ВОДЯНОЙ НАСОС СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ТАНКА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

Предложение относится к области транспортного двигателестроения, а именно к системам охлаждения. Реализация устройства позволит автоматически поддерживать рациональный температурный режим системы охлаждения.
Известна система охлаждения двигателя танка Т-72 (Дизель В-84М (В-84, В-84-1 Техническое описание. М., Воениздат, 1991, 128 с.), содержащая водяной насос, наружные водяные трубопроводы и внутренние полости рубашек цилиндров и головок блоков, водяной радиатор, термометр и паровоздушный клапан.
Привод, осуществляющий передачу крутящего момента на водяной насос, выполнен механическим от механизма передач дизеля с постоянным передаточным числом, то есть имеющим линейную зависимость от частоты вращения коленчатого вала. Такое техническое решение не позволяет гибко регулировать температуру охлаждающей жидкости и поддерживать тепловой баланс двигателя оптимальным при изменении режима работы и параметров окружающей среды, а также обеспечить выключение водяного насоса, когда в его работе нет необходимости (прогрев двигателя, длительная работа на режиме холостого хода в условиях сурового климата и пр.).
2
2
вх
вх
2
вх
1
Известно, что для обеспечения теплового баланса двигателя система охлаждения должна обеспечивать постоянство температуры Т путем изменения количества теплоты Q, отдаваемой в окружающую среду. В общем случае Q=CG(T-Т), где G - расход ОЖ в единицу времени; Т - температура воды на выходе из головки двигателя; Т - температура жидкости на входе в двигатель. Формула показывает, что количество теплоты Q может быть изменено путем воздействия либо на расход охлаждающей жидкости G, либо на температуру Т в соответствии с изменением количества теплоты Q. То есть, для поддержания требуемого теплового состояния двигателя во всем диапазоне возможного изменения эксплуатационных режимов и температуры окружающей среды требуется обеспечение регулирования теплорассеивающей способности радиатора путем изменения расхода охлаждающего воздуха, либо расхода охлаждающей жидкости.
Из уровня техники известны отключаемые насосы системы охлаждения поршневого двигателя [Салахов P.P. Теплообмен в зарубашечном пространстве авиационного поршневого двигателя и разработка адаптивной системы охлаждения с целью улучшения его характеристик на режиме прогрева. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Казань 2015 год, С 29-33]. Чаще всего в таких насосах используется электромагнитная муфта. Водяные насосы с электромагнитной муфтой подразделяется на два типа:
с планетарной передачей, которая может уменьшить скорость вращения водяного насоса, по сравнению со шкивом;
типа вкл/выкл - можно полностью остановить вращение рабочего колеса.
Вместе с тем, планетарные передачи отличаются сложностью, низкой надежностью и высокой стоимостью, а электромагнитные муфты имеют ряд недостатков, в числе которых низкий КПД при малых скоростях, малый передаваемый момент, низкая надежность при резком изменении нагрузки.
Из изученных аналогов в качестве прототипа принят водяной насос системы охлаждения силовой установки танка (Патент РФ №208233 от 21 сентября 2021 г.), содержащий корпус с раструбом, крыльчатку с валом крыльчатки, установленным на подшипниках, внутренняя полость крыльчатки выполнена герметичной и заполнена магнитореологической жидкостью, внутри нее размещают жестко закрепленные на валу лопатки с отверстиями, а также электромагнитную катушку, выполненную с возможностью управления с помощью блока управления.
Недостатком этой конструкции является низкая эффективность обусловленная наличием затрат мощности двигателя на привод водяного насоса и значительными затратами электрической энергии из бортовой сети мобильной машины для создания магнитного поля с целью регулирования вязкости магнитореологической жидкости.
Техническим результатом заявляемого предложения является повышение эффективности работы водяного насоса за счет исключения затрат мощности двигателя и электрической энергии из бортовой сети мобильной машины.
Технический результат достигается тем, что водяной насос системы охлаждения силовой установки танка с гидравлическим приводом, содержащий корпус с раструбом, крыльчатку с валом крыльчатки, установленным на подшипниках, согласно полезной модели снабжен герметичным корпусом гидравлического привода, в котором выполнены масляные каналы, соединяющие расположенные по периметру корпуса форсунки, подающие масло на ковши турбины Пельтона, установленной на одном валу с крыльчаткой. К герметичному корпусу винтовым соединением жестко крепят регулировочную заслонку, выполненную с возможностью управления электронным блоком управления по сигналу от датчика температуры охлаждающей жидкости, а также сливное устройство, обеспечивающее слив масла в масляный бак машины.
Предложение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображена принципиальная схема водяного насоса системы охлаждения силовой установки танка с гидравлическим приводом;
на фиг.2 изображен герметичный корпус с форсунками и турбиной Пельтона.
Предлагаемый водяной насос системы охлаждения силовой установки танка содержит корпус 1 водяного насоса с раструбом, вал 3, вращающийся на подшипниках 4 и 5 с установленными на нем и жестко закрепленными шпоночным соединением крыльчаткой 2 и турбиной Пельтона 6, герметичный корпус 7 гидравлического привода, винтовым соединением, жестко и герметично соединенный с корпусом 1 водяного насоса, форсунки 8, установленные по периметру герметичного корпуса 7 (см. фиг. 2), крепящиеся в нем резьбовым соединением, соединенные между собой масляным каналом 9, масло, которое отбирается с помощью регулировочной заслонки 10, крепящейся винтами к герметичному корпусу 7, и выполненное с возможностью управления от электронного блока управления 11 по сигналу от датчика температур охлаждающей жидкости 13 сливное устройство 12, жестко винтовым соединением крепящееся в нижней части герметичного корпуса 7.
Предлагаемый водяной насос системы охлаждения силовой установки танка с гидравлическим приводом работает следующим образом.
О потребном расходе охлаждающей жидкости, следовательно, о необходимой частоте вращения крыльчатки 2 сигнализирует датчик температуры охлаждающей жидкости 13 (см. фиг. 1). После обработки электронном блоком управления 11 сигнал поступает на исполнительный механизм - регулировочную заслонку 10, которая в зависимости от потребной частоты вращения крыльчатки 2 обеспечивает забор смазочного масла из масляной магистрали двигателя и направляет отобранный поток через масляный канал 9 к форсункам 8, которые формируют реактивную масляную струю на ковши турбины Пельтона 6.
Прекращение вращения крыльчатки 2 достигается тем, что блок управления 11 уменьшает либо полностью прекращает отбор масла регулировочной заслонкой 10 и подачу его в канал 9 соединяющийся с форсунками 8.
Таким образом, потребная частота вращения крыльчатки 2 водяного насоса системы охлаждения двигателя танка будет обеспечиваться за счет кинетической энергии смазочного масла двигателя преобразованной во вращение в турбине Пельтона 6 закрепленной на одном валу с ней.
Слив смазочного масла из герметичного корпуса 7 в масляный бак машины осуществляется с помощью сливного устройства 12.
По сравнению с прототипом предлагаемый водяной насос системы охлаждения силовой установки танка с гидравлическим приводом позволяет исключить затраты мощности двигателя и электрической энергии из бортовой сети мобильной машины.