УСТРОЙСТВО ИЗМЕНЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ НАЧАЛА ПОДАЧИ ТОПЛИВА СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ТАНКА

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к устройствам для изменения угла опережения начала подачи топлива в цилиндры дизельного двигателя.
Известна муфта опережения подачи топлива (Танк Т-90С. Силовая установка/ Н.И. Прокопенко, В.И. Денисенко, В.П. Спиридонов, В.В. Андрющенко, И.А. Шелягин. - Омск: ОТИИ, 2008. - 724 с.), которая состоит из гидроцилиндра, гидропоршня, размещенного во внутренней расточке гидроцилиндра и внутренними косыми шлицами связанного со шлицами, выполненными на втулке маховика топливного насоса, а наружными косыми шлицами со шлицами гидроцилиндра. В гидропоршне на осях размещены грузики, являющиеся центробежными чувствительными элементами. В центральной расточке гидропоршня размещен золотник, внутри которого установлены две пружины. Регулировочная ось размещена внутри золотника и зафиксирована в осевом и угловом положении в крышке, закрепленной в гидроцилиндре. Гидроусилитель следящего типа состоит из гидропоршня с возвратной пружиной и золотника с пружинами. В корпусе привода топливного насоса выполнен подвод масла под давлением от системы смазки к наружной кольцевой канавке гидроцилиндра, а затем через каналы гидроцилиндра с полостью, образованной гидроцилиндром, гидропоршнем и уплотнительными кольцами. Гидроцилиндр с крышкой и гидропоршень с крышкой образуют напорную масляную полость. Полость соединена с полостью отверстиями в золотнике и гидропоршне. В крышке гидропоршня выполнено дренажное отверстие.
Недостатком данной муфты является ее недостаточная эффективность, обусловленная возможностью регулирования угла опережения начала подачи топлива только в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Вместе с тем известно влияние низкой температуры наддувочного воздуха и топлива на динамическую нагруженность двигателя, что следовало бы учитывать при регулировании угла опережения начала подачи топлива.
Известна муфта изменения угла опережения начала подачи топлива (Патент RU 2109978 F02M 59/00. Опубл. 27.04.1998.), содержащая гидроцилиндр с перегородкой, по одну сторону которой размещен полый поршень, связанный косыми шлицами с хвостовиком кулачкового вала топливного насоса и косыми шлицами с шестерней, выполненной за одно целое с гидроцилиндром и связанной с передачей двигателя, и регулировочный шток, который дополнительно снабжен подпружиненным поршнем, выполненным как одно целое с регулировочным штоком и размещенным в гидроцилиндре по другую сторону вышеупомянутой перегородки, а полость, образованная подпружиненным поршнем и крышкой, и полость, образованная подпружиненным поршнем и перегородкой, сообщены соответственно дополнительными каналами с системой смазки двигателя, при этом в дополнительный канал, сообщающий полость, образованную подпружиненным поршнем и крышкой, с системой смазки двигателя, встроен датчик нагрузки, а в дополнительный канал, сообщающий полость, образованную подпружиненным поршнем и перегородкой, с системой смазки двигателя, встроен электромагнитный клапан, причем в электрическую цепь электромагнитного клапана включены основной выключатель и кнопочный выключатель, имеющий кинематическую связь со штоком механизма переключения передач автомобиля.
Недостатками данной муфты являются:
сложность ее конструкции, обусловленная наличием дополнительных элементов, сообщенных каналами с системой смазки двигателя;
применение данного технического решения ведет к снижению надежности двигателя вследствие возможной разгерметизации узла, что приведет к выходу из строя всей силовой установки.
Частично вышеуказанные недостатки решены в наиболее близком по технической сущности и достигаемому результату устройстве регулирования угла опережения впрыска топлива, принятом за прототип (Патент RU 179368 F02D 41/40, F02M 59/20. Опубл. 11.05.2018.), которое состоит из ведущей муфты с прямыми шлицами, подвижной втулки с прямыми и косыми шлицами, связанной с ведомым валом топливного насоса высокого давления, имеющего косые шлицы. Подвижная втулка связана со штоком гидроцилиндра, который представляет собой корпус с поршнем. Поршень гидроцилиндра связан со штоком жесткой посадкой. В корпусе гидроцилиндра выполнены два канала высокого и низкого давления. В гидроцилиндре имеются две полости высокого и низкого давления, соединенные между собой каналом, в полости которого установлен электромагнитный клапан сброса давления. В полости низкого давления имеется пружина. Обратный клапан соединен с полостью гидроцилиндра и с электромагнитным клапаном. К штоку гидроцилиндра крепится якорь датчика угла опережения впрыска топлива. Гидроцилиндр расположен независимо от ведущей муфты. Устройство регулирования угла опережения впрыска топлива снабжено системой управления давлением, включающей микропроцессорный блок управления, состоящий из датчиков частоты вращения двигателя, угла опережения впрыска топлива, давления надувочного воздуха, температуры надувочного воздуха, положения рейки топливного насоса, вязкости топлива.
Недостаткам данного устройства является его низкая эффективность, обусловленная:
наличием в конструкции сложного гидравлического узла высокого давления;
недостаточной надежностью, связанной с возможной разгерметизацией узла, что может привести к выходу из строя двигателя образца БТВТ и как следствие срыву выполнения боевой задачи и гибели экипажа.
Техническим результатом заявляемого предложения является повышение эффективности использования устройства вследствие упрощения его конструкции и повышения надежности.
Технический результат достигается тем, что перемещение подвижной втулки относительно ведущей муфты и вала топливного насоса высокого давления обеспечивается зубчато-реечной передачей, состоящей из прямозубой шестерни и выполненного в виде круглой зубчатой рейки штока, усилие на которую передается от шагового электродвигателя посредством понижающего редуктора в зависимости от показателей датчиков угла опережения впрыска топлива, частоты вращения коленчатого вала двигателя, давления надувочного воздуха, температуры надувочного воздуха, положения рейки топливного насоса, вязкости топлива, обрабатываемых микропроцессорным блоком управления, выполненным с возможностью формирования сигнала на шаговый электродвигатель.
Предложение поясняется фигурой, где изображена принципиальная схема устройства изменения угла опережения начала подачи топлива силовой установки танка.
Предлагаемое устройство состоит из ведущей муфты 1 с прямыми шлицами 2, подвижной втулки 3 с прямыми 2 и косыми 4 шлицами, связанной с ведомым валом 5 топливного насоса высокого давления, имеющего косые шлицы 4, и со штоком 6, выполненному в виде круглой зубчатой рейки, понижающего редуктора 7, прямозубой шестерни 8, которая находится в зацеплении со штоком 6, образуя зубчато-реечную передачу, шагового электродвигателя 9, находящегося в одном корпусе 10 с понижающим редуктором 7, микропроцессорного блока управления 11, датчиков угла опережения впрыска топлива 12, частоты вращения коленчатого вала двигателя 13, давления надувочного воздуха 14, температуры надувочного воздуха 15, положения рейки топливного насоса 16, вязкости топлива 17.
Предлагаемое устройство изменения угла опережения начала подачи топлива силовой установки танка работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя передается через ведущую муфту 1 и подвижную втулку 3 к валу 5 топливного насоса высокого давления. Управление углом опережения начала подачи топлива осуществляется через ведущую муфту 1 с прямыми шлицами 2, подвижную в осевом направлении втулку 3 с прямыми 2 и косыми 4 шлицами.
В случае необходимости изменения (увеличения или уменьшения) угла опережения начала подачи топлива микропроцессорный блок управления 11 в зависимости от показателей датчиков угла опережения впрыска топлива 12, частоты вращения коленчатого вала двигателя 13, давления надувочного воздуха 14, температуры надувочного воздуха 15, положения рейки топливного насоса 16, вязкости топлива 17 формирует соответствующий сигнал на шаговый электродвигатель 9, ротор которого проворачивается на определенный угол. Крутящий момент от ротора шагового электродвигателя 9 посредством понижающего редуктора 7, который увеличивает крутящий момент на выходе из него, передается на зубчато-реечную передачу, состоящую из прямозубой шестерни 8 и штока 6. Вращательное движение прямозубой шестерни 8 преобразуется в поступательное движение штока 6, который в свою очередь с необходимым усилием перемещает влево (или вправо) на требуемую величину подвижную втулку 3 с целью регулирования (увеличения или уменьшения) угла опережения начала подачи топлива.
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство изменения угла опережения начала подачи топлива силовой установки танка позволяет повысить эффективность использования устройства вследствие упрощения его конструкции и повышения надежности.