МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ ЭЖЕКЦИОННАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
UPDATED ICE EJECTION-TYPE COOLING SYSTEM

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях систем охлаждения двигателя военных машин, в том числе на танках, транспортерах, боевых машинах пехоты.
Известна конструкция эжекционной системы охлаждения бронированной ремонтно-эвакуационной машины БРЭМ-Л. (Бронированная ремонтно-эвакуационная машина БРЭМ-Л. Техническое описание Эр 691-сб1-01ТО, г.Курган, ОАО «СКБМ»). Особенностью системы охлаждения двигателя БРЭМ-Л является установка в коробе эжектора форсирующего вентилятора с гидрообъемным приводом от трансмиссии машины. Гидросистема привода форсирующего вентилятора включает: гидронасос, установленный на валу КПП; гидромотор с механическим редуктором, на валу которого закреплена крыльчатка форсирующего вентилятора, гидромагистрали; аппаратуру регулирования и управления, в том числе золотнековую и клапанную коробки.
Недостатком эжекционной системы охлаждения БРЭМ-Л являются: относительная конструктивная сложность гидрообъемного привода форсирующего вентилятора, увеличенные габариты эжектора с встроенным форсирующим вентилятором, повышенный вес системы охлаждения. Это создает трудности и ограничивает применение системы охлаждения БРЭМ-Л при модернизации военных машин, имеющих компоновочные ограничения моторных установок.
Эжекционная система охлаждения двигателя УТД-20 на БМП-2 (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Э675-сб3 ТО1. Часть вторая, г.Курган, п/я В-8402) включает эжектор с установленными в нем водяными и маслеными радиаторами системы охлаждения МТО. Повышение массы машины в ходе модернизации примерно на 15% потребовало замены штатного двигателя УТД-20 на двигатель, имеющий большую мощность и тепловыделение в систему охлаждения, превышающее на 25% тепловыделение штатного двигателя УТД-20. Модернизация штатной системы охлаждения двигателя УТД-20 позволила повысить эффективность работы эжекционной системы охлаждения и обеспечить нормальный тепловой режим работы двигателя повышенной мощности.
Эжекционная система охлаждения БМП-2 наиболее близка по технической сущности к заявленному техническому решению и выбрана в качестве прототипа.
Целью изобретения является повышение эффективности работы эжекционной системы охлаждения в части увеличения теплосъема с радиаторов водяной и масляной системы МТУ. Поставленная цель достигается тем, что система охлаждения снабжена автономным блоком форсирующего вентилятора. Механический редуктор, входящий в состав блока, выполнен со встроенной гидромуфтой, управляемой с пульта водителя, и соединен карданной передачей с хвостовиком коленчатого вала двигателя. Форсирующий вентилятор, установленный на валу редуктора, соединен заборным воздуховодом с окном на боковой стенке эжектора и воздуховодом выхлопа, связанным с окном на корпусе машины и снабженным запорным клапаном, управляемым от пульта водителя.
Такое исполнение конструкции модернизированной системы охлаждения позволяет решить поставленную задачу по повышению эффективности работы системы охлаждения. Это достигается путем пропуска дополнительного объема охлаждающего воздуха через радиаторы системы охлаждения за счет работы форсирующего вентилятора. Форсирующий вентилятор включается посредством гидромуфты привода с пульта водителя, как правило, при высокой температуре наружного воздуха. В зимнее время года и на плаву оптимальный тепловой режим работы двигателя обеспечивается эжектором при выключенном форсирующем вентиляторе.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает: заявляемая модернизированная система охлаждения двигателя военной машины отличается тем, что система охлаждения снабжена автономным блоком форсирующего вентилятора, включающего механический редуктор с встроенной гидромуфтой, управляемой с пульта водителя, соединенный карданной передачей с хвостовиком коленчатого вала двигателя, и форсирующей вентилятор, соединенный заборным воздуховодом с окном на боковой стенке эжектора и с воздуховодом выхлопа, связанным с окном на корпусе машины и снабженным запорным клапаном, управляемым с пульта водителя. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «Новизна». Сравнение заявляемого решения с другими аналогами не позволяет выявить в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа и дающие указанный выше технический результат.
Изобретение поясняется чертежом, где показана конструктивная схема предлагаемой форсированной эжекционной системы охлаждения двигателя военной машины. Двигатель внутреннего сгорания 1 связан выхлопными трассами 2 с сопловыми коллекторами 3 эжектора 4 с блоками радиаторов 5 жидкостной системы охлаждения. Хвостовик коленчатого вала двигателя соединен посредством карданной передачи 6 с входным валом редуктора 7 со встроенной гидромуфтой 8, управляемой с пульта водителя 9 посредством электромагнитного золотникового устройства 10. Крыльчатка 11 форсирующего вентилятора 12 установлена на выходном валу редуктора 7. Механический редуктор 7 со встроенной гидромуфтой 8, с золотниковым устройством 10 и форсирующим вентилятором 12 образует автономный блок форсирующего вентилятора. Вентилятор 12 соединен заборным воздуховодом 13 с окном 14 на боковой стенке эжектора 4 и воздуховодом выхлопа 15 с окном 16 на корпусе машины 17. Запорный клапан 18 установлен в полости воздуховода выхлопа 15 и управляется от пульта блокированного пневмопривода (на чертеже не показан) посредством пневмоцилиндра 19. Маслонасос 20, установленный на картере двигателя, соединен трассой 21 с золотниковым устройством 10, а редуктор 7 соединен трассой слива 22 и поддоном ДВС.
Горячие выхлопные газы двигателя 1 по трассам 2 поступают в сопловые коллекторы 3 эжектора 4. Протекая с высокой скоростью по трассе эжектора 4, выхлопные газы ДВС создают под радиаторами 5 жидкостной системы охлаждения двигателя полость разрежения, что вызывает протекание через радиаторы 5 холодного наружного воздуха, охлаждающего горячую воду в трубках радиаторов. При движении на суше в условиях жаркого климата, когда существует вероятность перегрева двигателя, золотниковое устройство 10, по сигналу с пульта 9, обеспечивает подачу масла от насоса 20 через магистраль 21 к гидромуфте 8, обеспечивая вращение крыльчатки 11 форсирующего вентилятора 12. В этом случае обеспечивается дополнительный забор воздуха из подрадиаторного пространства и дополнительное протекание охлаждающего воздуха через радиатор 5, что увеличивает теплосъем с последнего. Дополнительный поток охлаждающего воздуха через заборный воздуховод 13, форсирующий вентилятор 12, воздуховод выхлопа 15 выводится в забортное пространство машины 16. Пневмоцилиндр 19 обеспечивает открытое положение клапана 18.
При эксплуатации машины в зимний период и на плаву включается тумблер на щитке 9 в положение «плав». Золотник 10 перекрывает подачу масла от насоса 20 к гидромуфте 8 и выключает ее. Крыльчатка 11 форсирующего вентилятора 12 перестает вращаться, а клапан 18, приводимый в действие пневмоцилиндром 19, перекрывает воздуховод выхлопа 15 и предотвращает попадание забортной воды в полость форсирующего вентилятора 12, предохраняя его от разрушения в момент включения на суше после преодоления водной преграды.
При выключенном тумблере «плав» на щитке водителя 9, при эксплуатации в условиях жаркого климата, когда существует опасность перегрева двигателя, золотник 10 открывает подачу масла в гидромуфту 8 и включает привод форсирующего вентилятора 12. Запорный клапан 18 возвращается в исходное положение, открывая прохождение дополнительного потока воздуха через радиаторы 5.
Увеличение мощности двигателя в процессе модернизации военных машин ведет к повышению тепловой напряженности штатной системы охлаждения ДВС и недостаточности ее действия. Применение предлагаемой модернизированной эжекционной системы охлаждения позволяет повысить эффективность охлаждения теплоносителя штатной системы без увеличения габаритных размеров эжектора, и обеспечить нормальный тепловой режим работы ДВС повышенной мощности в условиях жаркого климата.