THE POSSIBILITY OF APPLICATION OF FUEL BATTERY TYPE PROPULSION SPECIAL PURPOSE VEHICLES GAZ-5903

Козлюк Е.А.¹,Ладанов В.И.²

¹Курсант, ²Доцент,

Пермский военный институт внутренних войск МВД России

О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ТОПЛИВОПОДАЧИ АККУМУЛЯТОРНОГО ТИПА В СИЛОВОЙ УСТАНОВКЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ГАЗ-5903

Аннотация

В статье описываются вопросы усовершенствования штатной системы топливоподачи силовой установки транспортного средства специального назначения(ТССН), поставляемой для оснащения силовых структур МВД России, за счет внедрения системы топливоподачи аккумуляторного типа.

Ключевые слова: транспортное средство специального назначения, усовершенствование, система топливоподачи аккумуляторного типа.

Kozlyuk E.A.¹, Ladanov V.I.²

¹Cadet, ²Associate professor,

Perm Military Institute of Internal Troops Russian Interior Ministry

THE POSSIBILITY OF APPLICATION OF FUEL BATTERY TYPE PROPULSION SPECIAL PURPOSE VEHICLES GAZ-5903

Abstract

This article describes the issues of improvement of standard fuel system powerplant special purpose vehicle (TSSN) supplied to equip law enforcement agencies MVD of Russia, due to the introduction of the fuel battery type.

Keywords: special purpose vehicle, the improvement of the system of fuel supply battery type.

На современном этапе силовые структуры Российской Федерации должны являться высоко мобильными, профессионально подготовленными, оснащенными современным вооружением, военной и специальной техникой, должны находиться в постоянной готовности, способные эффективно участвовать в обеспечении национальной обороны, государственной и общественной безопасности Российской Федерации.

Развитие и структурные изменения всех компонентов силовых структур осуществляется на научной основе, с учетом решаемых ими задач, принципов их строительства и служебно-боевого применения.

Одним из основных направлений развития силовых структур является оптимизация их организационно-штатных структур, определение порядка их оснащения новейшими вооружением, военной и специальной техникой, в т.ч. модернизированными образцами, соответствующими современным экологическим и техническим нормам.

ТССН ГАЗ-5903 является основной боевой еденицей силовых структур МВД России общей массой 13600 кг и имеет дизельную силовую установку номинальной мощностью 191 кВт при оборотах коленчатого вала 2600 мин^-1, т.е. удельную мощность примерно 14 кВт/т [1]. Для сравнения, современные иностранные образцы ТССН имеют удельную мощность в пределах 15-20 кВт/т [2].  Анализ проводимых отечественных и зарубежных исследований показывает, что для обеспечения высокой подвижности, надежности силовой установки при эксплуатации в сложных условиях местности, высоких тягово-скоростных свойств, увеличения ее бронезащищенности(в настоящий момент она только противопульная), соответственно при росте общей массы  машины необходимо разрабатывать и внедрять на специальных транспорт-ных средствах такого класса силовые агрегаты, соответствующие таким требованиям или проводить мероприятия по усовершенствованию штатных двигателей в целях увеличения их мощностных показателей и улучшения экологических при сохранении экономических характеристик.

Данную модернизацию двигателя ГАЗ-5903 возможно и целесообразно осуществить путем внедрения системы топливоподачи аккумуляторного типа Common Rail. Системы топливоподачи Common Rail обладают поочередным выполнением процесса впрыска и нагнетания топлива, что позволяет обеспечивать некоторые преимущества. Во-первых, поочередное разделение  процессов обеспечивает высокую точность дозирования цикловой подачи топлива для необходимых режимов работы двигателя. Во-вторых позволяет оптимально регулировать углы опережения впрыска в соответствии с нагрузкой, температурой и количеством оборотов двигателя.

 В-третьих, сам впрыск топлива также производится последовательно. Форсунки за счет электронного управления значительно эффективнее регулируют процесс сгорания путем использования ступенчатого впрыскивания: предварительного, основного и окончательного. Так, предварительный впрыск, производимый на углах раннего опережения, существенно снижает шум; а окончательный впрыск, осуществляемый в конце сгорания топлива, позволяет значительно сократить дымность отработавших газов. Центром системы типа Common Rail является многоплунжерный насос звездообразной формы, который приводится в действие через механизм передач двигателя. Насос создает рабочее давление впрыскивания в пределах 1600 - 1800 бар. Электронный блок управления подачей топлива и работой двигателя размещается в районе передней части блок-картера двигателя. Электронная система управления, применяемая в системе типа Common Rail, обеспечивает соблюдение норм по выбросам токсических веществ в отработавших газах, принятых для класса Euro - 4, также способствует уменьшению расхода топлива, улучшает характеристики двигателя во время прогрева, и в целом значительно повышает эксплуатационные характеристики ТССН.

Общий вид системы показан на рисунке 1.

Примерная техническая составляющая для усовершенствованного двигателя следующая: насос высокого давления; два топливных аккумулятора(рейлы) со встроенным датчиком давления и клапаном ограничения давления; электронный блок управления (с контуром охлаждения и сайлент-блоками); датчик частоты вращения коленчатого вала; датчик давления надувочного воздуха с датчиком температуры; датчик температуры охлаждающей жидкости; датчик давления и температуры  масла.

Рис. 1 - Вариант общего вида системы топливоподачи типа Common Rail  усовершенствованной силовой установки ГАЗ-5903

Проведенные проверочный тепловой расчет и анализ параметров рабочего цикла усовершенствованного двигателя [2], расчет и анализ индикаторных и эффективных показателей, расчет и анализ внешней скоростной и нагрузочной характеристик, в частности, показывает повыше-ние эффективной мощности на 17 процентов (N_{е расчетая} = 224 кВт), макси-мального крутящего момента на 13 процентов, класс соответствия экологи-ческой безопасности до ЕВРО-4. Стоимость работ по усовершенствованию двигателя окупается  в течении двух лет за счет увеличения межпериодных сроков технического обслуживания и, соответственно, уменьшения их коли-чества, что подтверждает целесообразность проведения данных мероприя-тий, особенно в современных условиях.

Литература

1. Аккумуляторная система впрыскивания топлива Common Rail// Анализ технического уровня и тенденций развития двигателй внутреннего сгорания/ Под ред.Р.И.Давтаняна. – М.: Информцент НИИД, 2008. – Вып 25 – С.46-68.
2. Бронетранспортер БТР-80. Техническое описание. ГАЗ-5903-0000010 ТО. Изд. 3-е, 2010. – 377с.
3. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов./2-е изд.– М.: Легион-Автодата, 2005. – 344 с., ил.
4. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. Пособие для вузов./А. И. Колчин, В. П. Демидов – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2008. – 496 с.
5. Тер-Мкртичьян Г.Г., Мазинг М.В. Особенности аккумуляторных топ-ливных систем дизелей большой цилиндровой мощности// Двигате-лестроение. — 2014. — № 2. — С. 11–15

References

1. Battery fuel injection Common Rail // Analysis of the technical level and trends of the internal combustion engine / Under red.R.I.Davtanyana. - M .: Informtsent NIID, 2008. - Issue 25 - S.46-68.
2. The BTR-80. Technical description. GAS-TO 5903-0000010. Ed. 3rd, 2010. - 377s.
3. Sin LV, Ivashchenko NA, Markov VA Fuel injection equipment and control systems of diesel engines: Textbook for universities. / 2nd izd.- M .: Legion Avtodata, 2005. - 344 p., Ill.
4. Calculation of automobile and tractor engines: Proc. Manual for schools. / A. I. Kolchin, VP Demidov - 4th ed. Revised. and add. - M .: Higher. wk., 2008. - 496 p.
5. Ter-Mkrtichyan GG, Masing MV Features common rail diesel systems large cylinder capacity // engine. - 2014. - № 2. - S. 11-15