Силовая установка танка

 

Изобретение относится к бронетанковой технике, в частности к силовым установкам танков. Использование изобретения позволит улучшить приемистость двигателя. Сущность изобретения: в выпускном тракте двигателя смонтирован обводной газоход с клапаном, кинематически связанным с исполнительным механизмом. Последний гидравлически связан с автоматом приемистости, который выполнен в виде корпуса, подпружиненной гильзы, соединенной с педалью подачи топлива, и золотника, механически связанного с электромагнитом. 1 ил.

Изобретение относится к области бронетанковой техники, в частности к силовым установкам танков.

Известные силовые установки, применяемые на современных танках и боевых машинах пехоты (например, см. объект 434. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. - М.: ЦНИИ Информации, 1974, с.73-152).

Все эти силовые установки являются источником механической энергии и представляют собой различные по конструкции системы, в которых не предусмотрено устройство для улучшения приемистости двигателя. Это является существенным недостатком, в результате которого значительно ухудшаются динамические качества силовой установки и динамика движения танка в целом.

Из изученных аналогов в качестве прототипа взят дизельный двигатель БМД-3 (см. Особенности конструкции силовой установки БМД-3: М.: ВА БТВ, 1997, 81 с.), который содержит дизельный двигатель, агрегаты наддува, системы, обеспечивающие работу двигателя.

Установка агрегатов наддува позволила увеличить эффективную мощность двигателя, однако данная конструкция силовой установки имеет низкую приемистость из-за отсутствия устройства, улучшающего ее динамические свойства.

При резком перемещении педали подачи топлива с целью перехода на повышенный скоростной режим практически сразу же возрастает подача топлива, а увеличение расхода воздуха до величины, соответствующей новому режиму, происходит значительно медленнее (по мере раскрутки ротора турбокомпрессора). При этом в начальный момент разгона двигатель работает с низким коэффициентом избытка воздуха (α<1,0 в течение первой секунды разгона), что приводит к ухудшению процесса сгорания топлива в цилиндрах, к увеличению времени переходных процессов, к ухудшению энергетических и экономических показателей двигателя.

Поэтому возникает необходимость создания дополнительного устройства, которое обеспечило бы необходимую приемистость двигателя и выполнение современных требований по подвижности, предъявляемых к силовым установкам объектов бронетанковой техники.

Задачей настоящего технического решения является улучшение приемистости двигателя.

Указанная задача достигается тем, что в силовой установке танка с эжекционной системой охлаждения, содержащей дизельный двигатель, агрегаты наддува, системы, обеспечивающие работу двигателя, выпускной тракт, дополнительно в выпускном тракте смонтирован обводной газоход с клапаном, кинематически связанным с исполнительным механизмом, причем последний гидравлически связан с автоматом приемистости, который выполнен в виде корпуса, подпружиненной гильзы, соединенной с педалью подачи топлива, и золотника, механически связанного с электромагнитом.

Предлагаемое устройство поясняется графическим изображением на чертеже.

Данное устройство состоит из двигателя 1, датчика температуры охлаждающей жидкости 2, тахометрического датчика 3, кулачка 4, корпуса автомата приемистости 5, гильзы 6, золотника 7, сливного канала 8, соединительного паза 9, напорной магистрали 10, пружин 11, 12, электромагнита 13, обводного газохода 14, заслонки газохода 15, надпоршневой полости 16, поршня гидроцилиндра 17, пружины 18, корпуса гидроцилиндра 19, упора 20, педали подачи топлива 21.

Работа предложенного устройства осуществляется следующим образом. При резком перемещении педали подачи топлива 21 (в сторону увеличения подачи топлива) поворачивается кулачок 4, имеющий механическую связь с педалью подачи топлива. Гильза 6, поджатая пружиной 12 к кулачку 4, перемещается вправо относительно золотника 7, в результате перемещения гильза 6 перекрывает сливной канал 8, через который надпоршневая полость 16 сообщалась со сливом. Соединительный паз 9 гильзы 6 соединяет напорную магистраль 10 с надпоршневой полостью 16. Рабочая жидкость под давлением из напорной магистрали 10 поступает в надпоршневую полость 16 гидроцилиндра 19. Под давлением рабочей жидкости поршень 17 передвигается влево до упора 20, обеспечивая тем самым открытие заслонки газохода 15, смонтированной в обводном газоходе перепуска отработавших газов в атмосферу, минуя эжектор системы охлаждения. Упор 20 регулируется так, чтобы обеспечивалось полное открытие заслонки газохода 15. При открытой заслонке газохода 15 обеспечивается больший перепад давлений газов на турбине турбокомпрессора. Таким образом, происходит более интенсивный разгон ротора турбокомпрессора, увеличивается производительность компрессора, что приводит к более быстрому увеличению давления наддува, массы воздушного заряда в цилиндрах двигателя, лучшему процессу сгорания топлива. Это приводит к улучшению экономических и энергетических показателей двигателя, более интенсивному увеличению частоты вращения коленчатого вала, уменьшению времени выхода двигателя на номинальный режим, т.е. повышается приемистость силовой установки.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала тахометрический датчик 3, жестко связанный с валом, заставляет перемещаться золотник 7 вслед за гильзой 6, преодолевая силу упругости пружины 11 и обеспечивая обратную связь между педалью подачи топлива 21 и двигателем 1 как объектом регулирования. После достижения заданного уровня частоты вращения коленчатого вала двигателя золотник 7 обеспечит сообщение надпоршневой полости 16 поршня гидроцилиндра 19 со сливом через сливной канал 8. Под действием пружины 18 поршень 17 возвратится в исходное положение и закроет заслонку газохода 15 обводного газохода 14.

При медленном перемещении педали подачи топлива 21 смещение соединительного паза 9 гильзы 6 не обеспечивает подачу рабочей жидкости в надпоршневую полость 16, корпуса гидроцилиндра 19, т.к. золотник 7 успевает перемещаться вслед за гильзой 6 вследствие увеличения частоты вращения коленчатого вала и обеспечивает сообщение надпоршневой полости 16 корпуса гидроцилиндра 19 со сливом.

В случае перемещения педали подачи топлива 21 в сторону уменьшения подачи кулачок 4, поворачиваясь, освобождает гильзу 6, которая под действием пружины 12 перемещается относительно золотника 7 влево. При этом надпоршневая полость 16 продолжает оставаться сообщенной со сливом. Вследствие снижения частоты вращения коленчатого вала двигателя (из-за уменьшения подачи топлива) центробежные силы грузиков тахометрического датчика 3 уменьшаются и золотник 7 под действием пружины 11 перемещается влево вслед за гильзой 6. При этом заслонка обводного газохода 15 остается закрытой.

Для поддержания температурного режима двигателя, когда по условиям эксплуатации заслонка 15 открыта, а частота вращения коленчатого вала двигателя не достигает заданного уровня, перемещение золотника 7 обеспечивается электромагнитом 13, который получает сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости 2, установленного в трубопроводе системы охлаждения. Когда температура охлаждающей жидкости достигнет заданного уровня, датчик температуры охлаждающей жидкости 2 выдает сигнал на электромагнит 13, который связан с золотником 7. Золотник 7 переместится вправо и соединит надпоршневую полость 16 корпуса гидроцилиндра 19 со сливом, что обеспечит надежное закрытие заслонки газохода и поддержание требуемого температурного уровня двигателя.

Предлагаемое техническое решение было экспериментально проверено в академии бронетанковых войск. Результаты эксперимента подтвердили правильность конструктивного решения, использование которого на силовых установках танков и боевых машинах пехоты позволяет повысить приемистость двигателя на 20%, улучшить экономичность на 5 - 7%.

Простота предлагаемого устройства позволит легко и быстро без особых затрат осуществить реализацию данного устройства в ходе модернизации объектов бронетанковой техники.

Формула изобретения

Силовая установка танка с эжекционной системой охлаждения, содержащая дизельный двигатель, агрегаты наддува, системы, обеспечивающие работу двигателя, выпускной тракт, отличающаяся тем, что в выпускном тракте смонтирован обводной газоход с клапаном, кинематически связанным с исполнительным механизмом, причем последний гидравлически связан с автоматом приемистости, который выполнен в виде корпуса, подпружиненной гильзы, соединенной с педалью подачи топлива, и золотника, механически связанного с электромагнитом.

РИСУНКИ

Рисунок 1