УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОЕННОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА
DEVICE FOR THE MILITARY CATERPILLAR VEHICLE OPERATIONAL CAPABILITY ENABLING UNDER THE AMBIENT AIR NEGATIVE TEMPERATURES

Изобретение относится к военным гусеничным машинам, в частности к системам питания топливом силовых установок военных гусеничных машин.
В процессе эксплуатации военных гусеничных машин (ВГМ) в баки систем питания топливом их силовых установок (СУ) заправляются различные марки дизельных топлив в соответствии с руководствами и инструкциями по эксплуатации.
Дизельные топлива характеризуются определенными низкотемпературными свойствами - температурами помутнения (кристаллизации парафинов), застывания (полная потеря прокачиваемости) и предельной фильтруемости (температура, при которой топливо еще способно проходить через фильтр), в соответствии с ГОСТ 305-82. Низкотемпературные свойства топлива определяют способность топлива проходить через фильтры и обеспечивать прокачку по трубопроводам и обеспечивать его бесперебойную подачу (прокачиваемость) в цилиндры двигателя в необходимом количестве в условиях отрицательных температур, обеспечивая при этом работоспособность системы питания топливом СУ ВГМ.
Эксплуатация ВГМ осуществляется в различных природно-климатических условиях, в которых изменение температуры окружающего воздуха может происходить не только в течение года или месяца, но и в течение одних суток. Поэтому прокачиваемость дизельных топлив (подача топлива из баков машины в цилиндры двигателя) должна быть постоянной и не зависть от изменения температуры окружающего воздуха.
Одной из причин снижения работоспособности ВГМ, работающих в условиях отрицательных температур, является снижение прокачиваемости дизельного топлива в системе питания топливом СУ из-за образования кристаллов парафина или прекращения подачи дизельного топлива вследствие полной потери его прокачиваемости (застывания).
Известны устройства для обеспечения работоспособности системы питания топливом силовой установки военной гусеничной машины, содержащие топливные баки, фильтры грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления, форсунки и трубопроводы, блок контроля и выдачи команд, пульт управления, датчики температуры топлива в топливных баках и в топливных трубопроводах, подогреватели топлива в топливных фильтрах грубой и тонкой очистки, в топливных баках и в топливных трубопроводах.
В качестве прототипа взято устройство для обеспечения работоспособности системы питания топливом силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха (Патент 2545268 Российская Федерация, МПК F02M 31/125, F41H 7/00, №2014126501; заявл. 30.06.2014), содержащее топливоподкачивающий насос, подогреватели топлива, датчики температуры, топливные трубопроводы, топливные баки, блок контроля и выдачи команд, подогреватель, топливный насос высокого давления, топливные фильтры тонкой очистки, пульт управления, топливный фильтр грубой очистки.
В условиях эксплуатации ВГМ, при которых температура окружающего воздуха может быть ниже температуры помутнения или застывания дизельного топлива, происходит кристаллизация молекулярных цепочек твердых углеводородов.
Выделение из дизельного топлива кристаллов углеводородов нормальных парафинов в виде твердой фазы приводит к увеличению вязкости дизельного топлива, вследствие понижения температуры окружающего воздуха. В результате этого, дизельное топливо, находящиеся в топливной системе СУ ВГМ, теряет прокачиваемость и застывает. Кристаллами парафина забиваются элементы топливной системы СУ ВГМ, при этом наиболее уязвимыми элементами топливной системы СУ ВГМ являются фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливные трубопроводы, топливные баки. Вероятность потери прокачиваемости дизельного топлива здесь самая высокая, потому что забор застывшего дизельного топлива из баков топливоподкачивающим насосом и подача его в цилиндры двигателя невозможны, что в конечном результате приводит к потере работоспособности системы питания топливом СУ ВГМ.
Для пуска силовой установки ВГМ, в топливной системе которой образовались кристаллы парафина или произошла его полная кристаллизация (застывание), в рассматриваемом прототипе предусмотрены электрические подогреватели дизельного топлива типа ЭПДТ - 150. В нагревательных элементах подогревателей используются позисторы (полупроводниковая керамика), характеризуемые большой наработкой на отказ, эффективностью и безопасностью (отключаются при температуре 130°C). В качестве подогревателей топлива, устанавливаемых в топливные трубопроводы, могут использоваться гибкие полупроводниковые нагревательные элементы.
Однако применение таких подогревателей не позволяет обеспечить подогрев дизельного топлива во всем объеме топливных баков, топливных трубопроводов и топливных фильтрах. Электрические подогреватели типа ЭПДТ - 150, устанавливаемые в топливных баках ВГМ и топливных фильтрах для подогрева дизельного топлива, а также гибкие полупроводниковые нагревательные элементы, устанавливаемые в топливных трубопроводах, позволяют осуществить подогрев дизельного топлива, непосредственно соприкасающегося с нагревательными элементами, в результате чего не обеспечивается постоянная прокачиваемость топлива и его надежная подача в цилиндры СУ ВГМ.
Таким образом, электрические подогреватели типа ЭПДТ - 150, устанавливаемые в топливных баках ВГМ и топливных фильтрах для подогрева дизельного топлива, а также гибкие полупроводниковые нагревательные элементы, устанавливаемые в топливных трубопроводах, не обеспечивают необходимый уровень боевой готовности ВГМ, надежный пуск и устойчивую работу СУ при определенных значениях отрицательных температур окружающего воздуха в различных природно-климатических условиях. Это является существенным недостатком устройства для обеспечения работоспособности системы питания топливом силовой установки военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Для обеспечения работоспособности ВГМ и поддержания необходимого уровня боевой готовности, надежного пуска и устойчивой работы СУ при определенных значениях отрицательных температур окружающего воздуха в различных природно-климатических условиях необходимо иметь устройства, которые позволяли бы бесперебойно прокачивать дизельное топливо из баков системы питания топливом в цилиндры двигателя. Следовательно, работоспособность системы питания топливом СУ ВГМ, в условиях отрицательных температур, может осуществляться путем установки в системе питания топливом индукционных (бесконтактных) подогревателей, позволяющих обеспечить предварительный подогрев дизельного топлива во всем объеме топливных баков, топливных трубопроводов и топливных фильтров перед его подачей в цилиндры двигателя.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение работоспособности ВГМ при отрицательных температурах окружающего воздуха за счет непрерывной подачи дизельного топлива в цилиндры двигателя, путем установки в системе питания топливом индукционных (бесконтактных) подогревателей, позволяющих обеспечить предварительный подогрев дизельного топлива во всем объеме топливных баков, топливных трубопроводов и топливных фильтров.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для обеспечения работоспособности военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха, содержащее топливоподкачивающий насос, подогреватели топлива, датчики температуры, топливные трубопроводы, топливные баки, блок контроля и выдачи команд, подогреватель, топливный насос высокого давления, топливные фильтры тонкой очистки, пульт управления, топливный фильтр грубой очистки, отличающееся тем, что дополнительно установлены блок обработки информации, блок выдачи команд, индукционные подогреватели топливных баков, индукционные подогреватели топливного фильтра грубой очистки, индукционные подогреватели топливных фильтров тонкой очистки, индукционные подогреватели топливных трубопроводов, пульт управления, дистанционный пульт управления, при этом блок выдачи команд соединен с пультом управления и дистанционным пультом управления, а блок обработки информации соединен с датчиками температуры топлива.
Устройство для обеспечения работоспособности военной гусеничной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха представлено на фиг. 1, которое содержит: индукционные подогреватели топливных баков 1, 9, 10, 18; топливные баки 2, 8, 16; датчики температуры топлива 3, 4, 7, 11, 12, 15, 23, 26, 32; индукционные подогреватели трубопроводов 5, 13, 21, 27, 33; топливные трубопроводы 6, 14, 20, 29; подогреватель 17; блок обработки информации 19; топливный насос высокого давления 22; индукционные подогреватели топливных фильтров 24, 34; топливные фильтры тонкой очистки 25; дистанционный пульт управления 28; блок выдачи команд 30; пульт управления 31; топливоподкачивающий насос 36.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Блок выдачи команд 30 установлен внутри образца ВГМ и подключается к внешнему источнику электрического тока или бортовой сети ВГМ.
При включении питания с помощью пульта управления 31 или дистанционного пульта 28 на блок выдачи команд 30 подается напряжение от внешнего источника электрического тока (буферной группы) или бортовой сети ВГМ. При этом значения величины температуры топлива с датчиков температуры 3, 4, 7, 11, 12, 15, 23, 26, 32, находящихся в топливных баках 2, 8, 16 и топливных трубопроводах 6, 14, 20, 29, непрерывно поступают в блок обработки информации 19. Поступившая в блок обработки информации 19 информация обрабатываются и по результатам обработанных данных, в случаях, если значения температуры топлива в топливных баках 2, 8, 16 и топливных трубопроводах 6, 14, 20, 29 системы питания топливом СУ ниже установленного значения, блок обработки информации 19 направляет в блок выдачи команд 30 сигналы для включения индукционных подогревателей топливных баков 1, 9, 10, 18, индукционных подогревателей трубопроводов 5, 13, 21, 27, 33, индукционных подогревателей топливных фильтров 24, 34.
По мере подогрева топлива в топливных баках 2, 8, 16 и топливных трубопроводах 6, 14, 20, 29, топливных фильтров тонкой очистки 25 и топливного фильтра грубой очистки 35, блок обработки информации 19 получает данные о величине температуры дизельного топлива от датчиков температуры 3, 4, 7, 11, 12, 15, 23, 26, 32, находящихся в топливных баках 2, 8, 16 и топливных трубопроводах 6, 14, 20, 29.
Полученная информация о величине температуры дизельного топлива от датчиков температуры 3, 4, 7, 11, 12, 15, 23, 26, 32 обрабатывается в блоке обработке информации 19, который при достижении температуры дизельного топлива, соответствующей определенному уровню его прокачиваемости (подачи), направляет сигналы в блок выдачи команд 30, который дает команду на отключение индукционных подогревателей топливных баков 1,9, 10, 18, индукционных подогревателей трубопроводов 5, 13, 21, 27, 33, индукционных подогревателей топливных фильтров 24, 34. Информация об этом отображается на пульте управления 31.
Таким образом, перед пуском и в процессе работы СУ ВГМ блок обработки информации 19 непрерывно контролирует величину температуры топлива, направляя сигналы в блок выдачи команд 30, который, включая индукционные подогреватели, постоянно поддерживает заданную температуры топлива в топливных баках, топливных трубопроводах, топливных фильтрах грубой и тонкой очистки топлива, обеспечивая, таким образом, необходимый уровень прокачиваемости дизельного топлива для подачи его из топливных баков в цилиндры двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха и в различных природно-климатических условиях.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить уровень работоспособности ВГМ в условиях воздействия отрицательной температуры окружающего воздуха, облегчить пуск СУ ВГМ путем обеспечения прокачиваемости дизельного топлива за счет его подогрева во всем объеме топливных баков, топливных фильтров грубой и тонкой очистки, топливных трубопроводов перед пуском СУ ВГМ, тем самым обеспечивая его бесперебойную подачу из топливных баков в цилиндры двигателя.
Простота конструкции предлагаемого устройства позволяет устанавливать его в ходе серийного производства, а также при модернизации ВГМ и не потребует значительных материальных затрат.