РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТУРБОКОМПРЕССОР ДВИГАТЕЛЯ ОБРАЗЦА ВОЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к области военной техники, в частности к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания.
Необходимость обеспечения высокоманевренных динамичных боевых действий Сухопутных войск, более высокие потребности развивающейся тактики и оперативного искусства обуславливают непрерывное повышение требований к одному из главных боевых свойств военной автомобильной техники - подвижности. В этой связи в перспективных требованиях к уровню подвижности указывается на необходимость увеличения этого свойства образцов военной автомобильной техники в 1,3…1,4 раза.
Обеспечение превосходства над зарубежными аналогами, прежде всего, по средней скорости, как одного из частных показателей подвижности, является основной тенденцией развития отечественной военной автомобильной техники. Особое влияние на уровень подвижности оказывает приемистость силовой установки образца, которая в свою очередь в значительной степени зависит от инерционности используемого в ее составе турбокомпрессора.
Так, известен турбокомпрессор, содержащий: рабочие колеса турбины и компрессора, размещенные по двухконсольной схеме с расположением подшипников между ними: корпус подшипников, с уплотнительными кольцами. Последние снабжены радиальными каналами (Патент RU 2202052 F04D 25/04, F02B 37/00. Опубл. 10.04.2013).
Недостатком данной конструкции является инерционность, в результате которой появляется «турбояма» («турбозадержка»), снижающая мощность двигателя при пуске и разгоне.
Также из уровня техники известен турбокомпрессор с регулируемым наддувом (Патент RU 2517952 F04D 25/04, F02B 37/00. Опубл. 10.06.2014), содержащий турбокомпрессор, в корпусе которого размещаются рабочее колесо турбины, соединенное неподвижно с валом рабочего колеса первой ступени компрессора, вращающегося на подшипниках, рабочее колесо второй ступени компрессора с дугообразными лопатками, вал которого через первую обгонную муфту соединен с валом рабочего колеса первой ступени компрессора, с другой стороны через вторую обгонную муфту соединен с валом электродвигателя с регулируемым управлением.
В качестве существенного недостатка представленного турбокомпрессора с регулируемым наддувом следует отметить значительные затраты энергии из бортовой сети автомобиля на функционирование электродвигателя.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является система наддува транспортного двигателя, содержащая двигатель с турбиной, ресиверы, соединенные с компрессором, электронный блок управления, маховик, соединенный с компрессором через электромагнитную муфту, редуктор, соединенный с маховиком и трансмиссией посредством обгонной муфты и электромагнитной муфты привода соответственно, воздуховоды с электропневмоклапанами для подачи воздуха от ресивера в двигатель.
Недостатком прототипа является сложность конструкции, обусловленная наличием дополнительных устройств пневматического контура, а также значительные компоновочные трудности связанные с необходимостью размещения дополнительных баллонов с сжатым воздухом в ограниченном объеме моторно-трансмиссионного отделения образца.
Техническим результатом заявленного устройства является упрощение конструктивных и улучшение компоновочных характеристик.
Технический результат достигается регулируемым турбокомпрессором двигателя военной автомобильной техники, содержащим двигатель, размещенные на валу турбину с компрессором, электронный блок управления, маховик с обгонной и электромагнитной муфтой, соединенный с трансмиссией через мультипликатор и электромагнитную муфту, при этом содержит бесконтактную магнитную муфту, состоящую из внутреннего ротора, из жестко закрепленного на валу маховика, внешнего ротора, жестко закрепленного на валу турбокомпрессора, и промежуточного стакана из немагнитного материала, при этом бесконтактная магнитная муфта выполнена с возможностью передачи крутящего момента в магнитном поле.
Предложение поясняется рисунками, где
на фиг. 1 изображена принципиальная схема регулируемого турбокомпрессора двигателя образца военной автомобильной техники;
на фиг. 2 представлено устройство бесконтактной магнитной муфты.
Предлагаемый регулируемый турбокомпрессор двигателя образца военной автомобильной техники содержит двигатель 1, турбокомпрессор, состоящий из турбины 2 и компрессора 3, жестко зафиксированные на валу 4, бесконтактную магнитную муфту 5, состоящую из внутреннего ротора 6, жестко закрепленного на валу маховика 9, внешнего ротора 7, жестко закрепленного на валу 4 турбокомпрессора и промежуточного стакана 8 из немагнитного материала, собственно маховик 9, на котором с противоположных сторон расположены обгонная муфта 10 и электромагнитная муфта 11, мультипликатор 12, валом, соединенный с электромагнитной муфтой 13 привода мультипликатора, трансмиссию транспортного средства 14, педали тормоза 15 и подачи топлива 16, электронный блок управления 17. По периметру внутренней поверхности внешнего ротора располагаются магниты переменной полярности, также как и по внешней поверхности внутреннего ротора (см. фиг. 2). Такое устройство бесконтактной магнитной муфты 5 обеспечивает передачу крутящего момента безударно через магнитное поле между внутренним и внешним ротором.
Предлагаемый регулируемый турбокомпрессор двигателя образца военной автомобильной техники работает следующим образом.
На режиме торможения транспортного средства маховик 9 запасает кинетическую энергию следующим образом. При нажатии на педаль тормоза 15, сигнал от микропереключателя, расположенного под педалью (на фигуре не обозначен), передается на блок управления 17, где обрабатывается и формируется управляющий сигнал, передаваемый на электромагнитную муфту 13 привода мультипликатора, которая осуществляет соединение трансмиссии 14 и мультипликатора 12, увеличивающего в несколько раз частоту вращения выходного звена трансмиссии, передающегося посредствам обгонной муфты 10 на маховик 9. Соединение маховика 9 с повышающим редуктором 12 через обгонную муфту 10 позволяет компенсировать разность частот их вращения. Маховик 9 раскручивается до высокой скорости, и тем самым запасает кинетическую энергию торможения транспортного средства.
На режимах быстрого разгона транспортного средства возникает необходимость преодолеть эффект «турбоямы» за счет подкрутки вала 4 турбокомпрессора. Для этого, при нажатии водителем на педаль подачи топлива 16 сигнал от микропереключателя, расположенного под педалью (на фигуре не обозначен), передается на блок управления 17, где обрабатывается и формируется управляющий сигнал, передаваемый на электромагнитную муфту 11, которая соединяет вал (на фигуре не обозначен) маховика 9 с внутренним ротором 6, бесконтактно (в магнитном поле) передающим крутящий момент на внешний ротор 7, жестко закрепленный на валу 4 турбокомпрессора. В результате такого решения крутящий момент с маховика 9 передается на вал 4 турбокомпрессора, обеспечивая его подкрутку на режимах разгона транспортного средства. После выхода турбокомпрессора на номинальный режим электромагнитную муфту 11 размыкают, передача вращения от маховика 9 к валу 4 турбокомпрессора прекращается.
По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обладает значительной конструктивной простотой и лучшими компоновочными возможностями.