УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОЕННОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА
DEVICE FOR ASSURANCE OF OPERABILITY OF MILITARY TRACKED VEHICLE AT NEGATIVE VALUES OF AMBIENT AIR TEMPERATURE

Изобретение относится к военным гусеничным машинам, в частности к системам подогрева силовой установки военных гусеничных машин.
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.
Для обеспечения надежного пуска и устойчивой работы силовой установки (СУ) ВГМ устанавливают системы подогрева.
Системы подогрева СУ ВГМ обеспечивают разогрев моторного и трансмиссионного масел путем подачи нагретой охлаждающей жидкости в теплообменник подогревателя, в систему охлаждения и змеевики, установленные в масляных баках системы смазки двигателя, и системы гидроуправления и смазки трансмиссии ВГМ. Следовательно, масло находящееся в масляных баках системы смазки двигателя и системы гидроуправления и смазки трансмиссии при отрицательных температурах окружающего воздуха разогревается до определенных температур, позволяющих обеспечить надежный пуск и устойчивую работу СУ ВГМ.
Однако надежный пуск подогревателя системы подогрева СУ ВГМ зависит от бесперебойной подачи топлива в котел подогревателя.
В процессе эксплуатации в баки систем питания топливом СУ ВГМ заправляются различные дизельные топлива в соответствии с руководствами и инструкциями по эксплуатации.
Применяемые дизельные топлива на образцах ВГМ имеют различные значения температуры помутнения и застывания, которые определяют бесперебойную подачу (прокачиваемость) их из расходного топливного бака системы питания топливом в котел подогревателя системы подогрева СУ и цилиндры двигателя, в необходимом количестве. Поэтому дизельные топлива должны использоваться до определенных значений отрицательных температур окружающего воздуха, обеспечивая при этом надежный пуск и устойчивую работу как подогревателя, так и СУ ВГМ.
В условиях эксплуатации ВГМ, при которых температура окружающего воздуха может быть ниже температуры помутнения или застывания дизельного топлива, происходит кристаллизация (застывание) молекулярных цепочек твердых углеводородов, в результате этого дизельное топливо, находящееся в топливной системе СУ ВГМ, теряет свою прокачиваемость и его невозможно будет подать из расходного топливного бака в камеру сгорания подогревателя системы подогрева СУ или цилиндры двигателя, что в конечном итоге приводит к потере работоспособности системы питания топливом СУ и ВГМ в целом.
Кроме того, при остановке СУ ВГМ прекращают работать маслозакачивающий и маслооткачивающие насосы, прекращается циркуляция масла в системе гдроуправления и смазки трансмиссии ВГМ, в результате чего в картерах бортовых коробок передач (БКП) и картере входного редуктора остается значительное количество масла (около 20 л).
При отрицательных температурах окружающего воздуха для обеспечения работоспособного состояния ВГМ и надежного пуска СУ, а также снижения нагрузки на систему электрического пуска СУ перед остановкой СУ масло из картеров БКП и картера входного редуктора необходимо откачивать в масляный бак системы гидроуправления и смазки трансмиссии.
Воздействие отрицательных температур окружающего воздуха приводит к значительному увеличению вязкости масла, которая может привести к увеличению момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала при пуске СУ ВГМ, а в отдельных случаях, при определенной отрицательной температуре окружающего воздуха, масло в агрегатах трансмиссии застывает (теряет прокачиваемость), что приводит к невозможности пуска СУ ВГМ.
Известны системы подогрева силовых установок ВГМ, содержащие подогреватель системы подогрева СУ, змеевики масляных баков, обогреваемые полости двигателя, обогреваемые рубашки маслозакачивающих насосов, трубопроводы, которые обеспечивают пуск СУ ВГМ до определенных температур окружающего воздуха.
В качестве прототипа взята система подогрева силовой установки танка Т-72 (см. Техническое описание танка Т-72. - М.: Военное издательство 2002, с. 99), которая включает в себя подогреватель системы подогрева СУ, змеевики масляных баков, обогреваемые полости двигателя, обогреваемые рубашки маслозакачивающих насосов, трубопроводы.
При определенных значениях отрицательных температур окружающего воздуха дизельное топливо может застывать в баках топливной системы СУ ВГМ, что приводит к нарушению бесперебойной его подачи в котел подогревателя системы подогрева СУ и цилиндры двигателя и как следствие к невозможности пуска подогревателя системы подогрева и в целом СУ ВГМ.
Как показала практика эксплуатации ВГМ, при отрицательных температурах окружающего воздуха возможны случаи остановки СУ без откачки масла из агрегатов трансмиссии по различным причинам (аварийная остановка двигателя, по вине механиков-водителей и т.п.).
Анализ эксплуатации ВГМ показал, что большая часть случаев остановок СУ без откачки масла из агрегатов трансмиссии, при отрицательных температурах окружающего воздуха, происходит по вине механиков-водителей (операторов) ВГМ из-за невыполнения ими требований эксплуатационной документации ВГМ либо неправильного выполнения алгоритма действий при проведении откачки масла. В результате всего этого система гидроуправления и смазки трансмиссии не позволяет осуществить пуск СУ ВГМ из-за застывшего масла в картерах агрегатов трансмиссии вследствие создания момента сопротивления, не позволяющего проворачивать коленчатый вал двигателя.
Для осуществления разогрева застывшего трансмиссионного масла в картерах БКП и входного редуктора, а также топливной системы, в которой образовались кристаллы парафина или произошла его полная кристаллизация (застывание), не существует способов и средств разогрева.
Таким образом, из-за отсутствия в конструкции ВГМ, в настоящее время, эффективных средств разогрева застывшего дизельного топлива в топливных баках системы питания топливом СУ, застывшего трансмиссионного масла в картерах БКП и входного редуктора невозможно обеспечить необходимый уровень работоспособности и боевой готовности ВГМ, надежный пуск и устойчивую работу подогревателя системы подогрева СУ ВГМ при определенных значениях отрицательных температур окружающего воздуха в различных природно-климатических условиях, что является существенным недостатком существующих устройств и систем подогрева.
В целях обеспечения работоспособности ВГМ и подержания определенного уровня боевой готовности, при отрицательных температурах окружающего воздуха в различных природно-климатических условиях, следует иметь устройства, которые позволяли бы бесперебойно прокачивать дизельное топливо из расходного бака системы питания топливом в цилиндры двигателя и непрерывно подавать его в котел подогревателя системы подогрева СУ, а также, при необходимости, подогревать масло в агрегатах трансмиссии до определенного уровня вязкости, позволяющего осуществлять надежный пуск СУ.
Целью предлагаемого технического решения является обеспечение работоспособности ВГМ, надежного пуска и устойчивой работы ее СУ при различных отрицательных значениях температуры окружающего воздуха.
Для достижения поставленной цели предлагается устройство для обеспечения работоспособности военной гусеничной машины при отрицательных значениях температуры окружающего воздуха, содержащее подогреватель системы подогрева силовой установки, змеевики масляных баков, обогреваемые полости двигателя, обогреваемые рубашки маслозакачивающих насосов, трубопроводы, отличающееся тем, что в систему подогрева силовой установки дополнительно установлены блок контроля и выдачи команд, пульт управления, змеевик подогрева дизельного топлива в расходном топливном баке, дополнительный топливный бак, датчики температуры топлива в дополнительном и расходном топливных баках, подогреватель топлива в дополнительном топливном баке и в топливном трубопроводе, топливные краны, змеевики подогрева масла в бортовых коробках передач и входном редукторе, указатель уровня масла в масленом баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии, датчик температуры масла в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии, кран, при этом блок контроля и выдачи команд соединен с пультом управления, датчиками температуры топлива, подогревателями топлива, топливными кранами, указателем уровня масла, датчиком температуры масла, краном и подогревателем системы подогрева силовой установки.
Устройство для обеспечения работоспособности военной гусеничной машины при отрицательных значениях температуры окружающего воздуха представлено графически на фиг.1, которое содержит дополнительный топливный бак 1; датчик температуры топлива 2, 25; подогреватель топлива 3, 27; топливный кран 4, 26; подогреватель системы подогрева СУ 5; обогреваемые полости двигателя 6; рубашки охлаждения маслозакачивающих насосов 7; масляный бак системы смазки двигателя 8; змеевик масляного бака системы смазки двигателя 9; масляный бак системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10; змеевик масляного бака системы гидроуправления и смазки трансмиссии 11; датчик температуры масла 12; указатель уровня масла 13; кран 14; входной редуктор 15; правую БКП 16; змеевик правой БКП 17; змеевик входного редуктора 18; левую БКП 19; змеевик левой БКП 20; пульт управления 21; блок контроля и выдачи команд 22; расходный топливный бак 23; змеевик расходного топливного бака 24.
При включении питания, с помощью пульта управления 17, на блок контроля и выдачи команд 22 подается напряжение от внешнего источника электрического тока (буферной группы) или бортовой сети ВГМ. При этом информация о значении величины температуры дизельного топлива поступает непрерывно в блок контроля и выдачи команд 22 с датчиков температуры топлива 2, 25, находящихся в дополнительном топливном баке 1 и в расходном топливном баке 23, соответственно, а информация о величине температуры масла в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10 поступает от датчика температуры масла 12.
Поступившая в блок контроля и выдачи команд 22 информация обрабатывается. При этом, если значение температуры дизельного топлива в дополнительном топливном баке 1 и расходном топливном баке 23 ниже установленного значения, блок контроля и выдачи команд 22 направляет сигналы для включения подогревателей топлива 3, 27.
При достижении температуры дизельного топлива в дополнительном топливном баке определенного значения блок контроля и выдачи команд 22 направляет сигналы на топливные краны 4, 26, при этом топливный кран 4 открывается, а топливный кран 26 закрывается. Таким образом, питание дизельным топливом подогревателя системы подогрева СУ 5 осуществляется из дополнительного топливного бака 1, информация об использовании дизельного топлива из дополнительного топливного бака 1 отображается на пульте управления 21.
В случаи если откачка масла не производилась или произведена с нарушением алгоритма действий, предусмотренных инструкцией по эксплуатации ВГМ, уровень масла в масленом баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10 будет ниже определенного уровня. Информация об уровне масла в масленом баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10 поступает в блок контроля и выдачи команд 22 от датчика уровня масла 13, установленного в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10.
В блоке контроля и выдачи команд 22 происходит обработка полученной информации от датчика температуры масла 12 и датчика уровня масла 13. При этом, если уровень масла в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10 окажется ниже определенного уровня, а температура масла в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10 окажется отрицательной, то блок контроля и выдачи команд 22 подает сигнал на открытие крана 14. Информация об открытии крана 14 отображается на пульте управления 21.
После получения информации о возможности использования дизельного топлива из дополнительного топливного бака 1 механик-водитель (оператор) производит пуск подогревателя системы подогрева СУ 5 в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации образца ВГМ.
Подогреватель системы подогрева СУ 5 разогревает охлаждающую жидкость и направляет ее при помощи установленного в нем наноса по трубопроводам в обогреваемые полости двигателя 6, рубашки охлаждения маслозакачивающих насосов 7, змеевик масляного бака системы смазки двигателя 9, змеевик масляного бака системы гидроуправления и смазки трансмиссии 11, змеевик расходного топливного бака 24, змеевик правой БКП 17, змеевик входного редуктора 18, змеевик левой БКП 20, после этого охлаждающая жидкость возвращается в подогреватель системы подогрева СУ 5.
Таким образом, осуществляется разогрев обогреваемых полостей двигателя 6, рубашек охлаждения маслозакачивающих насосов 7, масла в масляном баке системы смазки двигателя 8, масла в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10, дизельного топлива в расходном топливном баке 23, масла в картере входного редуктора 15, масла в картере правой БКП 16, масла в картере левой БКП 19.
По мере разогрева дизельного топлива в расходном топливном баке 23 блок контроля и выдачи команд 22 получает данные о величине температуры дизельного топлива от датчика температуры топлива 25.
Полученная информация о величине температуры дизельного топлива обрабатывается в блоке контроля и выдачи команд 22, который при достижении температуры дизельного топлива, соответствующей определенному значению, направляет сигналы на топливные краны 4, 26, при этом топливный кран 4 закрывается, а топливный кран 26 открывается.
В результате питание топливом подогревателя системы подогрева СУ 6 осуществляется из расходного топливного бака 24. Информация об использовании дизельного топлива из расходного топливного бака 23 отображается на пульте управления 21.
По мере разогрева масла в масляном баке системы гидроуправления и смазки трансмиссии 10 блок контроля и выдачи команд 22 получает данные о величине температуры масла от датчика температуры масла 12.
Полученная информация о величине температуры масла от датчика температуры масла 12 обрабатывается в блоке контроля и выдачи команд 22, который при достижении температуры масла, соответствующей определенному уровню его необходимой вязкости, направляет сигналы на пульт управления 21.
Следовательно, перед пуском СУ ВГМ блок контроля и выдачи команд 22 непрерывно контролирует и постоянно поддерживает необходимую величину температуры дизельного топлива, при этом обеспечивая необходимый уровень его прокачиваемости из расходного топливного бака 23 в камеру сгорания подогревателя системы подогрева СУ 5 и цилиндры двигателя, а также оптимальный уровень вязкости масла в агрегатах трансмиссии.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять заданный уровень работоспособности ВГМ, облегчить пуск и обеспечить устойчивую работу СУ ВГМ при определенных отрицательных значениях температуры окружающего воздуха в различных природно-климатических условиях путем осуществления непрерывной прокачиваемости дизельного топлива из расходного топливного бака в цилиндры двигателя за счет его разогрева в расходном топливном баке, а также поддержания необходимого уровня вязкости масла в агрегатах трансмиссии путем его разогрева.
Простота конструкции предлагаемого устройства позволяет устанавливать его в ходе серийного производства, а также при модернизации ВГМ и не потребует значительных материальных затрат.