УДК 623.094

ЭЛЕКТРОФАКЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БМД-2

Кудрявцев Анатолий Михайлович1, Гумелёв Василий Юрьевич2, Климовских Станислав Игоревич3
1Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный инсти-тут) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, старший преподаватель
2Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный инсти-тут) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн. наук
3Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный инсти-тут) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, курсант

Аннотация
В статье рассмотрены особенности конструкции электрофакельного устройства, установленного на дизеле боевой машины десанта БМД-2.

Ключевые слова: электрическая схема


ELECTRO-FLAME ENGINE STARTING DEVICE BMD-2

Kudryavtsev Anatoly Mikhailovich1, Gumelev Vasiliy Yuryevich2, Klimovskih Stanislav Igorevich3
1Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, senior teacher
2Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences
3Ryazan high airborne command school (the military institute) name of the General of the army V. Margelov, cadet

Abstract
The article considers the features of the design of electro-flame engine starting the device installed on the engine combat vehicle landing BMD-2.

Библиографическая ссылка на статью:
Кудрявцев А.М., Гумелёв В.Ю., Климовских С.И. Электрофакельное устройство БМД-2 // Современная техника и технологии. 2013. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/07/2079 (дата обращения: 01.10.2017).

Как показывает опыт использования боевых машин при низких температурах, довольно часто возникает необходимость пуска их двигателя при невозможности применения предпускового подогревателя.

Температура самовоспламенения дизельного топлива в распыленном состоянии составляет 400°С, а температура воздуха в конце такта сжатия достигает 700°С [1]. В холодное время года даже высокое давление в камере сгорания не обеспечивает нагрев воздуха до необходимой температуры, так как при пуске холодного двигателя, за счет усиленного теплообмена между воздушным зарядом и стенками цилиндра, повышение температуры сжимаемого воздуха замедляется. Следовательно, ухудшаются условия самовоспламенения топлива.

В этом случае, для надежного пуска двигателя, применяется электрофакельное устройство (ЭФУ). Оно предназначено для облегчения пуска двигателя, без предварительного разогрева его, при температурах окружающего воздуха от плюс 5°С до минус 20°С.

Пуск двигателя с помощью этого устройства обеспечивается за счет подогрева всасываемого в цилиндры воздуха факелами свечей в раздаточной трубе, что повышает температуру воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия, до необходимой для воспламенения поступающего в цилиндры топлива.

Согласно руководящим документам применять ЭФУ для пуска двигателя боевой машины десанта БМД-2 разрешается лишь в том случае, если обстановка не позволяет произвести разогрев двигателя перед пуском с помощью подогревателя, или по особому указанию. Пуск двигателя с использованием ЭФУ допускается только при условии, что система смазывания двигателя заправлена маслом МТЗ-10п. Раскрутка коленчатого вала до пусковых оборотов, как правило, производится комбинированным способом – стартером и сжатым воздухом.

Для пуска холодного двигателя с использованием ЭФУ необходимо, чтобы давление воздуха в баллонах было не ниже 100 кгс/см2, а аккумуляторная батарея разряжена не более чем на 25%.

Условно ЭФУ подразделяется на две взаимосвязанные подсистемы: электрическую и топливную. Электрическая подсистема обеспечивает воспламенение топлива и управление работой ЭФУ, питается от аккумуляторной батареи БМД. Топливная подсистема ЭФУ обеспечивает подачу дизельного топлива к факельным свечам, для чего свечи в строго определенный момент подключаются к топливной системе низкого давления двигателя.

ЭФУ подключено к бортовой сети (БС) машины и включает в себя (рисунок 1) следующие основные узлы: четыре электрофакельные свечи, электромагнитный топливный клапан (ЭмТК), релейный блок, блок
резисторов, блок предохранителей, органы управления и сигнализации.


Рисунок 1 – Функциональная схема ЭФУ двигателя БМД-2

Электрофакельная свеча
11.3740.000 (рисунок 2) является основным элементом электрофакельного устройства [2]. Свечаобеспечивает интенсивное испарение поступающего в нее топлива, его воспламенение и удержание факела пламени при пуске двигателя. Основные характеристики свечи:

- номинальное напряжение 19 В;

- сила тока через минуту после включения 11-12 А;

- пропускная способность жиклера свечи 250±20 см3/мин.

Корпус элктрофакельной свечи (рисунок 3) неразборной конструкции, имеет нижнюю резьбовую часть для установки на впускной трубопровод двигателя.

1 – блок релейный; 2 – блок предохранителей; 3 – блок резисторов;
4 – факельные свечи; 5 – электромагнитный топливный клапан;
6 – трубопровод подачи топлива

Рисунок 2 – Электрофакельное устройство БМД-2

Штифтовой нагревательный элемент свечи представляет собой металлический кожух, внутри которого запрессована спираль из проволоки высокого сопротивления. Свободное пространство кожуха заполнено специальным наполнителем – диэлектриком с высоким коэффициентом теплопроводности. Для надежного воспламенения топлива кожух разогревается до температуры около 1000° С, что требует достаточной мощности нагревательного элемента и предварительного включения на 90 с.

1 – нагревательный элемент; 2 – изолированный электрический контакт;
3 – подвод топлива; 4 – фильтр; 5 – жиклер; 6 – сетка; 7 – объемная сетка;
8 – экран; 9 – резьбовая часть

Рисунок 3 – Электрофакельная свеча ЭФУ

Топливо к нагревательному элементу поступает через металлокерамический фильтр и жиклер, представляющий собой пробку с калиброванным отверстием для дозирования подачи топлива. Две сетки (однорядная и объемная) не только увеличивают площадь испарения топлива но и
являются катализатором, обеспечивающим газификацию топлива. Для защиты очага факела от потока воздуха, поступающего в трубу раздачи воздуха, вокруг объемной сетки установлен экран с отверстиями.

Такая конструкция, за счет создания оптимальных условий для испарения и сгорания поступающего топлива, дает возможность получать устойчивый факел пламени.

Свечи установлены в трубе раздачи воздуха на впускном трубопроводе (рисунок 4) двигателя с таким расчетом, чтобы обеспечивалась подача подогретого воздуха и паров топлива равномерно во все цилиндры двигателя.

1 – раздаточная труба; 2 – электрофакельные свечи; 3 – топливный клапан;
4 – ТНВД; 5 – топливный трубопровод; 6 – сливная пробка

Рисунок 4 – Размещение электромагнитного топливного клапана

и электрофакельных свечей

Количество электрофакельных свечей (4 свечи) определено конструкцией двигателя. Включение и отключение подачи топлива к свечам обеспечивается электромагнитным топливным клапаном (рисунок 4), который управляется релейным блоком.

1 – электромагнит; 2 – клапан; 3 – электрический проводник; 4 –трубопровод подачи топлива к клапану; 5 – трубопровод подачи топлива к электрофакельным свечам

Рисунок 5 – Электромагнитный топливный клапан

Электромагнитный топливный клапан
11.3741.00 обеспечивает подключение электрофакельных свечей к топливной системе двигателя, после завершения их нагрева, на период пуска и разогрева двигателя и отключения свечей от топливной системы – после завершения работы факельного устройства.

Клапан установлен в моторно-трансмиссионном отделении на кронштейне, над воздухораздаточной трубой и трубопроводом подключен к топливной системе двигателя через зажимной болт на топливном насосе высокого давления. Подача топлива под давлением осуществляется топливоподкачивающим насосом двигателя при прокручивании коленчатого вала.

Релейный блок (рисунки 2, 5) производит необходимые переключения элементов схемы в соответствии с алгоритмом работы ЭФУ. В релейном блоке установлены четыре электромагнитных реле общего назначения, разных типов (в зависимости от места установки в электрической схеме ЭФУ) и два электронных реле времени, которые представляют собой герметичную, электронную, статическую, конструкцию с одним переключающим контактом, с фиксированной выдержкой времени 90 с.

По команде от органов управления, релейным блоком выполняются следующие действия:

- предварительный нагрев электрофакельных свечей перед подключением их к топливной системе двигателя;

- отключение генератора от бортовой сети для защиты нагревательных элементов электрофакельных свечей после пуска двигателя;

- подключение электрофакельных свечей к топливной системе;

- переключение ЭФУ для пуска двигателя и его разогрева;

- отключение ЭФУ после завершения работы;

- подключение генератора к бортовой сети

- отключение электрофакельных свечей от топливной системы двигателя.

Блок резисторов (рисунок 2) обеспечивает необходимую величину тока для нагрева термоэлементов электрофакельных свечей перед включением устройства в работу и при разогреве двигателя после пуска. Каждый резистор имеет величину сопротивления 0,3 Ом, что обеспечивает снижение напряжения бортовой сети на контактах электрофакельной свечи при предварительном включении до 19 В, на которые рассчитан нагревательный элемент. При пуске двигателя, падение напряжения до необходимой величины происходит за счет включения стартера двигателя.

Блок предохранителей
ПВ-20А (рисунок 2) исполняет защиту электрических цепей и оборудования ЭФУ от коротких замыканий.

1 – реле РНЕ 22; 2 – реле РНЕ 44; 3 – реле времени РВЭ 1А; 4 – реле РЭС10; 5 – корпус блока управления

Рисунок 5 – Состав блока релейного ЭФУ

Органы управления и сигнализации (рисунок 6) устройства размещены на центральном щитке механика-водителя.

Рисунок 6 – Органы управления ЭФУ БМД-2

К ним относятся: выключатель ЭФУ ВКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ, кнопка ЭФУ ПУСК, сигнальный фонарь ЭФУ ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ, сигнализирующий об окончании времени предварительного прогрева свечей и о готовности устройства к пуску двигателя, сигнальные фонари ИСПРАВНОСТЬ СВЕЧЕЙ, сигнализирующие об исправности силовых электрических цепей устройства.

Питание в электрическую схему [3] факельного устройства подается включением выключателя ЭФУ ВКЛЮЧ. ПИТАНИЯ, при этом должны загореться полным накалом лампы Л1-Л4 сигнальных фонарей ИСПРАВНОСТЬ СВЕЧЕЙ, что свидетельствует об исправности термоэлементов свечей и плавких вставок. После нажатия и отпускания кнопки ЭФУ ПУСК, питание поступит на реле Р2 и Р6 (рисунок 7, таблица 1).

Реле Р2 контактами К-Р2 подключит к бортовой сети термоэлементы электрофакельных свечей через сопротивления R1-R4 и отключит от бортовой сети генератор (производится отключение обмотки возбуждения генератора).

Реле Р6, замкнув контакты К-Р6, подключит питание реле времени Р4 и переключит обмотку реле Р2 к бортовой сети, минуя кнопку ЭФУ ПУСК. Лампы Л1-Л4 сигнальных фонарей должны гореть неполным накалом, что свидетельствует об исправности сопротивлений R1-R4 и свечей. Проходит первый временной интервал – предварительный прогрев свечей. Реле времени Р4 через 90 с сработает и своими контактами подключит питание на реле времени Р3 и реле Р5. Реле Р5, замкнув контакты К-Р5, подключит питание к электромагниту топливного клапана и лампе сигнального фонаря ЭФУ ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ.

1 – предохранитель в распределительном щитке; 2 – органы кправления ЭФУ; 3 – блок релейный; 4 – электрофакельные свечи; 5 – блок предохранителей; 6 – блок резисторов; 7 – электромагнит топливного клапана; Ш – штепсельные разъемы; МП – моторная перегородка

Рисунок 7 – Принципиальная электрическая схема ЭФУ БМД-2

Т а б л и ц а 1 – Назначение составных частей ЭФУ

Обозначение Название Назначение Сигнализация
В1 Выключатель ЭФУ ВКЛЮЧ ПИТАНИЯ Подключение электропитания к элементам ЭФУ от бортовой сети машины Л1-Л4 горят полным накалом
Кн1 Кнопка СТАРТЕР Включение и выключение реле Р1
Кн2 Кнопка ЭФУ ПУСК Включение реле Р2 и Р6
Л1-Л4 Сигнальные фонари ИСПРАВНОСТЬ СВЕЧЕЙ Сигнализация о исправности термоэлементов свечей и плавких вставок
Л5 Сигнальный фонарь

ЭФУ ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ

Сигнализация о прохождении интервала времени 90 с (прогрев свечей). Загорается через 90 с после нажатия на кнопку ПУСК
Р1 Реле РНЕ-44 Переключение термоэлементов факельных свечей на напряжение бортовой сети
Р2 Реле РНЕ-22 1 Подключение термоэлементов через резисторы

2 Отключение генератора от бортовой сети

После нажатия кнопки, Л1-Л4 горят неполным накалом
Р3 Реле времени РВЭ-1 Отключение от питания Р6

через 90 с

Гаснут сигнальные фонари Л1-Л4, Л5
Р4 Реле времени РВЭ-1 Через 90 с после включения:

1 Включение реле времени Р3

2 Включение реле Р5

Р5 Реле РЭС-10 1 Подключение электропитания к топливному электромагнитному клапану

2 Включение сигнального фонаря Л5 ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ

Горит сигнальный фонарь Л5 ЭФУ ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ
Р6 Реле РЭС-10 1 Включение реле времени Р4

2 Подключение Р2 к бортовой сети минуя кнопку ПУСК

3 Отключение Р2

R1-R4 Блок резисторов Обеспечение заданного тока для нагрева термоэлементов факельных свечей
Пр1-Пр4 Предохранители

ПВ-20А

Для защиты электрических цепей и оборудования от коротких замыканий
Св1–Св4 Электрофакельные свечи Создание факела пламени
ЭмТК Электромагнитный топливный клапан Подключение электрофакельных свечей к топливной системе двигателя

Топливный клапан подключит электрофакельные свечи к топливной системе двигателя. Загорание лампы сигнального фонаря ЭФУ ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ указывает на готовность устройства к пуску двигателя.

После нажатия кнопки СТАРТЕР, питание поступит на реле Р1, которое контактами К-Р1 переключает термоэлементы свечей на питание от бортовой сети, минуя резисторы R1-R4 на момент пуска двигателя. После пуска двигателя (отпускание кнопки СТАРТЕР) реле Р1 обесточивается, размыкаются контакты К-Р1 и термоэлементы свечей снова переключаются на режим питания через резисторы R1-R4. Реле времени Р3 через 90 с сработает и отключит реле Р6 от сети. Реле Р6 отключит реле Р2, в результате чего происходит отключение электрофакельных свечей от бортовой сети и подключение к ней генератора, при этом гаснет лампа сигнального фонаря ЭФУ ПРОГРЕВ СВЕЧЕЙ.

По окончанию работы устройство выключается выключателем ЭФУ ВКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ, при этом гаснут лампы сигнальных фонарей ИСПРАВНОСТЬ СВЕЧЕЙ.

ЭФУ подобной конструкции с отдельными конструктивными особенностями установлены в силовых установках боевой машины пехоты БМП-2, бронетранспортера БТР-80, различных модификаций автомобилей КамАЗ, Урал [4] (таблица 2).

Т а б л и ц а 2 – Взаимозаменяемость элементов ЭФУ

Наименование БМД-2 БМП-2 БТР-80 автомобили

КамАЗ, Урал

Электрофакельные свечи 4 шт.

13.374.000

4 шт.

13.374.000

2 шт

13.374.000

2 шт

13.374.000

Аппаратура управления Топливный клапан 13.3741.000 Топливный клапан 13.3741.000 Топливный

клапан

13.3741.000

Топливный

клапан

13.3741.000

Блок релейный (реле времени РВЭ-1 – 2 шт.) Коробка управления

(реле времени РВЭ-1 – 2 шт.)

Добавочный резистор с термоэлектрическим реле Добавочный резистор с термоэлектрическим реле
Блок резисторов (0,3 Ом) Блок резисторов (0,3 Ом) Вспомогательные реле Вспомогательные реле

Библиографический список
  1. Квайт, С.М. Пусковые качества и системы автотракторных двигателей [Текст] / С.М. Квайт, Я.А. Менделевич, Ю.П. Чижков – М.: Машиностроение, 1990.
  2. Оберемок, В. 3. Пуск автомобильных двигателей [Текст] / В.3. Оберемок, И.М.Юрковский М.: Транспорт, 1979.
  3. Боевые машины десантные БМД-1П и БМД-1ПК. Техническое описание (ТО) [Текст]. – М.: Военное издательство, 2002.
  4. Гумелёв В.Ю., Картуков А.Г., Лебедев Т.Н. Электрофакельное устройство дизеля ЯМЗ-238М2. // Современная техника и технологии. – Ноябрь, 2011 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2011/11/158


Все статьи автора «Гумелёв Василий Юрьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: