ВОДООТКАЧИВАЮЩАЯ СИСТЕМА ПЛАВАЮЩЕГО КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2023 года по МПК B63B13/00 F04D13/02 

Изобретение относится к плавающим колесным транспортным средствам (машинам-амфибиям) и может быть использовано в качестве водооткачивающих средств, предназначенных для удаления воды, попадающей в корпус машины при движении ее на плаву.

Наиболее близким к заявляемому решению (прототипом) является водооткачивающая система плавающего колесного транспортного средства, содержащая всасывающую полость водометного движителя, передний и задний клапаны откачки с желобами и гидравлическими приводами, состоящими из гидронасоса, гидрораспределителя, трубопроводов, гидрозамков переднего и заднего клапанов откачки и гидроцилиндров переднего и заднего клапанов откачки, смонтированных вместе с клапанами откачки, перепускные трубы переднего и заднего клапанов откачки, перепускной клапан, водооткачивающий электронасос, обратные клапаны водоотливной магистрали переднего и заднего клапанов откачки, обратный клапан магистрали водооткачивающего электронасоса, два сигнализатора наличия воды в корпусе, состоящие каждый из усилителя, датчика и сигнальной лампы [Бронетранспортер БТР-80. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО и ИЭ). 2-е издание. - М.: Воениздат, 2001. - 567 с.].

Недостатками прототипа является низкий уровень автоматизации процесса откачки воды, попадающей внутрь корпуса машины при движении ее на плаву, вызывающий необходимость ручного дистанционного управления процессами открытия и закрытия клапанов откачки, включения и выключения водооткачивающего электронасоса, а также непосредственного ручного управления открытием и закрытием перепускного клапана. Выполнение указанных действий связано с отвлечением механика-водителя от управления движением транспортного средства на плаву, что снижает безопасность движения.

Вместе с тем, на прототипе перепускной клапан, открываемый и закрываемый непосредственным вращением маховичка, находится на удалении от рабочего места механика-водителя, что вызывает необходимость покидания механиком-водителем своего места для управления открытием или закрытием перепускного клапана или привлечением для выполнения этой операции пассажира (другого члена экипажа).

При этом необходимость открытия клапанов откачки обусловлена появлением соответствующей световой индикации на щитке приборов механика-водителя, вследствие срабатывания соответствующего датчика сигнализатора наличия воды в корпусе за счет подъема уровня воды до места установки датчика и замыкания его контактов. Несвоевременное реагирование механика-водителя на сигналы наличия воды в корпусе или отсутствие световой индикации о наличии воды, вследствие выхода из строя сигнальных ламп, приведет к переполнению корпуса водой и может послужить причиной дифферента корпуса и затопления машины при движении на плаву, что снижает уровень надежности системы и безопасности движения.

Необходимость закрытия клапанов откачки обусловлена выключением соответствующей световой индикации на щитке приборов механика-водителя, вследствие выключения соответствующего датчика сигнализатора наличия воды в корпусе за счет снижения уровня воды ниже контактов датчика и размыкания последних. При этом размыкание контактов датчика не гарантирует полного отсутствия воды в корпусе, так как контакты датчика размыкаются при снижении уровня воды ниже места установки датчика. Умышленная задержка закрытия клапанов откачки с целью полной откачки воды из корпуса или несвоевременное реагирование механика-водителя на сигналы отсутствия воды в корпусе и несвоевременное закрытие клапанов откачки приводит к попаданию воздуха во всасывающую полость водометного движителя и снижению из-за этого подвижности и управляемости транспортного средства на плаву.

Технический результат изобретения направлен на повышение уровня автоматизации процесса откачки воды, попадающей в корпус машины, подвижности, управляемости и безопасности и обеспечение полноты откачки воды из корпуса при движении плавающего колесного транспортного средства на плаву.

Технический результат достигается тем, что водооткачивающая система плавающего колесного транспортного средства, содержащая всасывающую полость водометного движителя, передний и задний клапаны откачки с желобами и гидравлическими приводами, состоящими из гидронасоса, гидрораспределителя, трубопроводов, гидрозамков переднего и заднего клапанов откачки и гидроцилиндров переднего и заднего клапанов откачки, смонтированных вместе с клапанами откачки, перепускные трубы переднего и заднего клапанов откачки, перепускной клапан, водооткачивающий электронасос с выключателем, обратные клапаны водоотливной магистрали переднего и заднего клапанов откачки, обратный клапан магистрали водооткачивающего электронасоса, два сигнализатора наличия воды в корпусе, состоящие каждый из усилителя, датчика и сигнальной лампы, дополнительно оснащена электронным блоком управления (далее - ЭБУ), электродвигателем управления перепускным клапаном, двумя электромагнитными реле управления гидрораспределителем, датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, контакторами, установленными по два на переднем и заднем клапанах откачки и на перепускном клапане и обеспечивающими подачу сигнала в ЭБУ о закрытом или открытом состоянии соответствующих клапанов, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки и перепускного клапана с индикаторными лампами, индикаторной лампой водооткачивающего электронасоса, при этом ЭБУ имеет электрическую связь с датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, откачивающим электронасосом, электродвигателем управления перепускным клапаном, электромагнитными реле управления гидрораспределителем, контакторами клапанов, выключателем и индикаторной лампой откачивающего электронасоса, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки и перепускного клапана и их индикаторными лампами, а электрическая связь датчиков сигнализаторов наличия воды в корпусе с сигнальными лампами осуществляется через усилители и ЭБУ.

Отличительными признаками от прототипа является то, что система дополнительно оснащена ЭБУ, электродвигателем управления перепускным клапаном, двумя электромагнитными реле управления гидрораспределителем, датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, контакторами, установленными по два на переднем и заднем клапанах откачки и на перепускном клапане и обеспечивающими подачу сигнала в ЭБУ о закрытом или открытом состоянии соответствующих клапанов, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки и перепускного клапана с индикаторными лампами, индикаторной лампой водооткачивающего электронасоса, при этом ЭБУ имеет электрическую связь с датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, откачивающим электронасосом, электродвигателем управления перепускным клапаном, электромагнитными реле управления гидрораспределителем, контакторами клапанов, выключателем и индикаторной лампой откачивающего электронасоса, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки и перепускного клапана и их индикаторными лампами, а электрическая связь датчиков сигнализаторов наличия воды в корпусе с сигнальными лампами осуществляется через усилители и электронный блок управления.

Сущность изобретения заключается в обеспечении предлагаемым техническим решением автоматического управления процессом откачки воды, попадающей внутрь корпуса машины при движении ее на плаву, за счет своевременного автоматического открытия и закрытия клапанов откачки, перепускного клапана, включения водооткачивающего электронасоса в зависимости от интенсивности наполнения корпуса водой, интенсивности откачки воды из отделений корпуса и состояния элементов системы.

Надежность управления элементами системы обеспечивается возможностью дистанционного принудительного выполнения операций по открытию и закрытию клапанов откачки и перепускного клапана, а также включению и выключению водооткачивающего электронасоса на основании визуализации состояния элементов системы за счет световой индикации в зависимости от ситуации в случае отказа автоматики.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где показаны:

на фиг. 1 - структурная схема водооткачивающей системы;

на фиг. 2 - принципиальная гидравлическая схема гидравлического привода клапанов откачки;

на фиг. 3 - варианты режимов автоматической работы системы и состояние ее элементов при этом.

Водооткачивающая система содержит: всасывающую полость 1 (фиг. 1) водометного движителя, расположенного в корме корпуса 2 машины, передний клапан 3 откачки, установленный в обитаемом отделении корпуса 2, задний клапан 4 откачки, установленный в моторно-трансмиссионном отделении корпуса 2, водооткачивающий электронасос 5, установленный в моторно-трансмиссионном отделении корпуса 2, перепускной клапан 6, установленный в обитаемом отделении корпуса 2, сигнализатор наличия воды в обитаемом отделении, состоящий из датчика 7, усилителя 8 и сигнальной лампы 9, сигнализатор наличия воды в моторно-трансмиссионном отделении, состоящий из датчика 10, усилителя 11 и сигнальной лампы 12, электронный блок 13 управления, имеющий электрическую связь с электродвигателем 14 управления перепускным клапаном 6, водооткачивающим электронасосом 5, датчиком 15 вращения привода водометного движителя, датчиком 47 вращения ротора электронасоса 5, контакторами 16 и 17 переднего клапана 3 откачки, контакторами 18 и 19 заднего клапана 4 откачки, контакторами 20 и 21 перепускного клапана 6, электромагнитными реле 22 и 23 управления гидрораспределителем 24, сигнальными лампами 9 и 12 и усилителями 8 и 11 сигнализаторов наличия воды в корпусе, блоком 25 выключателей управления включением и выключением откачивающего электронасоса 5, открытием и закрытием клапанов 3 и 4 откачки и перепускного клапана 6.

Передний клапан 3 откачки служит для слива воды из обитаемого отделения корпуса 2 машины. В открытом состоянии клапан 3 через желоб 26, перепускную трубу 27 и обратный клапан 28 соединяет обитаемое отделение корпуса 2 с всасывающей полостью 1 водометного движителя.

Задний клапан 4 откачки служит для слива воды из моторно-трансмиссионного отделения корпуса 2. В открытом состоянии клапан 4 через желоб 29, перепускную трубу 30 и обратный клапан 31 соединяет моторно-трансмиссионное отделение корпуса 2 с всасывающей полостью 1 водометного движителя.

Обратные клапаны 28 и 31 служат для предотвращения попадания воды в корпус машины, когда клапаны 3 и 4 оказались открытыми при неработающем водометном движителе.

Перепускной клапан 6 служит для сообщения обитаемого отделения с моторно-трансмиссионным отделением корпуса 2. При открытии клапана 6 вода из обитаемого отделения по желобу 32 перепускается в моторно-трансмиссионное отделение и обратно.

Водооткачивающий электронасос 5 является вспомогательным откачивающим средством и служит для удаления воды из корпуса 2 машины при неработающем водометном движителе. Насос 5 расположен в корме машины. Откачиваемая насосом 5 вода из моторно-трансмиссионного отделения отводится за борт по трубе 33 через обратный клапан 34. Для откачки насосом 5 воды из обитаемого отделения ее нужно перепустить в моторно-трансмиссионное отделение, открыв перепускной клапан 6. Водооткачивающий электронасос 5 может быть включен в работу системы также при работающем водометном движителе в случае интенсивного наполнения корпуса машины водой и недостаточной производительности при этом основных средств откачки (всасывающая полость водометного движителя, клапаны откачки).

Обратный клапан 34 предназначен для предотвращения попадания воды внутрь машины при неработающем насосе 5.

Управление клапанами 3 и 4 откачки осуществляется посредством гидропривода, состоящего из гидронасоса 25 (фиг. 2), гидрораспределителя 24, содержащего золотник 36 давления и золотник 37 распределения потока, гидрозамок 38 переднего клапана 3, гидрозамок 39 заднего клапана 4, гидроцилиндр 40, смонтированный с передним клапаном 3, гидроцилиндр 41, смонтированный с задним клапаном 4.

Рабочая жидкость гидропривода хранится в резервуаре 42, откуда она забирается насосом 35 и нагнетается через гидрораспределитель 24 к подпоршневым полостям гидроцилиндров 40 и 41. Вытесняемая из надпоршневых полостей гидроцилиндров 40 и 41 жидкость направляется через фильтр 43 в резервуар 42. Для предохранения гидропривода от чрезмерного давления жидкости служит редукционный клапан 44.

С целью обеспечения высокой надежности работы системы откачки при отказе автоматики управления каким-либо элементом системы на рабочем месте механика-водителя установлен блок 25 выключателей с выключателями: К3 - кнопка для принудительного управления передним клапаном 3 откачки, К4 - кнопка для принудительного управления задним клапаном 4 откачки, К5 - кнопка для принудительного управления откачивающим электронасосом 5, кнопка К6 - для принудительного управления перепускным клапаном 6. В указанных кнопках установлены соответствующие индикаторные лампы Л3, Л4, Л5 и Л6, при непрерывном или мигающем включении которых необходимо нажатие соответствующих кнопок для управления соответствующим элементом системы откачки. Система работает следующим образом.

Во время движения машины на плаву при вращении гребного винта 45 (фиг. 1) перед ним в корпусе водометного движителя (во всасывающей полости 1) создается разрежение, способствующее поступлению забортной воды к гребному винту. Гребной винт 45 выбрасывает струю воды из движителя, в результате чего возникает реактивная сила, толкающая машину вперед. Вращательное движение на гребной винт 45 передается от двигателя машины (не показан) при включенном приводе водометного движителя. О наличии вращательного движения в приводе водометного движителя от датчика 15 подается сигнал в ЭБУ 13.

Клапаны 3, 4 и 6 находятся в закрытом положении, о чем со стороны контакторов 16, 18 и 20 подается сигнал в блок 13 управления.

При заполнении корпуса 2 машины водой до уровня датчиков 7 или 10 вода заполняет зазор между контактом и корпусом соответствующего датчика 7 или 10 и включает через усилитель 8 или 11 и через ЭБУ 13 соответствующие сигнальные лампы - 9 или 12, находящиеся на щитке приборов механика-водителя, которые непрерывно горят при этом, предупреждая механика-водителя о наличии воды в корпусе 2.

В случае заполнения водой обитаемого отделения срабатывает датчик 7, который через усилитель 8 подает сигнал в ЭБУ 13 и на сигнальную лампу 9, которая при наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 со стороны контактора 16, загорается непрерывным огнем и предупреждает механика-водителя о наличии воды в обитаемом отделении. При наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 со стороны датчика 15 о работающем водометном движителе, ЭБУ 13 подает сигнал на электромагнитное реле 23 для перемещения золотника 37 (фиг. 2) в сторону обеспечивающую сообщение гидрораспределителя 24 с гидроцилиндром 40. После установки золотника 37 в заданное положение, ЭБУ 13 подает сигнал на электромагнитное реле 22 для перемещения золотника 36 в сторону обеспечивающую сообщение подпоршневой полости гидроцилиндра 40 с гидронасосом 35, а надпоршневой полости - с резервуаром 42. При этом происходит открытие переднего клапана 3 откачки.

При полностью открытом клапане 3 контакты контактора 16 (фиг. 1) размыкаются, а контакты контактора 17 замыкаются и с него в ЭБУ 13 поступает сигнал об открытом клапане 3. При этом с ЭБУ 13 подача сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 прекращается, золотники 36 и 37 (фиг. 2) занимают нейтральное положение, разобщив гидроцилиндр 40 с гидронасосом 35 и резервуаром 42. Подача жидкости под давлением в подпоршневую полость гидроцилиндра 40 прекращается, клапан 3 фиксируется в открытом положении гидрозамком 38.

Вместе с тем, при наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 с контактора 17 (фиг. 1), на сигнальную лампу 9 от ЭБУ 13 подается прерывистый высокочастотный сигнал, вследствие чего лампа 9 мигает с короткими интервалами, что сигнализирует механику-водителю об откачке воды из обитаемого отделения через открытый передний клапан 3 откачки. При открытом клапане 3 вода за счет разрежения, создающегося во всасывающей полости 1 водометного движителя, откачивается из обитаемого отделения через желоб 26, перепускную трубу 27 и обратный клапан 28 (режим №1 на фиг. 3).

Если по какой-то причине при достижении воды в обитаемом отделении до уровня датчика 7, автоматического открытия переднего клапана 3 откачки не произошло, то при одновременном наличии сигнала с контактора 16 и датчика 7 спустя 30 секунд с ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л3, установленную в кнопке К3 на блоке 25 выключателей, подается сигнал, вызывающий ее непрерывное горение, что совместно с непрерывным горением лампы 9 свидетельствует о наличии воды в обитаемом отделении и закрытом клапане 3. В этом случае механик-водитель открывает передний клапан 3 откачки нажатием и удержанием (не более 5 секунд) кнопки К3 выключателя управления клапаном 3, расположенной на блоке 25 выключателей. После нажатия кнопки К3 за счет подачи от нее сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 гидрораспределителя 24 происходит принудительное открытие клапана 3, о чем будет свидетельствовать мигание лампы 9 с высокой частотой и выключение лампы Л3. После выключения лампы Л3 кнопка К3 должна быть отпущена. При этом подача сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 прекращается, золотники гидрораспределителя 24 устанавливаются в нейтральное положение, клапан 3 удерживается в открытом положении гидрозамком 38 (фиг. 2).

При падении уровня воды в обитаемом отделении, вследствие ее откачки, ниже уровня датчика 7 (фиг. 1), контакты последнего размыкаются, поступление сигнала с датчика 7 в ЭБУ 13 прекращается. Спустя заложенное в алгоритм работы ЭБУ 13 время задержки, при отсутствии сигнала с датчика 7 и поступающем сигнале с контактора 17 в ЭБУ 13, последний подает сигнал на электромагнитное реле 23 для перемещения золотника 37 (фиг. 2) в сторону, обеспечивающую сообщение гидрораспределителя 24 с гидроцилиндром 40. После установки золотника 37 в заданное положение, ЭБУ 13 подает сигнал на электромагнитное реле 22 для перемещения золотника 36 в сторону обеспечивающую сообщение подпоршневой полости гидроцилиндра 40 с надпоршневой полостью и резервуаром 42. При этом за счет возвратной пружины переднего клапана 3 откачки происходит перетекание жидкости в полостях силового цилиндра 40 и закрытие клапана 3.

При полностью закрытом клапане 3 контакты контактора 17 (фиг. 1) размыкаются, а контакты контактора 16 замыкаются, и с него в ЭБУ 13 поступает сигнал о закрытом клапане 3. При этом с ЭБУ 13 подача сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 прекращается, золотники 36 и 37 (фиг. 2) занимают нейтральное положение, разобщив гидроцилиндр 40 с резервуаром 42. Перетекание жидкости в полостях гидроцилиндра 40 прекращается, клапан 3 фиксируется в закрытом положении возвратной пружиной.

Вместе с тем, при наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 (фиг. 1) с контактора 16, подача сигнала от ЭБУ 13 на сигнальную лампу 9 прекращается, вследствие чего лампа 9 гаснет.

Если по какой-то причине при снижении уровня воды в обитаемом отделении ниже уровня датчика 7, спустя заложенное в алгоритм работы ЭБУ время задержки, автоматического закрытия переднего клапана 3 откачки не произошло, то при одновременном наличии сигнала с контактора 17 и отсутствии сигнала с датчика 7, с ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л3 подается сигнал, вызывающий ее мигание, что свидетельствует об окончании откачки воды в обитаемом отделении и открытом клапане 3. В этом случае механик-водитель закрывает передний клапан 3 откачки нажатием и удержанием (не более 5 секунд) кнопки К3. После нажатия кнопки К3, от нее подается сигнал на электромагнитные реле 22 и 23 и происходит принудительное перемещение золотников 36 и 37 (фиг. 2) в гидрораспределителе 24 и закрытие клапана 3, о чем будет свидетельствовать выключение ламп Л3 и 9 (фиг. 1). После выключения ламп кнопку К3 следует отпустить.

В случае заполнения водой моторно-трансмиссионного отделения срабатывает датчик 10, который через усилитель 11 подает сигнал в ЭБУ 13 и на сигнальную лампу 12, которая при наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 со стороны контактора 18, загорается непрерывным огнем и предупреждает механика-водителя о наличии воды в моторно-трансмиссионном отделении. При наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 со стороны датчика 15 о работающем водометном движителе, ЭБУ 13 подает сигнал на электромагнитное реле 23 для перемещения золотника 37 (фиг. 2) в сторону обеспечивающую сообщение гидрораспределителя 24 с гидроцилиндром 41. После установки золотника 37 в заданное положение, ЭБУ 13 подает сигнал на электромагнитное реле 22 для перемещения золотника 36 в сторону обеспечивающую сообщение подпоршневой полости гидроцилиндра 41 с гидронасосом 35, а надпоршневой полости -с резервуаром 42. При этом происходит открытие заднего клапана 4 откачки.

При полностью открытом клапане 4 контакты контактора 18 (фиг. 1) размыкаются, а контакты контактора 19 замыкаются, и с него в ЭБУ 13 поступает сигнал об открытом клапане 4. При этом с ЭБУ 13 подача сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 прекращается, золотники 36 и 37 (фиг. 2) занимают нейтральное положение, разобщив гидроцилиндр 41 с гидронасосом 35 и резервуаром 42. Подача жидкости под давлением в подпоршневую полость гидроцилиндра 41 прекращается, клапан 4 фиксируется в открытом положении гидрозамком 39.

Вместе с тем, при наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 (фиг. 1) с контактора 19, на сигнальную лампу 12 от ЭБУ 13 подается прерывистый высокочастотный сигнал, вследствие чего лампа 12 мигает с короткими интервалами, что сигнализирует механику-водителю об откачке воды из моторно-трансмиссионного отделения через открытый задний клапан 4 откачки. При открытом клапане 4 вода за счет разрежения, создающегося во всасывающей полости 1 водометного движителя, откачивается из моторно-трансмиссионного отделения через желоб 29, перепускную трубу 30 и обратный клапан 31 (режим №9 на фиг. 3).

Если по какой-то причине при достижении воды в моторно-трансмиссионном отделении до уровня датчика 10, автоматического открытия заднего клапана 4 откачки не произошло, то при одновременном наличии сигнала с контактора 18 и датчика 10 спустя 30 секунд с ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л4, установленную в кнопке К4 на блоке 25 выключателей, подается сигнал, вызывающий ее непрерывное горение, что совместно с непрерывным горением лампы 12 свидетельствует о наличии воды в моторно-трансмиссионном отделении и закрытом клапане 4. В этом случае механик-водитель открывает задний клапан 4 откачки нажатием и удержанием (не более 5 секунд) кнопки К4 выключателя управления клапаном 4, расположенной на блоке 25 выключателей. После нажатия кнопки К4 за счет подачи от нее сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 гидрораспределителя 24 происходит принудительное открытие клапана 4, о чем будет свидетельствовать мигание лампы 12 с высокой частотой и выключение лампы Л4. После выключения лампы Л4 кнопка К4 должна быть отпущена. При этом подача сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 прекращается, золотники гидрораспределителя 24 устанавливаются в нейтральное положение, клапан 4 удерживается в открытом положении гидрозамком 39 (фиг. 2).

При падении уровня воды в моторно-трансмиссионном отделении, вследствие ее откачки, ниже уровня датчика 10 (фиг. 1), контакты последнего размыкаются, поступление сигнала с датчика 10 в ЭБУ 13 прекращается. Спустя заложенное в алгоритм работы ЭБУ 13 время задержки, при отсутствии сигнала с датчика 10 и поступающем сигнале с контактора 19 в ЭБУ 13, последний подает сигнал на электромагнитное реле 23 для перемещения золотника 37 (фиг. 2) в сторону, обеспечивающую сообщение гидрораспределителя 24 с гидроцилиндром 41. После установки золотника 37 в заданное положение, ЭБУ 13 подает сигнал на электромагнитное реле 22 для перемещения золотника 36 в сторону обеспечивающую сообщение подпоршневой полости гидроцилиндра 41 с надпоршневой полостью и резервуаром 42. При этом за счет возвратной пружины заднего клапана 4 откачки происходит перетекание жидкости в полостях силового цилиндра 41 и закрытие клапана 4.

При полностью закрытом клапане 4 контакты контактора 19 (фиг. 1) размыкаются, а контакты контактора 18 замыкаются, и с него в ЭБУ 13 поступает сигнал о закрытом клапане 4. При этом с ЭБУ 13 подача сигнала на электромагнитные реле 22 и 23 прекращается, золотники 36 и 37 (фиг. 2) занимают нейтральное положение, разобщив гидроцилиндр 41 с резервуаром 42. Перетекание жидкости в полостях гидроцилиндра 41 прекращается, клапан 4 фиксируется в закрытом положении возвратной пружиной.

Вместе с тем, при наличии сигнала, поступающего в ЭБУ 13 (фиг. 1) с контактора 18, подача сигнала от ЭБУ 13 на сигнальную лампу 12 прекращается, вследствие чего лампа 12 гаснет.

Если по какой-то причине при снижении уровня воды в моторно-трансмиссионном отделении ниже уровня датчика 10, спустя заложенное в алгоритм работы ЭБУ время задержки, автоматического закрытия заднего клапана 4 откачки не произошло, то при одновременном наличии сигнала с контактора 19 и отсутствии сигнала с датчика 10, с ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л4 подается сигнал, вызывающий ее мигание, что свидетельствует об окончании откачки воды в моторно-трансмиссионном отделении и открытом клапане 4. В этом случае механик-водитель закрывает задний клапан 4 откачки нажатием и удержанием (не более 5 секунд) кнопки К4. После нажатия кнопки К4, от нее подается сигнал на электромагнитные реле 22 и 23 и происходит принудительное перемещение золотников 36 и 37 (фиг. 2) в гидрораспределителе 24 и закрытие клапана 4, о чем будет свидетельствовать выключение ламп Л4 и 12 (фиг. 1). После выключения ламп кнопку К4 следует отпустить.

Время задержки закрытия клапанов откачки заложено в алгоритм работы ЭБУ 13 исходя из производительности системы по откачке воды из соответствующих отделений корпуса при заданной частоте вращения привода водометного движителя, как время, в течение которого происходит откачка воды из отделения, при условии попадания воды в корпус только через зазоры между прокладками, сальниками и корпусом конструкционно предусмотренных отверстий и разъемов:

t=V/Q,

где t - время полной откачки воды из отделения, мин;

V - объем откачиваемой воды из отделения, м³ (V=h⋅S⋅k, где h - высота от днища корпуса до места установки датчика сигнализатора наличия воды в корпусе, м; S - площадь отделения, м²; k - коэффициент технологической заполняемости отделения агрегатами, приборами, узлами и т.п. до уровня датчика);

Q - производительность системы по откачке воды из соответствующего отделения (м³/мин) при заданной частоте вращения привода водометного движителя п.

Значение частоты вращения привода водометного движителя поступает в ЭБУ 13 от датчика 15. Далее в блоке 13 управления по заложенной функциональной зависимости Q=ƒ(n) происходит определение соответствующей производительности и установка времени задержки закрытия клапанов откачки для каждого отделения корпуса машины.

Для одновременной откачки воды из обитаемого и моторно-трансмиссионного отделений процессы, описанные выше, выполняются последовательно (режим №17 на фиг. 3). При этом в ходе одновременной откачки воды из обоих отделений корпуса, мигание сигнальных ламп 9 и 12 на щитке приборов осуществляется синхронно. В случае завершения откачки воды в одном из отделений, сигнальная лампа, указывающая о наличии воды в этом отделении, гаснет.

Если при одновременном наполнении обоих отделений корпуса машины водой на щитке приборов загорается одна из сигнальных ламп (9 или 12) и в последующем не мигает и при этом загорается одна из индикаторных ламп (Л№ или Л4), или одна из сигнальных ламп мигает совместно с одной из индикаторных ламп, то это свидетельствует о несвоевременном открытии или закрытии соответствующего клапана откачки. Для устранения этой неисправности механику-водителю, в зависимости от ситуации, необходимо нажать и удерживать кнопку соответствующего выключателя на панели 25 - К3 или К4, как это было указано ранее.

Если при заполнении обитаемого отделения корпуса водой до уровня датчика 7 автоматического открытия клапана 3 по истечении 30 секунд по какой-то причине так и не произошло, а также после непрерывной световой индикации ламп 9 и Л3, обусловленной указанной ситуацией, нажатия кнопки К3 в течение 30 секунд не произошло или после нажатия и удержания кнопки К3 в течение пяти секунд клапан 3 не открылся, то с ЭБУ 13 подаются сигналы:

на лампу Л3 - для ее непрерывного горения с яркостью вполнакала;

на электродвигатель 14 - для открытия перепускного клапана 6 до полного открытия этого клапана (подача сигнала на электродвигатель 14 прекращается после поступления сигнала в ЭБУ 13 от контактора 21);

на электромагнитные реле 22 и 23 гидрораспределителя 24 - для открытия заднего клапана 4 откачки;

на сигнальные лампы 9 и 12 (после поступления в ЭБУ 13 сигнала от контакторов 19 и 21) - для поочередного их мигания с короткими интервалами, а подача сигнала на лампу Л3 прекращается. При этом сигнальная лампа 9 горит мигающим светом вполнакала.

В этом случае откачка воды из обитаемого отделения осуществляется после перетекания в моторно-трансмиссионное отделение через открытый перепускной клапан 6 по желобу 32 и далее за счет разрежения, создающегося во всасывающей полости 1 водометного движителя, через открытый задний клапан 4 откачки, желоб 29, перепускную трубу 30 и обратный клапан 31 (режим №2 на фиг. 3). Поочередное мигание сигнальных ламп 9 и 12 с высокой частотой мигания сигнализирует механику-водителю об открытом перепускном клапане 6 и открытом каком-либо клапане откачки (в данном случае - заднем клапане 4), а мигание в этом случае сигнальной лампы 9 вполнакала, а сигнальной лампы 12 полным накалом - об откачке воды из обитаемого отделения через открытый перепускной клапан, моторно-трансмиссионное отделение и открытый задний клапан 4 откачки.

Если в этой ситуации по какой-то причине автоматического открытия перепускного клапана в течение 30 секунд не произошло, то с ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л3 подается сигнал, вызывающий ее непрерывное горение с яркостью вполнакала, а на индикаторную лампу Л6, установленную в кнопке К6 на блоке 25 выключателей, подается сигнал, вызывающий ее непрерывное горение, что совместно с непрерывным горением ламп 9 и Л3 (вполнакала) свидетельствует о наличии воды в обитаемом отделении, невозможности открытия клапана 3 и необходимости открытия перепускного клапана 6. В этом случае механик-водитель открывает перепускной клапан 6 нажатием и удержанием кнопки К6. После нажатия кнопки К6 за счет подачи от нее сигнала на электродвигатель 14 происходит принудительное открытие перепускного клапана 6, о чем будет свидетельствовать поочередное мигание ламп 9 и 12 с низкой частотой и выключение лампы Л6. После выключения лампы Л6 кнопка К6 должна быть отпущена. При этом подача сигнала на электродвигатель 14 прекращается, а наличие сигналов в ЭБУ 13 с контакторов 18 и 21 инициирует открытие заднего клапана 4, как это было описано ранее. После открытия клапана 4, подача в ЭБУ 13 сигнала с контактора 18 прекращается, а сигнал, подаваемый в ЭБУ 13 с контактора 19, вызывает прекращение подачи сигнала на непрерывно горящую вполнакала лампу Л3, которая при этом выключается, и подачу высокочастотных сигналов на лампы 9 и 12, что вызывает их поочередное мигание (лампы 9 - вполнакала, а лампы 12 - полным накалом) с высокой частотой. Происходит процесс откачки воды из обитаемого отделения через открытый перепускной клапан 6 и задний клапан 4 откачки, как это было описано ранее.

Если при горении индикаторной лампы Л6 в течение 30 секунд нажатия на кнопку К6 не произошло или после нажатия и удержания в течение пяти секунд кнопки К6 открытия перепускного клапана не произошло, то с ЭБУ 13 на лампу Л6 продолжает подаваться сигнал, вызывающий ее непрерывное горение, что совместно с непрерывно горящей вполнакала лампой Л3 и непрерывно горящей лампой 9 свидетельствует о наличии воды в обитаемом отделении, невозможности автоматического и принудительного дистанционного открытия клапанов 3 и 6. В этом случае необходимо открыть перепускной клапан вручную механическим способом - вращением маховичка 46. После открытия перепускного клапана таким способом, подача сигналов с ЭБУ 13 на лампы Л3 и Л6 прекращается, происходит открытие заднего клапана 4 откачки и откачка воды из обитаемого отделения через перепускной клапан 6 и задний клапан 4 откачки, как это было описано ранее.

Если по какой-то причине при перепускании воды из обитаемого отделения в моторно-трансмиссионное отделение автоматического открытия заднего клапана 4 откачки в течение пяти секунд не произошло, то при одновременном наличии сигнала с контакторов 16, 18 и 21 с ЭБУ 13 подается сигнал на лампы 9 и 12, вызывающий их поочередное мигание полным накалом с низкой частотой и сигнал на лампу Л3, вызывающий ее непрерывное горение вполнакала, что свидетельствует об открытом перепускном клапане 6 и закрытых клапанах откачки 3 и 4. Одновременно с ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л4, установленную в кнопке К4 на блоке 25 выключателей, подается сигнал, вызывающий ее непрерывное горение, что совместно с поочередным миганием ламп 9 и 12 с низкой частотой и непрерывным горением лампы Л3 вполнакала свидетельствует о перепускании воды из обитаемого отделения через открытый перепускной клапан 6 в моторно-трансмиссионное отделение, невозможности открытия клапана 3 и необходимости открытия клапана 4. В этом случае механик-водитель открывает задний клапан 4 нажатием и удержанием кнопки К4. После нажатия кнопки К4 за счет подачи от нее сигнала на электромагнитные реле гидрораспределителя 24 происходит принудительное открытие заднего клапана 4, о чем будет свидетельствовать поочередное мигание с высокой частотой ламп 9 (вполнакала) и 12 и выключение ламп Л3 и Л4. После выключения лампы Л4 кнопка К4 должна быть отпущена.

Если в этой ситуации по какой-то причине при перепускании воды из обитаемого отделения в моторно-трансмиссионное отделение нажатия кнопки К4 в течение 30 секунд не произошло или после ее нажатия и удержания в течение пяти секунд принудительного открытия заднего клапана 4 откачки не произошло, то при одновременном наличии сигнала с контакторов 16, 18 и 21 с ЭБУ 13 подается сигнал на лампы 9 и 12, вызывающий их поочередное мигание полным накалом с низкой частотой, а на лампы Л3 и Л4 подается сигнал, вызывающий их непрерывное горение вполнакала, что свидетельствует об открытом перепускном клапане 6 и закрытых клапанах откачки 3 и 4. Одновременно с ЭБУ 13 подается сигнал на откачивающий электронасос 5 для включения его в работу, а после его включения, что подтверждается наличием сигнала от датчика 47 вращения ротора электронасоса 5, с ЭБУ 13 подается сигнал на индикаторную лампу Л5, установленную в кнопке К5 на блоке 25 выключателей, вызывающий ее мигание вполнакала, свидетельствующее о работе электронасоса 5.

В этом случае откачка воды из обитаемого отделения осуществляется через открытый перепускной клапан 6 и моторно-трансмиссионное отделение откачивающим электронасосом 5 по трубе 33 через обратный клапан 34 за борт (режим №7 на фиг. 3), о чем свидетельствуют поочередно мигающие полным накалом с низкой частотой сигнальные 9 и 12 и мигающая вполнакала индикаторная лампа Л5.

Если в указанной ситуации после подачи с ЭБУ 13 сигнала на откачивающий электронасос 5 включения последнего не произошло и сигнал с датчика 47 в ЭБУ 13 не поступает, то со стороны ЭБУ 13 на индикаторную лампу Л5 подается сигнал, вызывающий ее непрерывное горение, что совместно с поочередным миганием ламп 9 и 12 с низкой частотой свидетельствует о перепускании воды из обитаемого отделения через открытый перепускной клапан 6 в моторно-трансмиссионное отделение, невозможности открытия клапанов 3 и 4 и необходимости принудительного включения откачивающего электронасоса 5. В этом случае механик-водитель включает откачивающий электронасос 5 нажатием кнопки К5. После нажатия и фиксации кнопки К5 в утопленном положении от нее подается сигнал на электродвигатель откачивающего электронасоса 5, происходит принудительное его включение, о чем будет свидетельствовать мигание вполнакала лампы Л5. Кнопка К5 при этом остается в утопленном положении. Происходит откачка воды из обитаемого отделения откачивающим электронасосом 5 через перепускной клапан 6, как это было описано ранее.

При заполнении водой моторно-трансмиссионного отделения и невозможности автоматического и принудительного открытия заднего клапана 4 откачки, откачка воды из моторно-трансмиссионного отделения осуществляется через открытый перепускной клапан 6 и открытый передний клапан 3 откачки (режим №10 на фиг. 3). Если в данной ситуации автоматического или принудительного открытия переднего клапана 3 откачки в течение пяти секунд не происходит, то электронным блоком управления производится закрытие перепускного клапана во избежание попадания воды из моторно-трансмиссионного отделения в обитаемое при неработающем электронасосе 5. В сложившихся обстоятельствах откачка воды из моторно-трансмиссионного отделения возможна только откачивающим электронасосом 5 после его автоматического включения по сигналу ЭБУ 13 или принудительного включения механиком-водителем (режим №15 на фиг. 3).

При заполнении водой обитаемого и моторно-трансмиссионного отделений и невозможности автоматического или принудительного открытия одного из клапанов откачки (3 или 4), откачка воды из обоих отделений происходит через открытый перепускной клапан 6 и какой-либо открытый клапан откачки (3 или 4) (режимы №18 и 19 на фиг. 3). При невозможности открытия обоих клапанов 3 и 4 откачки, откачка воды из отделений производится откачивающим электронасосом 5 при открытом перепускном клапане 6 (режим №24 на фиг. 3).

Если в указанных ситуациях (при невозможности открытия обоих клапанов 3 и 4 откачки) после нажатия кнопки К5, принудительного включения откачивающего электронасоса 5 не произошло, то лампа Л5 продолжает непрерывно гореть полным накалом (в том числе при утопленном положении кнопки К5), что свидетельствует о нерабочем состоянии откачивающего электронасоса 5. В этом случае необходим немедленный выход машины из воды на берег.

Машина может двигаться на плаву с неработающим водометным движителем, осуществляя поступательное движение вперед и назад за счет вращения ведущих колес. В этом случае откачка воды из корпуса производится только откачивающим электронасосом 5.

В указанной ситуации при заполнении корпуса машины до уровня установки датчиков 7 или 10 последние срабатывают при этом и подают через усилители 8 или 11 сигнал в ЭБУ 13. При этом на щитке приборов механика-водителя загорается сигнальная лампа 9 или 12. Так как с датчика 15 в ЭБУ 13 никаких сигналов не поступает, то с ЭБУ 13 подача сигналов для автоматического открытия клапанов откачки 3 или 4 не осуществляется, а также производится блокировка подачи сигналов для их принудительного открытия в случае случайного нажатия кнопок К3 или К4, а на откачивающий электронасос 5 (или на индикаторную лампу Л5) подается сигнал для его автоматического или принудительного включения (режим №8 на фиг. 3). Если при этом необходима откачка воды из обитаемого отделения корпуса или из обоих отделений, то с ЭБУ 13 одновременно подается сигнал на электродвигатель 14 перепускного клапана 6 (или на индикаторную лампу Л6) для его автоматического или принудительного открытия (режимы №16 и 25 на фиг. 3).

При работе системы на данных режимах, когда водометный движитель выключен и откачка воды осуществляется только электронасосом 5, а также в случае невозможности открытия клапанов откачки при работающем водометном движителе, в ЭБУ 13 заложен алгоритм автоматического выключения откачивающего электронасоса 5 по времени t_н задержки его отключения в функции его производительности по откачке воды из моторно-трансмиссионного отделения, обитаемого отделения через перепускной клапан или из обоих отделений, при условии попадания воды в корпус только через зазоры между прокладками, сальниками и корпусом конструкционно предусмотренных отверстий и разъемов. Время задержки автоматического отключения откачивающего электронасоса 5 выбирается блоком управления в зависимости от того, из какого отделения производится откачка воды по сигналам, поступающим в ЭБУ 13 от датчиков 7 или (и) 10. После завершения откачки воды из корпуса откачивающим электронасосом 5 и автоматического его отключения происходит отключение индикаторной лампы Л5 и автоматическая установка кнопки К5 в исходное положение (если насос был включен принудительно).

Кроме времени t задержки закрытия клапанов откачки 3 и 4 и времени t_н задержки отключения откачивающего электронасоса 5, в ЭБУ 13 заложен алгоритм работы системы в зависимости от продолжительности сигнала t_c, подаваемого датчиками 7 и 10. Заданное значение продолжительности подачи сигналов заложено в алгоритм работы ЭБУ 13 исходя из производительности системы по откачке воды из соответствующих отделений корпуса как время, в течение которого происходит падение уровня воды ниже уровня установки датчиков 7 и 10, при условии попадания воды в корпус только через зазоры между прокладками, сальниками и корпусом конструкционно предусмотренных отверстий и разъемов.

Если после включения системы откачки воды спустя заданное время t_c, снижения уровня воды ниже уровня установки датчика не происходит, что подтверждается непрерывной подачей сигнала с датчика 7 или 10, то это свидетельствует об интенсивном наполнении корпуса водой, обусловленном повреждением прокладок и сальников или наличием в корпусе пробоин.

В этом случае при поступлении в ЭБУ 13 непрерывного сигнала с какого-либо датчика (7 или 10) в течение сверх установленного времени падения уровня воды, с ЭБУ 13 с целью исключения дифферента корпуса и обеспечения интенсивной откачки воды из соответствующих отделений корпуса подается сигнал для открытия перепускного клапана 6 и клапана откачки (3 или 4) незаполненного водой отделения (режимы №3 и 11 на фиг. 3). Так же в зависимости от ситуации (невозможность автоматического или принудительного открытия какого-либо из клапанов откачки, отсутствие падения уровня воды ниже уровня установки датчиков 7 или 10 спустя заданное время после перепуска воды из одного отделения в другое или выключение водометного движителя) с ЭБУ 13 может подаваться сигнал для автоматического или принудительного включения откачивающего электронасоса 5 (режимы №4-6, 12-14, 20-23 на фиг. 3).

Всего, в зависимости от ситуации (интенсивности заполнения корпуса водой, времени откачки воды из корпуса, исправности и состояния клапанов откачки, включенного или выключенного состояния водометного движителя), в алгоритм работы системы заложено 25 режимов автоматической работы, каждый из которых предусматривает определенное состояние элементов системы. Характеристика режимов автоматической работы системы и состояние ее элементов при этом показаны на фиг. 3.

При всех режимах работы системы откачки закрытие перепускного клапана 6 и выключение откачивающего электронасоса 5 происходит автоматически в соответствии с заложенным в алгоритм работы ЭБУ 13 временем задержки закрытия клапанов 3 и 4 откачки и временем задержки автоматического отключения электронасоса с учетом раздельной или комбинированной работы водооткачивающих средств, а также интенсивности наполнения корпуса водой, идентифицируемой по несоответствию заложенного времени продолжительности подачи сигналов датчиками сигнализаторов наличия воды в корпусе.

Если во время движения машины на плаву при интенсивном наполнении корпуса машины водой (например, в случае наличия в корпусе пробоин) откачка воды из корпуса осуществлялась с использованием откачивающего электронасоса 5 и (или) перепускного клапана 6, а интенсивность наполнения корпуса водой не позволяла обеспечить системе автоматическое отключение электронасоса 5 и (или) закрытие перепускного клапана 6, и если при выходе на сушу по каким-либо причинам не произошло автоматического отключения электронасоса 5 и (или) закрытия перепускного клапана 6, то после того, как из обратного клапана 34 прекратится вытекание воды, электронасос необходимо выключить нажатием кнопки К5, а перепускной клапан закрыть нажатием кнопки К6 или вращением маховичка 46. При выключении откачивающего электронасоса 5 мигающая вполнакала индикаторная лампа Л5 должна погаснуть, а кнопка К5 должна находиться в исходном положении (отжатом состоянии). При закрытии перепускного клапана 6 асинхронно мигающие лампы 9 и 12 должны выключиться.

В результате достигается надежное автоматическое управление процессом откачки воды, попадающей внутрь корпуса машины при движении ее на плаву, и за счет этого - обеспечение безопасности движения машины на плаву путем минимизации отвлечения внимания механика-водителя на этот процесс при управлении машиной, обеспечение полноты откачки воды из корпуса, а также требуемой подвижности и управляемости машины на плаву за счет своевременного автоматического закрытия клапанов откачки и обусловленное этим исключение наличия оставшейся в корпусе воды и исключение попадания воздуха во всасывающую полость водометного движителя.

Изобретение относится к плавающим колесным транспортным средствам. Водооткачивающая система плавающего колесного транспортного средства содержит всасывающую полость водометного движителя, передний и задний клапаны откачки с желобами и гидравлическими приводами, дополнительно оснащена электронным блоком управления (далее - ЭБУ), электродвигателем управления перепускным клапаном, двумя электромагнитными реле управления гидрораспределителем, датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, контакторами, установленными по два на переднем и заднем клапанах откачки и на перепускном клапане и обеспечивающими подачу сигнала в ЭБУ о закрытом или открытом состоянии соответствующих клапанов. ЭБУ имеет электрическую связь с датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, откачивающим электронасосом, электродвигателем управления перепускным клапаном, электромагнитными реле управления гидрораспределителем, контакторами клапанов, выключателем и индикаторной лампой откачивающего электронасоса, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки, и перепускного клапана и их индикаторными лампами. Электрическая связь датчиков сигнализаторов наличия воды в корпусе с сигнальными лампами осуществляется через усилители и ЭБУ. Достигается повышение уровня автоматизации процесса откачки воды, попадающей в корпус машины, подвижности, управляемости и безопасности, и обеспечение полноты откачки воды из корпуса при движении плавающего колесного транспортного средства на плаву. 3 ил.

Водооткачивающая система плавающего колесного транспортного средства, содержащая всасывающую полость водометного движителя, передний и задний клапаны откачки с желобами и гидравлическими приводами, состоящими из гидронасоса, гидрораспределителя, трубопроводов, гидрозамков переднего и заднего клапанов откачки и гидроцилиндров переднего и заднего клапанов откачки, смонтированных вместе с клапанами откачки, перепускные трубы переднего и заднего клапанов откачки, перепускной клапан, водооткачивающий электронасос с выключателем, обратные клапаны водоотливной магистрали переднего и заднего клапанов откачки, обратный клапан магистрали водооткачивающего электронасоса, два сигнализатора наличия воды в корпусе, состоящие каждый из усилителя, датчика и сигнальной лампы, отличающаяся тем, что система дополнительно оснащена электронным блоком управления, электродвигателем управления перепускным клапаном, двумя электромагнитными реле управления гидрораспределителем, датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, контакторами, установленными по два на переднем и заднем клапанах откачки и на перепускном клапане и обеспечивающими подачу сигнала в блок управления о закрытом или открытом состоянии соответствующих клапанов, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки и перепускного клапана с индикаторными лампами, индикаторной лампой водооткачивающего электронасоса, при этом электронный блок управления имеет электрическую связь с датчиком вращения привода водометного движителя, датчиком вращения ротора электронасоса, откачивающим электронасосом, электродвигателем управления перепускным клапаном, электромагнитными реле управления гидрораспределителем, контакторами клапанов, выключателем и индикаторной лампой откачивающего электронасоса, выключателями управления открытием и закрытием клапанов откачки и перепускного клапана и их индикаторными лампами, а электрическая связь датчиков сигнализаторов наличия воды в корпусе с сигнальными лампами осуществляется через усилители и электронный блок управления.