СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ТАНКА С КОМБИНИРОВАННЫМ ПРИВОДОМ ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к области транспортного двигателестроения, а именно к системам охлаждения.
Известна вентиляторная система жидкостного охлаждения силовой установки танка Т-72 (Объект 172М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. М., Воениздат, 1975, 584 с.), содержащая дизель с рубашками охлаждения цилиндров двигателя, механический водяной насос, радиаторы, вентилятор, повышающий редуктор, редуктор привода вентилятора, фрикцион вентилятора и датчик температуры.
Недостатками этой конструкции является, значительный отбор мощности от основного двигателя, из-за отсутствия возможности выключения вентилятора и не оптимальный тепловой режим работы двигателя.
Известна система охлаждения танка (Патент RU. 175715 F01P 5/G4, F01Р 7/08. Опубл. 15.12.17) содержащая радиатор системы охлаждения, электронный блок управления, дизель с рубашками охлаждения цилиндров, датчик температуры охлаждающей жидкости, редуктор привода вентилятора, магнитореологическую муфту.
Недостатками данной системы охлаждения танка являются:
значительные затраты энергии для создания магнитного поля, в котором изменяются характеристики магнитореологической жидкости, а, следовательно, и муфты в целом;
недостаточно гибкое регулирование заданной температуры охлаждающей жидкости, так как система охлаждения имеет механический нерегулируемый привод жидкостного насоса имеющего линейную зависимость от частоты вращения коленчатого вала.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является система охлаждения танка (Патент RU. 185652 F41H 7/12, F01P 11/18. Опубл. 13.12.18), содержащая дизель с рубашками охлаждения цилиндров, радиатор системы охлаждения, турбопривод, состоящий из турбины и электрической фрикционной муфты, вентилятор, электрический жидкостной насос, электронный блок управления, регулировочную заслонку, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик расхода охлаждающей жидкости.
Недостаток данной системы является то, что она не эффективна при работе двигателя на режиме холостого хода. Это обусловлено тем, что при переходе танкового дизеля, к примеру, семейства В-2, с режима максимальной мощности на режим холостого хода резко снижается массовый расход воздуха через двигатель. Вследствие этого, энергии выпускных газов будет недостаточно для обеспечения требуемой мощности для вращения турбопривода вентилятора системы охлаждения, что с большой вероятностью приведет к перегреву двигателя. Из этого следует вывод о негативном' влиянии такой конструкции привода вентилятора системы охлаждения на надежность силовой установки танка, а также на живучесть его экипажа.
Техническим результатом заявленной системы охлаждения танка с комбинированным приводом вентилятора является обеспечение эффективного охлаждения двигателя при его работе на режиме холостого хода.
Технический результат достигается за счет установки турбины Пельтона с редукционным клапаном, регулировочной заслонки масленой магистрали системы смазки и датчика массового расхода воздуха.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображена схема системы охлаждения танка с комбинированным приводом вентилятора.
Заявленная система охлаждения танка с комбинированным приводом вентилятора содержит двигатель 1 с рубашками охлаждения цилиндров (на рисунке не показаны), радиатор системы охлаждения 2, турбопривод, состоящий из турбины 3 и электрической фрикционной муфты 4, турбину Пельтона 5 с редукционным клапаном 6, вентилятор 7, электрический жидкостной насос 8, электронный блок управления 9, регулировочную заслонку изменения расхода выпускных газов 10, регулировочную заслонку 11 масленой магистрали системы смазки, датчик температуры охлаждающей жидкости 12, датчик расхода охлаждающей жидкости 13, датчик массового расхода воздуха 14.
Заявленная система охлаждения танка с комбинированным приводом вентилятора работает следующим образом.
Поддержание оптимального теплового состояния двигателя осуществляется комплексно за счет гибкого регулирования расхода охлаждающей жидкости через зарубашечное пространство и радиатор системы охлаждения 2, а также регулирования расхода воздуха, проходящего через радиатор системы охлаждения 2.
Сигнал на исполнительные устройства отправляется с электронного блока управления 9, данные на который поступают с датчиков температуры 12 и расхода 13 охлаждающей жидкости.
При прогреве двигателя 1 или при длительной работе танка на месте, особенно в условиях экстремально низких температур окружающей среды, когда значения температуры охлаждающей жидкости в рубашках охлаждения двигателя 1 находятся ниже минимально допустимых, сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости 12 поступает на электронный блок управления 9, где обрабатывается и далее отправляется на два исполнительных устройства: регулировочную заслонку 10, которая перекрывает путь выпускным газам на турбину 3 турбопривода, и электрический жидкостной насос 8. В этом случае вентилятор 7 системы охлаждения находится в покое, а электрический жидкостной насос 8 снижает расход охлаждающей жидкости через зарубашечное пространство и радиатор системы охлаждения 2, тем самым обеспечивая ускоренный прогрев двигателя 1.
В случае, когда танк эксплуатируется на месте, особенно в условиях экстремально высоких температур окружающей среды, его двигатель работает на режиме холостого хода, который, как известно, характеризуется минимально устойчивой частотой вращения коленчатого вала. Это обстоятельство приводит к критическому уменьшению расхода воздуха через двигатель, в результате чего энергии выпускных газов будет недостаточно для создания момента в турбине 3 и обеспечения потребной частоты вращения вентилятора системы охлаждения 7. О снижении массового расхода воздуха через двигатель до критических значений сигнализирует датчик массового расхода воздуха 14. После обработки в электронном блоке управления 9 сигнал поступает на исполнительный механизм регулировочную заслонку 11 масленой магистрали системы смазки, которая в зависимости от потребной частоты вращения вентилятора 7 открывает путь для смазочного масла из масляной магистрали двигателя 1 и направляет отобранный поток в турбину Пельтона 5. В этом случае потребная частота вращения вентилятора 7 системы охлаждения будет обеспечиваться за счет кинетической энергии смазочного масла двигателя 1, проходящего через турбину Пельтона 5, закрепленной на одном валу с турбиной 3 турбопривода.
При переходе двигателя 1 на рабочие эксплуатационные режимы, когда температура охлаждающей жидкости превысит допустимые значения, сигнал с датчика температуры охлаждающей жидкости 12 и датчика массового расхода воздуха 14 поступает на электронный блок управления 9 и далее отправляется на регулировочную заслонку 10, регулировочную заслонку 11 масленой магистрали системы смазки и электрический жидкостной насос 8. Поворачиваясь на заданный угол, регулировочная заслонка 10 открывает путь выпускным газам, энергия которых вращает турбину 3 турбопривода. В это же время регулировочная заслонка 11 масленой магистрали системы смазки перекрывает путь смазочному маслу к турбине Пельтона 5. Крутящий момент от колеса турбины 3 через электрическую фрикционную муфту 4 и турбину Пельтона 5 передается на вентилятор 7, обеспечивая его вращение с требуемой для поддержания рационального теплового режима двигателя 1 частотой, а электрический жидкостной насос 8 увеличивает расход охлаждающей жидкости через зарубашечное пространство и радиатор системы охлаждения 2. Возможность турбины Пельтона 5 передавать крутящий момент от турбины 3 на вентилятор системы охлаждения 7 обусловлена тем, что его корпус постоянно находится в заполненном смазочным маслом состоянии, слив которого в масляную магистраль невозможен в связи с наличием редукционного клапана 6, отрегулированного на избыточное давление системы смазки двигателя 1.
По сравнению с прототипом, предлагаемая система охлаждения танка с комбинированным приводом вентилятора обеспечивает эффективное охлаждение двигателя при его работе на режиме холостого хода.