УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ВОЕННОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА
DEVICE FOR PROVIDING WORKING CAPACITY OF MILITARY TRACK-LAYING MACHINE POWER UNIT AT NEGATIVE AMBIENT TEMPERATURES

Изобретение относится к военным гусеничным машинам, в частности к системам питания воздухом силовой установки военных гусеничных машин (ВГМ).
Военные гусеничные машины (ВГМ) эксплуатируются в различных природно-климатических условиях, в которых изменение температуры окружающего воздуха происходит не только в течение года или месяца, но и в течение одних суток.
В соответствии с ГОСТ 16350-80 более 70% территории Российской Федерации относится к зоне сурового климата. Эта зона характеризуется продолжительностью зимнего периода от 240 до 320 суток, минимальными температурами от минус 40 до минус 70°С. В этой зоне помимо продолжительных периодов низких температур часто возникают сильные ветры скоростью 25 м/с и выше.
Известные аналоги, применяемые на военных гусеничных машинах (ВГМ), обеспечивают только лишь очистку воздуха и подачу его в цилиндры двигателя без предварительного его подогрева при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Из изученных аналогов в качестве прототипа взята система питания двигателя воздухом силовой установки танка Т-72 (см. Техническое описание танка Т-72. - М.: Военное издательство 2002, с. 16), которая включает: воздухоочиститель, воздухопитающую трубу, турбокомпрессор, впускные и выпускные коллекторы и трубопроводы.
Низкая температура окружающего воздуха вызывает уменьшение температуры воздуха во впускном коллекторе силовой установки ВГМ. Впрыск топлива, имеющего пониженную температуру, в холодную воздушную среду вызывает увеличение периода задержки его самовоспламенения. В результате это приводит к неполному сгоранию топлива, жесткой работе двигателя, возрастанию среднего индикаторного давления, увеличению удельного расхода топлива, повышенному износу двигателя, к снижению эффективной мощности дизеля на 5÷6% и т.д.
Для обеспечения постоянной работоспособности силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха необходимо осуществлять подогрев воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя.
В настоящее время во взятом прототипе СУ ВГМ конструктивно не предусмотрен подогрев воздуха во впускном коллекторе двигателя, поэтому для обеспечения работоспособности силовой установки (СУ) ВГМ при отрицательных температурах окружающего воздуха предлагается устанавливать устройства, обеспечивающие подогрев воздуха во впускных коллекторах двигателя.
В связи с этим возникает необходимость разработки и применения устройства для обеспечения работоспособности силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха, подогревающее воздух во впускных коллекторах при работе двигателя в условиях отрицательных температур окружающего воздуха. В результате использования этого устройства будет обеспечиваться полное сгорание топлива, снижение жесткости работы двигателя, уменьшение среднего индикаторного давления, снижение удельного расхода топлива, снижение износа двигателя, повышение эффективной мощности двигателя и т.д.
Задачей настоящего технического решения является разработка устройства для обеспечения работоспособности силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Для достижения поставленной задачи предлагается устройство, обеспечивающее работоспособность силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха, содержащее воздухоочиститель, воздухопитающую трубу, турбокомпрессор, впускные и выпускные коллекторы, трубопроводы, отличающееся тем, что дополнительно во впускные коллекторы установлены обводящие воздушные контуры с тепловыми трубками, заполненными активным телом (смесь дистиллированной воды, аммиака, альдегидов), причем тепловые трубки соединены с выпускными коллекторами для передачи тепловой энергии отработавших газов воздуху, поступающему в цилиндры двигателя, при этом на выходе из турбокомпрессора перед впускными коллекторами установлены воздушные заслонки, регулирующие направление потока воздуха во впускной или обводящий воздушные контуры в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1, 2, которое состоит из воздухоочистителя 1, воздухопитающей трубы 6, турбокомпрессора 5, воздушных заслонок 4, двух впускных коллекторов 7, обводящих воздушных контуров 8 с тепловыми трубками 2, заполненными активным телом (смесь дистиллированной воды, аммиака, альдегидов), двух выпускных коллекторов 3.
Во время работы силовой установки окружающий воздух, проходя через воздухоочиститель 1, очищаясь от механических частиц, поступает в турбокомпрессор 5 через воздухопитающую трубу 6.
При положительных значениях температуры окружающего воздуха воздушные заслонки 4 направляют поток воздуха из турбокомпрессора 5 во впускные коллекторы 7 и далее - в цилиндры двигателя.
При отрицательных значениях температуры окружающего воздуха воздушные заслонки 4 направляют поток воздуха из турбокомпрессора 5 в обводящие воздушные контуры 8 с тепловыми трубками 2, заполненными активным телом (смесь дистиллированной воды, аммиака, альдегидов).
При работе двигателя отработавшие газы удаляются через выпускные коллекторы 3, при этом часть тепловой энергии отработавших газов через тепловые трубки 2 передаются воздуху, поступающего в цилиндры двигателя по обводящему воздушному контуру 8, нагревая его до определенной температуры.
Устройство тепловой трубки представлено на фиг. 2, которое состоит из металлического корпуса 1, теплоизоляции 2, активного тела 3 (смесь дистиллированной воды, аммиака и альдегидов).
При работе двигателя отработавшие газы удаляются через выпускные коллекторы 5 (фиг. 2), при этом часть тепловой энергии отработавших газов через парогенератор I (зоны подвода тепла) тепловых трубок передаются активному телу 3 (смесь дистиллированной воды, аммиака и альдегидов), нагревая его до кипения. Активное тело 3 в парогенераторе I (зоне подвода тепла) начинает активно испаряться, при этом происходит перетекание образовавшегося пара через паропровод II в конденсатор III (доза цикловой подачи активного тела), где он конденсируется на холодных поверхностях конденсатора III (зона отвода тепла), отдавая тепловую энергию воздуху, поступающему в цилиндры двигателя по обводным контурам 4.
Сверхтеплопроводимость пара активного тела 3 тепловых трубок обеспечивает передачу тепла отработавших газов входному воздушному потоку, поступающему в цилиндры двигателя.
Пульсирующий процесс возврата конденсата в парогенератор I осуществляется автоматически за счет образовавшейся разницы давления жидкости и пара в течение одного цикла в рабочих объемах тепловых трубках.
Предложенное устройство обеспечивает работоспособность силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха, за счет подогрева воздуха во впускных коллекторах при работе двигателя.
Использование данного устройства в конструкции СУ ВГМ приводит к полному сгоранию топлива, снижению жесткости работы двигателя, уменьшению среднего индикаторного давления, снижению удельного расхода топлива, снижению износа двигателя, повышению эффективной мощности двигателя и, как следствие, к обеспечению работоспособности СУ ВГМ при эксплуатации в условиях отрицательных температур окружающего воздуха.
Простота конструкции предлагаемого устройства позволяет устанавливать его в ходе серийного производства, а также при модернизации ВГМ и не потребует значительных материальных затрат.