуры воды 5 (в момент загорания лампы предельной температуры воды), то выходной сигнал в устройстве 16 формируется по формуле 1+1+1+1= 1. Этот единичный сигнал запускает мультивибратор 17, нагрузкой которого является четвертый фотодиод 18, фотодиод 18 излучает пульсирующий свет (например, красного цвета).

Если при работе двигателя на эксплуатационных оборотах предельно допустимого значения достигает только один из контролируемых показателей, например давление масла в системе смазки двигателя (например, ниже 4,5 ктс/см²), то единичный сигнал вырабатывает компаратор 8. Этот сигнал "запускает" фотодиод 12 и подается на первый вход логического элемента И1 14; в результате логического умножения с сигналом, поступившим на второй вход элемента 14 от компаратора 10, по формуле 1·1=1 формируется единичный выходной сигнал логического элемента И1, который поступает на второй вход логического устройства ИЛИ 16. Логическое устройство ИЛИ этот сигнал пропускает, запускается мультивибратор 17, загорается фотодиод 18.

При работе двигателя в режиме холостого хода, что характерно для работы на месте, и при достижении предельно допустимых значении контролируемых показателей (или хотя бы одного из них, например снижение давления масла в системе гидроуправления и смазки трансмиссии ниже 1,5 кгс/см²) на выходе компараторов 7,8,9 (например, компаратора 9) формируется единичный сигнал, который заставляет светиться светодиод стационарного контроля (например, фотодиод 13) и поступает на входы логических элементов И (например, И2 15) или логического устройства ИЛИ 16. На выходе логического элемента И (например, И2 15) формируется 0-сигнал по формуле 1·0=0). При невыходе других контролируемых показателей за допустимые пределы выходной 0-сигнал элемента И закрывает логическое устройство ИЛИ 16; мультивибратор 17 не запускается, фотодиод 18 не светится. О достижении предельно допустимого значения показателя (например, давления масла в трансмиссии) сигнализирует фотодиод 13. Если предельного значения достигает только один из контролируемых показателей температуры воды или температуры масла двигателя, то сигнал об этом поступает непосредственно на четвертый или первый вход логического устройства ИЛИ 16 и далее на мультивибратор 17, запуская его; фотодиод 18 загорается. При прохождении единичного сигнала от датчика 1 через компаратор 7 "запускается" фотодиод 11 (светодиод стационарного контроля).

Увидев световой сигнал, механик-водитель выясняет причину его появления и принимает меры к ее устранению.

Внедрение предлагаемой системы контроля и сигнализации для водителей боевых машин практически исключает возможность длительной работы на неблагоприятных тепловых и нагрузочных режимах, обусловливающих преждевременный выход из строя двигателей и бортовых коробок передач танков, и объективно способствует повышению их безаварийности и долговечности в эксплуатации.

Формула изобретения

Система контроля и сигнализации для водителей боевых машин, содержащая электрический термометр масла двигателя, манометр системы смазки двигателя, манометр системы гидроуправления и смазки трансмиссии и тахометр, снабженные датчиками и указателями, и сигнальную лампу предельной температуры воды, связанную с датчиком предельной температуры воды, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены последовательно соединенные первый регулируемый компаратор, логическое устройство ИЛИ, мультивибратор и четвертый фотодиод, последовательно соединенные второй регулируемый компаратор и первый логический элемент И, выход которого подключен к второму входу логического устройства ИЛИ, последовательно соединенные третий регулируемый компаратор и второй логический элемент И, выход которого подключен к третьему входу логического устройства ИЛИ, четвертый вход которого соединен с датчиком предельной температуры воды, последовательно соединенные трехфазный выпрямитель и четвертый компаратор, выходы которого подключен к вторым входам первого и второго логических элементов И, первый, второй и третий фотодиоды, подключенные соответственно к выходам первого, второго и третьего регулируемых компараторов, входы которых соединены с выходами датчиков соответственно термометра масла двигателя, манометра системы смазки двигателя и манометра системы гидроуправления и смазки трансмиссии, вход трехфазного выпрямителя связан с выходом датчика тахометра, а также четвертый фотодиод, подключенный к выходу мультивибратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2