Вспомогательная энергетическая установка транспортного средства Российский патент 2020 года по МПК B64D41/00 F02B63/04 

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим электрической энергией электронные и оптические приборы современных транспортных средств, преимущественно военного назначения и представляет собой компактную конструкцию генератора, приводимого в действие автономным двигателем внутреннего сгорания.

Современные боевые машины, оснащенные большим количеством электронных и электрических приборов, требуют большое количество электрической энергии. Применение мощной и надежной вспомогательной энергетической установки позволяет обеспечить работу всех энергопотребителей транспортного средства без запуска основной силовой установки.

Технический результат от применения технического решения заключается в расширении функциональных возможностей транспортного средства, повышению безопасности и живучести боевой машины, увеличению ресурса основной силовой установки боевой машины и увеличению межремонтного периода.

Ретроспектива применения вспомогательных энергетических установок в виде устанавливаемого для подзарядки аккумуляторных батарей вспомогательного двигателя небольшой мощности [1] насчитывает более 25 лет. Первые дизель-генераторы, как вариант ВЭУ, появились в командирских танках в 1990-х гг. [2], [3].

Анализ вспомогательных энергетических установок в [3] позволяет сделать вывод о многочисленных конструкциях собственно ВЭУ, но в источнике не приводится конструктивных сведений и отличительных признаков. Источники [4], [5] содержат сведения о вспомогательных энергетических установках, предусмотренных модернизацией российского боевого танка Т-72 и танка «Абрамс» (США). Здесь также нет никаких конструктивных уточнений.

Известна дизель-генераторная установка [6, патент ПМ 117983], содержащая дизель и генератор, коленчатый вал дизеля и вал генератора которого находятся на одной оси. Такая компоновка не отличается компактностью, что ограничивает возможность ее применения в российских боевых танках, отличающихся плотной компоновкой узлов и агрегатов.

Известен двигатель-генератор [7, патент 2422653], элементы которого конструктивно размещены в рамную конструкцию, образующую каркас достаточной жесткости, находящийся внутри кожуха, при этом двигатель и генератор с приводом устанавливаются как единое целое. При этом рамная компоновка увеличивает габариты и массу агрегата, что негативно сказывается на возможности установки его в транспортное средство.

С учетом частичного раскрытия конструкции вспомогательной энергетической установки заявитель рассматривает в качестве еще одного аналога дизель-генераторную установку, устанавливаемую на боевой бронированной машине [3, стр.5]. Установка мощностью 7кВт размещена в бронированном корпусе, являющемся частью корпуса танка, в котором размещены дизель-генератор, электронный контроллер, фильтр и радиатор охлаждения. Данная дизель- генераторная установка сконструирована с расчетом на монтаж ее в боевую машину. Однако ее полезная электрическая мощность является недостаточной для питания множества мощных электрических потребителей, имеющихся в машинах.

Наиболее близким аналогом является энергоустановка ДЭА10Т производства «НПО «Электромашина», г.Челябинск [8]. Данная установка выполнена на базе трехцилиндрового дизеля и генератора постоянного тока, при этом компоновка установки предполагает ее монтаж в бронеотсек транспортного средства. Узлы и агрегаты ДЭА10Т скомпонованы на каркасе, что увеличивает габариты и вес установки. Номинальная мощность энергоустановки 6 кВт, что недостаточно для питания энергоемких электрических потребителей современных боевых транспортных средств. Заявленный производителем рабочий температурный диапазон окружающей среды 0…50 °С значительно снижает возможную область применения установки в климатических районах с преобладающими отрицательными температурами окружающего воздуха.

В общем случае вспомогательная энергетическая установка боевой бронированной машины представляет собой узел, блок-схема которого представлена на Фиг.2. Для выработки электрической энергии устанавливается генератор, приводимый в действие двигателем сгорания посредством трансмиссии. Генератор подключается к бортовой сети транспортного средства через реле-регулятор. Для обеспечения работы двигателя сгорания устанавливаются системы: воздухоочистки, охлаждения, выпуска отработавших газов, предпускового разогрева, топливная. При этом, ВЭУ может как иметь собственный топливный бак, пополняемый извне или из топливной системы транспортного средства, так и не иметь указанного бака, подключаясь напрямую к топливной системе машины. В обоих случаях фильтр тонкой очистки топлива располагают на ВЭУ для удобства обслуживания и повышения надежности, а на машине располагают фильтр грубой очистки топлива и топливный насос, обслуживающие всех потребителей топлива.

Предлагаемая в качестве изобретения вспомогательная энергетическая установка Фиг.1 включает в себя: радиатор 1; воздухоочиститель 2; двигатель 3; глушитель 4; реле-регулятор 5; водомасляный теплообменник 6; пульт управления 7; фильтр тонкой очистки топлива 8; генератор 9; расширительный бачок 10; паровоздушный клапан 11; электровентилятор 12; блок охлаждения 13; успокоитель ремня 14; подогреватель масла 15; подогреватель охлаждающей жидкости 16; натяжитель ремня 17; ремень 18.

Заявляемая в качестве изобретения «Вспомогательная энергетическая установка транспортного средства» работает следующим образом:

Двигатель 3 приводит в действие генератор 9 посредством трансмиссии с ременной передачей, имеющей в своем составе натяжитель 17 и успокоитель 14 ремня. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, которую подает в реле-регулятор 5, где происходит автоматическое подключение и отключение генератора к сети электрооборудования, поддержание необходимой величины напряжения. От реле-регулятора электроэнергия подается в бортовую сеть транспортного средства.

Для обеспечения работы установка имеет в своем составе:

- систему охлаждения, поддерживающую температуры охлаждающей жидкости и масла дизеля, а также генератора в рекомендованных пределах. Нагретая охлаждающая жидкость поступает из двигателя в блок охлаждения 13, где происходит сброс тепла в окружающую среду из радиатора 1 при помощи электровентилятора 12. Система включает расширительный бачок 10, вмещающий резервный запас охлаждающей жидкости и объем под ее расширение; паровоздушный клапан 11, обеспечивающий поддержание необходимого давления в системе; водомасляный теплообменник 6, где происходит охлаждение нагретого масла системы смазки двигателя;

- топливную систему, обеспечивающую питание двигателя топливом для его работы. Топливо подается из топливной системы транспортного средства, очищается в фильтре тонкой очистки 8 с водосборником и подается к топливному насосу высокого давления двигателя. Излишки топлива из дизеля отводятся обратно в топливную систему изделия;

- систему воздухоочистки с воздухоочистителем 2, обеспечивающим требуемую степень очистки воздуха для работы двигателя;

- систему выпуска отработавших газов, производящую сбор и удаление продуктов сгорания топлива в двигателе, а также снижение уровня производимого ими шума при помощи глушителя 4;

- систему предпускового разогрева с подогревателями 15, 16, выполняющую, при необходимости, тепловую подготовку охлаждающей жидкости, масла и воздуха для осуществления уверенного пуска установки;

- систему автоматики и управления, позволяющую осуществлять пуск и остановку ВЭУ, контроль ее работы, а также автоматическое подключение и отключение генератора при выходе параметров работы ВЭУ за рекомендованные пределы.

Заявитель предлагает варианты осуществления ВЭУ, компоновка узлов и агрегатов которой осуществлены на кронштейне или силовой раме.

В осуществлении ВЭУ возможен, по мнению заявителя, подогрев двигателя с помощью предпускового факельного подогревателя охлаждающей жидкости.

Таким образом, предлагаемая в качестве изобретения «Вспомогательная энергетическая установка транспортного средства» обладает достаточным техническим уровнем, перспективой промышленного применения, совокупность отличительных признаков отличается новизной и обеспечит заявленный технический результат - расширение функциональных возможностей транспортного средства, повышение безопасности и живучести боевой машины, увеличение ресурса основной силовой установки боевой машины и увеличение межремонтного периода.

Литература:

1. Криворотов Н. Немецкий танк «Леопард-2». В ж.: Зарубежное военное обозрение. №1, 1991г. с.34.

2. Бронетехника. Словари и энциклопедии на Академике. [Электронный ресурс]. URL: https://dic.academic.ru/

(дата обращения 06.11.2019г.).

3. Ахундов Э. Аналитика и вооружение. Публ.29.08.2016.

[Электронный ресурс]. URL: https://istiglal.com.

(дата обращения 23.09.2019г.).

4. Тарасенко А., Хлопотов А. Т-72. «Рогатка». В ж.: Техника и вооружение. №8, 2007г., с.22.

5. Стёркин Н. Модернизация ОБТ «Абрамс». В ж.: Зарубежное военное обозрение. № 1, 2009г., с.41.

6. Дронов Е.А. и др. Дизель-генераторная установка. Патент РФ ПМ 117983. Патентообладатель ОАО «Акционерная Компания «Туламашзавод» (RU). Приоритет от 15.02.2012г. Публ. 10.07.2012г. Бюлл. № 19.

7. Хиросе Т. и др. (JP). Двигатель-генератор. Патент РФ ИЗ 2422653. Патентообладатель «Хонда Мотор Ко., ЛТД», JP. Приоритет от 25.06.2009г. Публ. 27.06.2011г. Бюлл. № 18.

8. AО «НПО «Электромашина», Челябинск. [Электронный ресурс].

URL: https://www.npoelm.ru/product/spetsproduktiya/ (дата обращения 18.12.2019г.).

Изобретение относится к вспомогательной энергетической установке транспортного средства. Вспомогательная энергетическая установка содержит двигатель внутреннего сгорания, генератор, приводимый от двигателя, блок охлаждения, электрооборудование, систему топливоподачи. Оси двигателя внутреннего сгорания и генератора параллельны, оснащены шкивами с осуществлением связи посредством поликлинового ремня с натяжным устройством или редуктором с зубчатыми шестернями. Вспомогательная энергетическая установка содержит также систему охлаждения, топливную систему, систему воздухоочистки, систему выпуска отработавших газов, систему предпускового разогрева с подогревателями, содержит систему автоматики и управления. Габариты вспомогательной энергетической установки адаптированы к конфигурации установочного места в транспортном средстве под защитой брони. В качестве крепления агрегатов вспомогательной энергетической установки используется кронштейн. Достигается повышение безопасности и живучести боевой машины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вспомогательная энергетическая установка транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорания, генератор, приводимый от двигателя, блок охлаждения, электрооборудование, систему топливоподачи, отличающаяся тем, что оси двигателя сгорания и генератора параллельны, оснащены шкивами с осуществлением связи посредством поликлинового ремня с натяжным устройством или редуктором с зубчатыми шестернями, при этом содержит систему охлаждения, включающую, в частности, радиатор, электровентилятор, расширительный бачок, паровоздушный клапан, водомасляный теплообменник, при этом содержит топливную систему, включающую, в частности, топливный насос, фильтр тонкой очистки топлива, при этом содержит систему воздухоочистки, включающую, в частности, воздухоочиститель, при этом содержит систему выпуска отработавших газов, элементы конструкции которой выполнены с безопасным зазором от топливопроводов и электрических проводов, при этом содержит систему предпускового разогрева с подогревателями, при этом содержит систему автоматики и управления, включающую, в частности, пульт управления, реле-регулятор, при этом габариты вспомогательной энергетической установки адаптированы к конфигурации установочного места в транспортном средстве под защитой брони, при этом в качестве крепления агрегатов вспомогательной энергетической установки используется кронштейн.

2. Вспомогательная энергетическая установка транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что содержит топливный бак.

3. Вспомогательная энергетическая установка транспортного средства по пп.1, 2, отличающаяся тем, что топливный бак соединен с топливной системой транспортного средства.