СИГНАЛИЗАТОР ВЫБОРА ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ВОЕННЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН (ВГМ) С ГАЗОТУРБИННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2003 года по МПК F41H7/02 

Изобретение относится к области бронетанковой техники, в частности к системам управления военной гусеничной машиной с газотурбинным двигателем (ГТД).

Известные устройства: устройство для управления коробкой передач (а.с. 147105-62 г.), устройство для переключения передач (а.с. 680850-79 г.) устройство для управления коробкой передач (заявка 343-710302 - 68 г.).

Все эти устройства представляют собой взаимосвязанный комплекс различных узлов и агрегатов, включающий избиратель, педаль регулируемого соплового аппарата газотурбинного двигателя, механизм распределения, коробку передач.

Причем во всех этих системах не предусмотрен сигнализатор выбора передач для ВГМ с ГТД. Это является существенным недостатком, в результате которого значительно ухудшаются динамические и топливно-экономические характеристики ВГМ, увеличивается нагруженность элементов коробки передач, требуются определенные навыки механика-водителя.

Из изученных аналогов в качестве прототипа взято устройство переключения передач (см. Объект 219Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. - М.: Воениздат, 1986, с. 310-320, 436-449, 539-545), которое включает электромагнитный и механический приводы, механизмы распределения левый и правый, коробку плавности, блокирующие устройства, датчики частот вращения турбокомпрессоров высокого давления и силовой турбины, щиток механика-водителя.

Важным фактором, влияющим на интенсивность разгона, является передача, на которой начинается процесс разгона. Газодинамическая связь турбокомпрессоров и силовой турбины позволяет начинать движение на любой передаче. Однако неправильный выбор передачи, на которой начинается трогание с места, может привести к ухудшению динамических характеристик машины. Так, например, время разгона на второй передаче с приемистостью τ_пр = B_c практически равно времени разгона на первой передаче τ_пр = 6_c (см. Транспортные машины с ГТД. А. С. Попов, С. П. Изотов и др. Л.: Машиностроение, 1980, 221 с.), то есть уменьшение приемистости двигателя в два раза не приводит к улучшению разгонной характеристики объекта из-за неправильного выбора передачи.

Устройство переключения передач, взятое в качестве прототипа, имеет существенный недостаток - это невозможность правильного выбора передач при различных условиях эксплуатации ВГМ. Поэтому в настоящее время возникает необходимость установки дополнительных устройств, которые обеспечивали бы сигнализацию механику-водителю о правильной передаче в трансмиссии.

Задачей настоящего изобретения является улучшение топливно-экономических и динамических характеристик ВГМ, облегчение управления и правильного выбора передач независимо от квалификации механика-водителя.

Указанная задача достигается тем, что на щитке механика-водителя установлены сигнальные лампы перехода на высшую и низшую передачи, а в шлемофоне механика-водителя установлены два телефона, причем сигнальная лампа перехода на низшую передачу и первый телефон соединены с датчиком частоты вращения силовой турбины через первый трехфазный выпрямитель, первый сглаживающий фильтр и первое электромагнитное контактное устройство, сигнальная лампа перехода на высшую предачу и второй телефон соединены с датчиком частоты вращения турбокомпрессора высокого давления через второй трехфазный выпрямитель, второй сглаживающий фильтр, усилитель и второе электромагнитное контактное устройство.

Предлагаемое устройство изображено на фиг.1, состоит из электромагнитных контактных устройств А и Б, электромагнитов 1 и 2, датчика частоты вращения силовой турбины 3, трехфазного выпрямителя 4, сглаживающего фильтра 5, электромагнитов 6 и 7, контактов 8, реле времени 9, сигнальной лампы 10, телефона 11, фильтра 12, трехфазного выпрямителя 13, датчика тахометра 14, усилителей 15 и 16, телефона 17, реле времени 18, контактов 19, сигнальной лампы 20, делителей 21 и 22.

Для обеспечения правильного выбора передачи разработан сигнализатор, принцип действия которого основан на управлении контактным устройством двумя электромагнитами, в обмотку одного из которых подается ток, соответствующий заданной частоте вращения силовой турбины n_тс, зависящий от частоты вращения турбокомпрессора II каскада n_ткII, а в обмотку второго электромагнита подается ток, соответствующий действительной частоте вращения.

Для установления зависимости желаемой частоты вращения силовой турбины от n_ткII на характеристике двигателя ГТД - 1000ТФ выделим область целесообразных экономических режимов с таким расчетом, чтобы при работе двигателя на границе выделенной области после переключения передачи режим работы ГТД остался внутри этой области, вблизи другой ее границы. Границы этой области представим на фиг. 2а зависимостями турбины n_тс1=f(n_ткII) и n_тс2=f(n_ткII). Если в электрическую цепь датчика тахометра частоты вращения n_тс или n_ткII включить трехфазный выпрямитель и сглаживающий фильтр, то получим зависимость (фиг.2б) V_тc1=f(n_тс) и V_тк=f(n_ткII). С учетом этой зависимости и зависимостей, приведенных на фиг.2а, установим желаемую взаимосвязь (фиг.2в) V_тс и V_ткII, V_тсI=f(V_ткII) и V_тс2=f(V_ткII)
Очевидно, если V_тc, соответствующее действительной частоте вращения n_тс, будет меньше V_тc1, то необходимо переключиться на низшую передачу, а при условии V_тc1 > V_тc2 - переключиться на высшую передачу.

Исходной информацией для сигнализатора (фиг.1) являются электрические сигналы от штатных датчиков тахометра 14 и 3 турбины компрессора II каскада и силовой турбины, в цепи которых установлены трехфазные выпрямители 13 и 4 и сглаживающие фильтры 12, 5.

Выпрямленный и сглаженный сигнал от датчика 14 параллельно подается на два усилителя 15 и 16. Усилитель 15 имеет коэффициент усиления

входной сигнал V_тc1=K₁V_тc11 с этого усилителя подается на электромагнит 2. С усилителя 16, имеющего коэффициент усиления

выходной сигнал V_тc2=K₂V_ткII подается на электромагнит 6.

Выпрямленный и сглаженный сигнал датчика 3 параллельно подается на электромагниты 1 и 7. Если точка на характеристике ГТД, соответствующая его режиму работы, находится левее границы 1, то V_тс будет меньше V_тс1. Вследствие этого замкнутся контакты 19 цепи сигнальной лампы 20 и телефона 17 шлемофона механика-водителя. После временной задержки, определяемой реле времени 18, загорается лампа 20 и появляется зуммер, свидетельствующий о необходимости переключения на низшую передачу. Аналогично, если V_тc1 > V_тc2, замыкаются контакты 8, и после временной задержки, определяемой реле времени 9, загорается сигнальная лампа 10, и телефон 11 дает зуммер, свидетельствующий о необходимости переключения на высшую передачу.

Таким образом, разработанное устройство позволяет выбирать оптимальную передачу, при которой обеспечивается работа двигателя в области наиболее экономичных режимов, что особенно важно для механиков-водителей низкой квалификации.

Предложенное устройство позволяет улучшить топливно-экономические характеристики ВГМ с ГТД в зависимости от квалификации механика-водителя и условий эксплуатации на 7-14,5%, кроме того, за счет правильного выбора передач повысить разгонные характеристики двигателя и соответственно танка в 1,5 раза.

Изобретение относится к области бронетанковой техники, в частности к системам управления военной гусеничной машиной с газотурбинным двигателем (ГТД). Техническим результатом является улучшение топливно-экономических и динамических характеристик ВГМ, облегчение управления и правильного выбора передач независимо от квалификации механика-водителя. Указанный результат достигается путем установки сигнализатора выбора передач, содержащего на щитке механика-водителя сигнальные лампы перехода на высшую и низшую передачи и телефонов в шлемофоне механика-водителя, связанных с датчиками частоты вращения турбокомпрессора II каскада и силовой турбины через трехфазные выпрямители, сглаживающие фильтры, усилители и электромагнитные контактные устройства. Таким образом, устройство позволяет выбирать оптимальную передачу, при которой обеспечивается работа двигателя в области наиболее экономичных режимов, что особенно важно для механиков-водителей низкой квалификации. Предложенное устройство позволяет улучшить топливно-экономические характеристики ВГМ с ГТД в зависимости от квалификации механика-водителя и условий эксплуатации на 7-14,5%, кроме того, за счет правильного выбора передач повысить разгонные характеристики двигателя и соответственно танка в 1,5 раза. 2 ил.

Сигнализатор выбора передач для военных гусеничных машин с газотурбинным двигателем, электромагнитным и механическим приводами, левым и правым механизмами распределения, блокирующими устройствами, коробкой плавности, содержащий датчики частоты вращения турбокомпрессора высокого давления и силовой турбины, щиток механика-водителя, отличающийся тем, что на щитке механика-водителя установлены сигнальные лампы перехода на высшую и низшую передачи, а в шлемофоне механика-водителя установлены два телефона, причем сигнальная лампа перехода на низшую передачу и первый телефон соединены с датчиком частоты вращения силовой турбины через первый трехфазный выпрямитель, первый сглаживающий фильтр и первое электромагнитное контактное устройство, сигнальная лампа перехода на высшую передачу и второй телефон соединены с датчиком частоты вращения турбокомпрессора высокого давления через второй трехфазный выпрямитель, второй сглаживающий фильтр, усилитель и второе электромагнитное контактное устройство.