Дизельный двигатель военной гусеничной машины с устройством регулирования наддува

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использована для повышения эффективности работы турбокомпрессора дизельного двигателя военных гусеничных машин.
Известно устройство для регулирования наддува дизеля, содержащее турбокомпрессор с турбиной, работающей на отработавших газах, и компрессором, напорный патрубок которого сообщен с цилиндрами дизелей через приемный ресивер, резонансный трубопровод и промежуточные емкости, объединяющая каждая впускные патрубки не более чем четырех цилиндров с неперекрывающимися фазами впуска (Авторское свидетельство СССР №946411, кл. F02B 27/00, 1982). Приемный ресивер снабжен предохранительным клапаном, отрегулированным на допустимое давление в промежуточной емкости. Клапан имеет подпружиненный запорный элемент, поперечное сечение которого выполнено по линейной зависимости от его хода. Турбокомпрессор подобран так, чтобы обеспечить достаточно высокий крутящий момент дизеля при пониженной частоте вращения коленчатого вала.
Недостатком в известном устройстве является то, что применяемое регулирование не исключает условий для возникновения рассогласований расходных характеристик турбокомпрессора и поршневого двигателя вследствие отставания разгона турбокомпрессора от разгона коленчатого вала на переходных режимах работы, что приводит к снижению эксплуатационных экономических и мощностных показателей.
Известна система (Патент на полезную модель RU №101093 МПК F02B 37/04, F02B 37/14, опубликовано 10.01.2011), принятая за прототип, содержащая двигатель внутреннего сгорания, турбину, компрессор, воздушный фильтр, соединенный через воздуховод с компрессором, глушитель, соединенный через выпускной трубопровод с турбиной, перепускной клапан канала отработавших газов, ресивер отработавших газов, в котором происходит аккумулирование энергии отработавших газов, перепускной клапан ресивера, односторонний клапан, установленный в перепускном канале сжатых газов с ресивера на турбину и блок управления перепускными клапанами. Один из недостатков данной системы - наличие ресивера отработавших газов достаточно большого объема. Силовая установка с данной системой имеет низкие показатели по габаритной мощности, в следствие чего затруднено ее применение на военных гусеничных машинах.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение приемистости дизельного двигателя с газотурбинным наддувом при сохранении приемлемых показателей габаритной мощности силовой установки.
Технический результат предложенной полезной модели достигается тем, что в дизельном двигателе военной гусеничной машины с устройством регулирования наддува, содержащем впускной и выпускной коллекторы, турбину, приводимый ею компрессор, воздушный фильтр, соединенный через воздуховод с компрессором, блок управления перепускными клапанами, согласно полезной модели, на впускном коллекторе установлены два перепускных клапана, один из которых перенаправляет воздух сжатый компрессором через трубопровод, соединяющий нагнетательный патрубок компрессора с выпускным коллектором, на вход соплового аппарата турбины, а второй обеспечивает питание двигателя воздухом через трубопровод, соединяющий впускной коллектор с воздушным фильтром, блок управления перепускными клапанами электрически связан с датчиком положения педали акселератора и датчиком частоты вращения коленчатого вала.
Предложение поясняется схемой.
Предлагаемый дизельный двигатель военной гусеничной машины с устройством регулирования наддува содержит: дизельный двигатель 1, турбину 2, приводимый ею компрессор 3, воздушный фильтр 4, соединенный через воздуховод с компрессором, перепускной клапан 5 трубопровода 6, соединяющего впускной коллектор 7 с воздушным фильтром, перепускной клапан 8 трубопровода 9, соединяющего нагнетательный патрубок компрессора с выпускным коллектором 10, датчик положения педали акселератора 11, датчик частоты вращения коленчатого вала 12 и блок управления перепускными клапанами 13.
Предлагаемая модель работает следующим образом.
При равномерном движении военной гусеничной машины воздух через воздушный фильтр 4 попадает в компрессор 3, сжимается в компрессоре и под необходимым давлением через впускной коллектор 7 поступает в цилиндры двигателя 1 (расчет турбокомпрессора производится для одной рабочей точки, в которой он работает с максимальным коэффициентом полезного действия, в качестве расчетной точки выбирается характерная точка характеристики двигателя, вблизи которой располагаются преимущественные режимы его работы), перепускные клапаны 5 и 8 находятся в закрытом состоянии. После рабочего процесса в цилиндрах двигателя 1 отработавшие газы через выпускной коллектор 10 поступают на турбину 2. Отработавшие газы приводят во вращение турбину 2 и далее через выпускной трубопровод выводятся в атмосферу.
При работе двигателя на холостом ходу, малых нагрузках или при торможении двигателем (когда водитель уменьшает количество подачи топлива), команда от датчика частоты вращения коленчатого вала 12 и датчика положения педали акселератора 11 поступает на блок управления перепускными клапанами 13, который открывает перепускной клапан 5 и 8 и сжатый воздух из нагнетательного патрубка компрессора 3 через трубопровод 9 подводится к турбине 2. Питание двигателя воздухом осуществляется из атмосферы через трубопровод 6.
При ускорении (начале движения) военной гусеничной машины, водитель воздействует на педаль подачи топлива (увеличивает подачу топлива), от датчика частоты вращения коленчатого вала 12 и датчика положения педали акселератора 11 поступает сигнал на блок управления перепускными клапанами 13, который закрывает перепускные клапаны 5 и 8, таким образом весь поток воздуха направляется от компрессора 3 во впускной коллектор 7 двигателя 1. Ввиду того, что на холостом ходу, на малых нагрузках или при торможении двигателем число оборотов ротора турбокомпрессора 2 повышено, его разгон до номинальных оборотов происходит быстрее, и тем самым в цилиндры поступает большее количество свежего заряда воздуха, которое необходимо для сгорания увеличенного количества топлива, подаваемого водителем при ускорении (начале движения) военной гусеничной машины.
По сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволяет увеличить приемистость дизельного двигателя с газотурбинным наддувом, и, как следствие, улучшить основные показатели по подвижности военной гусеничной машины, при сохранении приемлемых показателей габаритной мощности силовой установки.