Устройство кратковременного форсирования силовой установки объектов вооружения и военной техники Российский патент 2024 года по МПК F02B43/00 F02M21/00 F02D19/02 F02D19/06 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам форсирования дизельных двигателей внутреннего сгорания с целью улучшения приемистости.

Известна система кратковременного форсирования силовой установки танка с подачей топлива и воды во впускной коллектор двигателя (Патент RU182967 F02B 47/02, F02M 25/025, F02D 29/02. Опубл. 06.09.2018.), содержащая турбопоршневой дизельный двигатель с впускными коллекторами, воздушную систему пуска двигателя, снабженную воздушными баллонами, пневматически связанными с воздушным фильтром и понижающим редуктором, электропневмоклапан, электрически связанный с ним микровыключатель, установленный под педалью подачи топлива и педаль подачи топлива, электронный блок управления, электрически связанные с ним вихревые электромагнитные форсунки и электрический топливный насос, резервуар для воды, связанный трубопроводами с электрическим жидкостным насосом.

Недостатком данной системы является невозможность качественного и равномерного распределения топливо-водо-воздушной смеси по цилиндрам двигателя на такте впуска.

Известна система кратковременного форсирования силовой установки танка с подачей топлива и воды во впускной коллектор двигателя (Патент RU191481 F02B 37/00, F02M 25/025, F02D 29/02. Опубл. 07.08.2019.), содержащая турбопоршневой дизельный двигатель с впускными коллекторами, воздушную систему пуска двигателя, снабженную воздушными баллонами, пневматически связанными с воздушным фильтром и понижающим редуктором, электропневмоклапан, электрически связанный с ним микровыключатель, установленный под педалью подачи топлива, педаль подачи топлива, электронный блок управления, электрически связанные с ним вихревые электромагнитные форсунки, размещенные во впускном коллекторе напротив впускных клапанов газораспределения и соответствующие числу цилиндров двигателя, электрический топливный насос, резервуар для воды, связанный трубопроводами с электрическим жидкостным насосом, датчик согласования фаз газораспределения, электрически связанный с электронным блоком управления.

Недостатком данной системы является то, что дополнительно впрыснутые топливо и вода во впускной коллектор двигателя при поступлении в цилиндры двигателя на такте впуска вызывают резкое увеличение максимального давления сгорания, что вызывает жесткость и нестабильность работы двигателя.

Известна система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством корректировки угла начала впрыска топлива (Патент RU194935 F02B 47/00, F02M 25/025, F02D 29/02. Опубл. 30.12.2019.), содержащая турбопоршневой дизельный двигатель с впускными коллекторами, воздушную систему пуска двигателя, снабженную воздушными баллонами, пневматически связанными с воздушным фильтром и понижающим редуктором, электропневмоклапан, электрически связанный с ним микровыключатель, установленный под педалью подачи топлива, педаль подачи топлива, электронный блок управления, электрически связанные с ним вихревые электромагнитные форсунки, электрический топливный насос, резервуар для воды, связанный трубопроводами с электрическим жидкостным насосом, датчик согласования фаз газораспределения, электрически связанный с электронным блоком управления, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива, механически связанный с коленчатым валом двигателя и топливным насосом высокого давления, а также электрически связанный с электронным блоком управления.

Недостатком данной системы является ее низкая эффективность, обусловленная использованием воды, которая способствует:

ускорению процессов коррозии и повышенному абразивному износу деталей цилиндро-поршневой группы, следовательно увеличению скорости расхода ресурса двигателя;

обводнению моторного масла, следовательно к его преждевременному «старению»;

увеличению динамической нагруженности двигателя.

Кроме того, вода подвержена замерзанию в условиях низких температур окружающей среды.

Частично вышеуказанные недостатки решены в наиболее близком по технической сущности и достигаемому результату способе и устройстве кратковременного форсирования силовой установки танка (Патент RU2780913, F02M 21/02, F02M 25/00, F02D 29/02, F02D 19/00, F02N 9/00. Опубл. 04.10.2022), содержащем дизельный двигатель с расположенным на нем воздухораспределителем, трубопроводы, соединяющие воздухораспределитель с ввернутыми в головки блоков двигателя клапанами по числу цилиндров, баллон высокого давления для природного газа с ручным запорным вентилем, магистраль подачи газа к воздухораспределителю, включающую датчик давления,

электроуправляемый клапан, фильтр грубой очистки газа, редуктор, фильтр тонкой очистки газа, последовательно соединенные между собой трубопроводами, обратный клапан, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива, электронный блок управления, кнопочный выключатель, расположенный в правом рычаге управления поворотом танка, обратный клапан, монтированный в магистраль системы пуска двигателя сжатым воздухом.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность его применения, обусловленная отсутствием возможности регулирования угла начала подачи газового топлива в цилиндры двигателя и его количества ввиду использования в качестве впускного клапана газового топлива в цилиндры двигателя пускового клапана системы пуска двигателя сжатым воздухом, что в свою очередь способствует критическому увеличению максимального давления цикла в цилиндрах двигателя, увеличению динамической нагруженности двигателя и может привести к выходу из строя двигателя образца вооружения и военной техники.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности использования устройства кратковременного форсирования силовой установки объектов вооружения и военной техники за счет:

исключения критического увеличения максимального давления цикла в цилиндре двигателя;

снижения динамической нагруженности двигателя.

Технический результат достигается тем, что природный газ в цилиндры дизельного двигателя подается ввернутыми в головки блоков дизельного двигателя по числу цилиндров электромагнитными газовыми форсунками, соединенными трубопроводами с воздухораспределителем и выполненными с возможностью управления электронным блоком управления, в зависимости от показателей датчиков угла опережения впрыска топлива и положения рейки топливного насоса высокого давления.

Изобретение поясняется фиг.1, где изображена принципиальная схема устройства кратковременного форсирования силовой установки объекта вооружения и военной техники с дизельным двигателем, и фиг.2, где изображена электромагнитная газовая форсунка.

Предлагаемое устройство кратковременного форсирования силовой установки объекта вооружения и военной техники с дизельным двигателем содержит: воздухораспределитель 2, расположенный на дизельном двигателе 1, ввернутые в головки блоков дизельного двигателя 1 по числу цилиндров электромагнитные газовые форсунки 4, соединенными трубопроводами 3 с воздухораспределителем 2 и выполненные с возможностью управления электронным блоком управления 14, баллон 5 высокого давления для природного газа с ручным запорным вентилем, магистраль подачи газа к воздухораспределителю, включающую датчик давления 7, электроуправляемый клапан 8, фильтр грубой очистки газа 9, редуктор 10, фильтр тонкой очистки газа 11, последовательно соединенные между собой трубопроводами 6, обратный клапан 12, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива 13, электронный блок управления 14, кнопочный выключатель 15, расположенный в правом рычаге управления поворотом объекта вооружения и военной техники (на рисунке не показана), обратный клапан 16, монтированный в магистраль системы пуска двигателя сжатым воздухом (на рисунке не показана), датчик угла опережения впрыска топлива 17, прикрепленного к корпусу электромеханического корректора угла начала впрыска топлива 13 болтовым соединением, датчик положения рейки топливного насоса высокого давления 18, зафиксированного на топливном насосе высокого давления болтовым соединением.

Предлагаемое устройство кратковременного форсирования силовой установки вооружения и военной техники работает следующим образом. При работе двигателя на режимах малых нагрузок и холостого хода, а также при движении объекта вооружения и военной техники с ограниченной скоростью предлагаемая система находится в выключенном состоянии. В случае столкновения с противником, в целях смены огневой позиции или ухудшения дорожно-грунтовых условий при совершении марша, требующих увеличения мощности двигателя свыше установленной характеристикой, механик-водитель объекта вооружения и военной техники воздействует на кнопочный выключатель 15, расположенный в правом рычаге управления поворотом объекта вооружения и военной техники, от которого следует команда на электронный блок управления 14. При наличии природного газа в баллоне 5, которое контролируется датчиком давления 7, показатели которого выводятся на расположенный на щитке механика-водителя индикатор давления газа (на рисунке не показан), электронный блок управления 14 формирует сигналы: на открытие электроуправляемого клапана 8; на электромеханический корректор угла начала впрыска топлива 13. Природный газ из баллона 5 по трубопроводам 6 через фильтр грубой очистки газа 9 подается в редуктор 10, в котором его давление снижается до требуемого значения, и через фильтр тонкой очистки газа 11 поступает в воздухораспределитель 2. Воздухораспределителем 2 природный газ посредством трубопроводов 3 подается к газовым форсункам 4. Электронный блок управления 14 в зависимости от показателей датчика угла опережения впрыска топлива 17, положения рейки топливного насоса высокого давления 18 формирует соответствующий сигнал на электромагнитные газовые форсунки 4, ввернутые в головки блоков двигателя 1, в соответствии с порядком их работы, и природный газ поступает непосредственно в камеру сгорания двигателя. Обратный клапан 16 исключает возможность попадания потока природного газа в систему пуска двигателя сжатым воздухом (на рисунке не показана) при использовании устройства кратковременного форсирования силовой установки объекта вооружения и военной техники, а обратный клапан 12 - воздуха в магистраль подачи природного газа при использовании системы пуска двигателя сжатым воздухом.

При отсутствии необходимости дальнейшего движения объекта вооружения и военной техники на форсированном режиме механик-водитель отпускает кнопочный выключатель 15, расположенный в правом рычаге управления поворотом объекта, тем самым сообщая сигнал на электронный блок управления 14 о прекращении подачи природного газа в цилиндры двигателя.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство кратковременного форсирования силовой установки объектов вооружения и военной техники обеспечивает исключение критического увеличения максимального давления цикла в цилиндрах двигателя и снижение динамической нагруженности двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам форсирования дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с целью улучшения его приемистости. Технический результат - повышение эффективности использования устройства кратковременного форсирования ДВС за счет исключения критического увеличения максимального давления цикла в цилиндре ДВС и снижения динамической нагруженности ДВС. Предложенное устройство кратковременного форсирования силовой установки с дизельным ДВС 1, содержащее: воздухораспределитель 2, расположенный на дизельном ДВС 1, баллон 5 высокого давления для природного газа с ручным запорным вентилем, магистраль подачи газа к воздухораспределителю 2, включающую датчик давления 7, электроуправляемый клапан 8, фильтр грубой очистки газа 9, редуктор 10, фильтр тонкой очистки газа 11, обратный клапан 12. Устройство содержит обратные клапаны 12, 16, электромеханический корректор 13 угла начала впрыска топлива, электронный блок управления 14, кнопочный выключатель 15. Природный газ в цилиндры дизельного ДВС 1 подается ввернутыми в головки блоков дизельного ДВС по числу цилиндров электромагнитными газовыми форсунками 4, соединенными трубопроводами с воздухораспределителем 2 и выполненными с возможностью управления электронным блоком управления 14, в зависимости от показателей датчиков угла опережения впрыска топлива 17 и положения рейки топливного насоса высокого давления 18. 2 ил.

Устройство кратковременного форсирования силовой установки объектов вооружения и военной техники с дизельным двигателем, содержащее: воздухораспределитель, расположенный на дизельном двигателе, баллон высокого давления для природного газа с ручным запорным вентилем, магистраль подачи газа к воздухораспределителю, включающую датчик давления, электроуправляемый клапан, фильтр грубой очистки газа, редуктор, фильтр тонкой очистки газа, последовательно соединенные между собой трубопроводами, обратный клапан, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива, электронный блок управления, кнопочный выключатель, расположенный в правом рычаге управления поворотом объекта вооружения и военной техники, обратный клапан, монтированный в магистраль системы пуска двигателя сжатым воздухом, отличающееся тем, что природный газ в цилиндры дизельного двигателя подается ввернутыми в головки блоков дизельного двигателя по числу цилиндров электромагнитными газовыми форсунками, соединенными трубопроводами с воздухораспределителем и выполненными с возможностью управления электронным блоком управления, в зависимости от показателей датчиков угла опережения впрыска топлива и положения рейки топливного насоса высокого давления.