RU2185520C2

RU2185520C2 - Tank power plant

Info

Publication number: RU2185520C2
Application number: RU2000110546/02A
Authority: RU
Inventors: В.С. Москалев
Original assignee: Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: armored vehicles; tank power plants. SUBSTANCE: according to invention, bypass gas duct with valve mechanically coupled with operating mechanism is installed in engine exhaust duct. Operating mechanism is hydraulically coupled with automatic pickup device made in form of body, spring-loaded sleeve connected with accelerator pedal and spool mechanically coupled with electromagnet. EFFECT: improved engine pickup. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области бронетанковой техники, в частности к силовым установкам танков. The invention relates to the field of armored vehicles, in particular to the power plants of tanks.

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). Known power plants used on modern tanks and infantry fighting vehicles (for example, see object 434. Technical description and operating instructions. Book two. - M. Central Research Institute of Information, 1974, pp. 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. All these power plants are a source of mechanical energy and are various in design systems that do not provide a device for improving engine throttle response. This is a significant drawback, as a result of which the dynamic qualities of the power plant and the dynamics of the movement of the tank as a whole are significantly deteriorated.

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. From the analogues studied, the BMD-3 diesel engine was taken as a prototype (see BMD-3 power plant design features: M .: VA BTV, 1997, 81 pp.), Which contains a diesel engine, boost units, and systems that ensure engine operation.

Установка агрегатов наддува позволила увеличить эффективную мощность двигателя, однако данная конструкция силовой установки имеет низкую приемистость из-за отсутствия устройства, улучшающего ее динамические свойства. The installation of boost units allowed to increase the effective engine power, however, this design of the power plant has a low throttle response due to the lack of a device that improves its dynamic properties.

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. With a sharp movement of the fuel supply pedal in order to switch to a higher speed mode, the fuel supply increases almost immediately, and an increase in air flow to a value corresponding to the new mode occurs much more slowly (as the turbocharger rotor spins up). At the same time, at the initial moment of acceleration, the engine runs with a low coefficient of excess air (α <1.0 during the first second of acceleration), which leads to a deterioration of the fuel combustion process in the cylinders, to an increase in the time of transient processes, to a deterioration in the energy and economic indicators of the engine.

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. Therefore, there is a need to create an additional device that would provide the necessary engine throttle response and the fulfillment of modern mobility requirements for power plants of armored vehicles.

Задачей настоящего технического решения является улучшение приемистости двигателя. The objective of this technical solution is to improve engine throttle response.

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. This task is achieved by the fact that in a power plant of a tank with an ejection cooling system containing a diesel engine, boost units, systems ensuring the operation of the engine, the exhaust path, in addition to the exhaust path, a bypass duct with a valve kinematically connected to the actuator is mounted, the latter being hydraulically connected to a pick-up machine, which is made in the form of a housing, a spring-loaded sleeve connected to a fuel pedal, and a spool mechanically connected to an electric a magnet.

Предлагаемое устройство поясняется графическим изображением на чертеже. The proposed device is illustrated by a graphic image in the drawing.

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. This device consists of an engine 1, a coolant temperature sensor 2, a tachometer sensor 3, a cam 4, a pickup case 5, a sleeve 6, a spool 7, a drain channel 8, a connecting groove 9, a pressure line 10, springs 11, 12, an electromagnet 13 , a bypass gas duct 14, a gas duct shutter 15, an over-piston cavity 16, a piston of a hydraulic cylinder 17, a spring 18, a cylinder body 19, a stop 20, a fuel supply pedal 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. The operation of the proposed device is as follows. With a sharp movement of the fuel supply pedal 21 (in the direction of increasing the fuel supply), the cam 4 is rotated, having a mechanical connection with the fuel supply pedal. The sleeve 6, pressed by a spring 12 to the cam 4, moves to the right relative to the spool 7, as a result of the movement of the sleeve 6 closes the drain channel 8, through which the supra-piston cavity 16 is connected with the drain. A connecting groove 9 of the sleeve 6 connects the pressure line 10 to the over-piston cavity 16. The pressure fluid from the pressure line 10 enters the over-piston cavity 16 of the hydraulic cylinder 19. Under the pressure of the working fluid, the piston 17 moves to the left until it stops 20, thereby opening the flue gas shutter 15, mounted in the bypass duct of the exhaust gas bypass into the atmosphere, bypassing the ejector of the cooling system. The stop 20 is adjusted so that the flue gas damper 15 is fully open. With the flue gas damper 15 open, a greater pressure difference across the turbocharger turbine is ensured. Thus, a more intensive acceleration of the rotor of the turbocompressor occurs, compressor productivity increases, which leads to a faster increase in boost pressure, air charge mass in the engine cylinders, and a better fuel combustion process. This leads to improved economic and energy indicators of the engine, a more intensive increase in the frequency of rotation of the crankshaft, and a decrease in the time the engine reaches its rated mode, i.e. increases the throttle response of the power plant.

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. With an increase in the rotational speed of the crankshaft, the tachometric sensor 3, rigidly connected to the shaft, forces the slide valve 7 to follow the sleeve 6, overcoming the elastic force of the spring 11 and providing feedback between the fuel supply pedal 21 and the engine 1 as an object of regulation. After reaching a predetermined level of the engine crankshaft speed, the spool 7 will provide a message to the over-piston cavity 16 of the piston of the hydraulic cylinder 19 with a drain through the drain channel 8. Under the action of the spring 18, the piston 17 will return to its original position and close the shutter of the gas duct 15 of the bypass duct 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. When you slowly move the fuel supply pedal 21, the displacement of the connecting groove 9 of the sleeve 6 does not provide the flow of working fluid into the piston cavity 16, the cylinder body 19, because the spool 7 manages to move after the sleeve 6 due to an increase in the rotational speed of the crankshaft and provides a message to the over-piston cavity 16 of the cylinder body 19 with a drain.

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. In the case of moving the fuel supply pedal 21 in the direction of decreasing the feed, the cam 4, turning, releases the sleeve 6, which under the action of the spring 12 moves relative to the spool 7 to the left. In this case, the supra-piston cavity 16 continues to remain in communication with the discharge. Due to a decrease in the engine speed (due to a decrease in fuel supply), the centrifugal forces of the weights of the tachometric sensor 3 are reduced and the spool 7 moves to the left following the sleeve 6 under the action of the spring 11. The shutter of the bypass duct 15 remains closed.

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. To maintain the temperature of the engine, when, according to operating conditions, the shutter 15 is open, and the engine speed does not reach a predetermined level, the movement of the spool 7 is provided by an electromagnet 13, which receives a signal from the temperature sensor of the coolant 2 installed in the pipeline of the cooling system. When the temperature of the coolant reaches a predetermined level, the temperature sensor of the coolant 2 gives a signal to the electromagnet 13, which is connected to the spool 7. The spool 7 will move to the right and connect the over-piston cavity 16 of the cylinder body 19 to the drain, which will ensure reliable closure of the flue gas damper and maintain the required temperature engine level.

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%. The proposed technical solution was experimentally tested at the Academy of Armored Forces. The results of the experiment confirmed the correctness of the constructive solution, the use of which on the power plants of tanks and infantry fighting vehicles allows to increase engine throttle response by 20% and improve efficiency by 5 - 7%.

Простота предлагаемого устройства позволит легко и быстро без особых затрат осуществить реализацию данного устройства в ходе модернизации объектов бронетанковой техники. The simplicity of the proposed device will allow you to quickly and easily implement this device during the modernization of objects of armored vehicles.

Claims

The power plant of the tank with an ejection cooling system, containing a diesel engine, boost units, engine support systems, an exhaust path, characterized in that a bypass duct is mounted in the exhaust path with a valve kinematically connected to the actuator, the latter being hydraulically connected to the pickup automat , which is made in the form of a housing, a spring-loaded sleeve connected to the fuel supply pedal, and a spool mechanically connected to an electromagnet.