Система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством ионизации воды

Предложение относится к двигателестроению, а именно к устройствам управления силовыми установками с дизельными двигателями с целью улучшения приемистости.
Известна система кратковременного форсирования силовой установки танка с подачей топлива и воды во впускной коллектор двигателя (Патент RU191481 F02B 37/00, F02M 25/025, F02D 29/02. Опубл. 07.08.2019.), содержащая турбопоршневой дизельный двигатель с впускными коллекторами, воздушную систему запуска двигателя, снабженную воздушными баллонами, пневматически связанными с воздушным фильтром и понижающим редуктором, электропневмоклапан, электрически связанный с ним микровыключатель, установленный под педалью подачи топлива, педаль подачи топлива, электронный блок управления, электрически связанные с ним вихревые электромагнитные форсунки, размещенные во впускном коллекторе напротив впускных клапанов газораспределения и соответствующие числу цилиндров двигателя, электрический топливный насос, резервуар для воды, связанный трубопроводами с электрическим жидкостным насосом, датчик согласования фаз газораспределения, электрически связанный с электронным блоком управления.
Недостатком данной системы является то, что дополнительно впрыснутые топливо и вода во впускной коллектор двигателя при поступлении в цилиндры двигателя на такте впуска вызывают резкое увеличение максимального давления сгорания, что вызывает жесткость и нестабильность работы двигателя.
Из изученных аналогов в качестве прототипа принята система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством корректировки угла начала впрыска топлива (Патент RU194935 F02B 47/02, F02M 25/025, F02D 29/02. Опубл. 30.12.2019.), содержащая воздушные баллоны, воздушный фильтр, редуктор, трубопроводы, электропневмоклапан, электрический топливный насос, впускные коллекторы, турбопоршневой дизельный двигатель внутреннего сгорания, вихревые электромагнитные форсунки по числу цилиндров, электрический жидкостной насос, электронный блок управления, выключатель, микровыключатель, педаль подачи топлива, резервуар для воды, датчик согласования фаз газораспределения, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива.
Недостатком данной системы является ее низкая эффективность, обусловленная увеличением образования несгоревших тяжелых фракций в виде сажи на элементов цилиндропоршневой группы и на стенках всего газоотводящего тракта, нарушая их правильную работу, увеличивая их износ и снижая ресурс двигателя.
Техническим результатом заявленной системы является повышение эффективности ее работы за счет улучшения сгорания дизельного топлива в цилиндрах двигателя.
Технический результат достигается тем, что система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством ионизации воды, содержащая дизельный двигатель, впускные коллекторы, с расположенными на них вихревыми электромагнитными форсунками по числу цилиндров, воздушные баллоны воздушной системы пуска двигателя, воздушный фильтр, редуктор, электропневмоклапан, трубопроводы, электрический топливный насос, резервуар для воды, электрический жидкостной насос, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива, датчик согласования фаз газораспределения, электронный блок управления, выключатель, микровыключатель, педаль подачи топлива.Систему дополнительно оборудуют соединенными посредством воздушных трубопроводов ресивером-накопителем, с расположенными внутри разрядными пластинами, напряжение на которые подается от преобразователя напряжения, устройством для смешивания воды и озона, поступающего из ресивера-накопителя, электропневмоклапана, выполненного с возможностью управления электронным блоком управления, ресивер-накопитель выполнен с возможностью пополнения воздухом через трубопровод с обратным клапаном и кислородную мембрану.
Предложение поясняется фигурой, где изображена принципиальная схема системы кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством ионизации воды.
Предлагаемая система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством ионизации воды содержит: дизельный двигатель 1, впускные коллекторы 2, с расположенными на них вихревыми электромагнитными форсунками 3 по числу цилиндров, воздушные баллоны 4 воздушной системы пуска двигателя, воздушный фильтр 5, редуктор 6, электропневмоклапан 7, трубопроводы 8, электрический топливный насос 9, резервуар для воды 10, электрический жидкостной насос 11, ресивер-накопитель 12, разрядные пластины 13, преобразователь напряжения 14, электропневмоклапан 15, устройство для смешивания воды и озона 16, обратный клапан 17, кислородная мембрана 18, воздушные трубопроводы 19, электромеханический корректор угла начала впрыска топлива 20, датчик согласования фаз газораспределения 21, электронный блок управления 22, выключатель 23, микровыключатель 24, педаль подачи топлива 25.
Предлагаемая система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством ионизации воды работает следующим образом. При работе двигателя на режимах малых нагрузок и холостого хода, а также при движении танка с ограниченной скоростью предлагаемая система находится в выключенном состоянии. В случае возможного столкновения с противником или ухудшения дорожно-грунтовых условий, требующих увеличения мощности свыше установленной характеристикой двигателя, механик-водитель включает выключатель 23, тем самым приводя систему кратковременного форсирования силовой установки танка в рабочее состояние. В это время путем подачи на разрядные пластины 13 электрического разряда высокой частоты и напряжения, создаваемого преобразователем напряжения 14, работающего от бортовой сети танка в ресивере-накопителе 12 подготавливается озон. Обратный клапан 18 исключает возможность утечки озона из ресивера-накопителя в воздушную систему. Воздействуя на педаль подачи топлива 25, механик-водитель замыкает находящийся под ней микровыключатель 24, от которого следует сигнал на электронный блок управления 22. Далее электронный блок управления 22 с учетом показаний датчика согласования фаз газораспределения 21 формирует управляющий сигнал:
на электропневмоклапан 7, обеспечивая его открытие и подачу воздуха из воздушных баллонов 4 посредством трубопроводов 8 через воздушный фильтр 5 под давлением, обеспечиваемым редуктором 6, к вихревым электромагнитным форсункам 3;
на электрический топливный насос 9, обеспечивая его работу и, соответственно, подачу топлива к вихревым электромагнитным форсункам 3;
на электрический жидкостной насос 11, обеспечивая его работу и, соответственно, подачу воды из резервуара для воды 10 к вихревым электромагнитным форсункам 3 через устройство для смешивания воды и озона 16;
на электропневмоклапан 15, обеспечивая поступление озона из ресивера-накопителя 12 посредством воздушных трубопроводов 19 к устройству для смешивания воды и озона 16;
на вихревые электромагнитные форсунки 3, обеспечивая их открытие и дозированную подачу порций топливо-водо-воздушной смеси во впускные коллекторы 2, напротив впускных клапанов тех цилиндров дизельного двигателя 1, в которых происходит такт впуска, соответствии с порядком их работы;
на электромеханический корректор угла начала впрыска топлива 20, который осуществляет корректировку угла начала впрыска основной порции топлива в цилиндры двигателя в целях обеспечения снижения максимального давления сгорания и снижение механической нагруженности деталей двигателя.
Поступающая из резервуара для воды 10 вода в устройстве для смешивания воды и озона 16 озонируется, то есть насыщается озоном, поступающим в устройство для смешивания воды и озона 16 из ресивера-накопителя 12.
Ионизированная вода, входящая в состав топливо-водо-воздушной смеси, подаваемой во впускные коллекторы 2 дизельного двигателя 1, ускоряет процесс окисления сложных углеводородов примерно в 1, 5 раза, обеспечивает более полное сгорание в камерах сгорания недоиспользованного ранее дизельного топлива, выделяя при этом меньше продуктов горения, и дополнительно снижает расход топлива. Полное сгорание топлива способствует увеличению выделившейся энергии, что в свою очередь способствует дополнительному увеличению мощности двигателя выше номинальной.
При отсутствии необходимости дальнейшего движения танка на форсированном режиме механик-водитель отпускает педаль подачи топлива 25, находящийся под ней микровыключатель 24 отключается, тем самым сообщая сигнал на электронный блок управления 22 о прекращении подачи дополнительной порции топливо-водо-воздушной смеси во впускные коллекторы 2 дизельного двигателя 1.
Израсходованное количество воздуха из воздушных баллонов 4 будет пополняться штатным компрессором двигателя (на фигуре не показан). Израсходованное количество озона будет пополняться путем озонирования воздуха, поступающего в ресивер-накопитель 12 через кислородную мембрану 18 от штатного компрессора двигателя (на фигуре не показан).
По сравнению с прототипом предлагаемая система кратковременного форсирования силовой установки танка с устройством ионизации воды обеспечивает повышение эффективности ее работы за счет улучшения сгорания дизельного топлива в цилиндрах двигателя и, как следствие, увеличения мощности двигателя, снижения образования несгоревших тяжелых фракций в виде сажи на элементах цилиндропоршневой группы и на стенках всего газоотводящего тракта, а также увеличение ресурса двигателя.