RU226258U1 - Device for ensuring "standby mode" of military vehicle engines - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к военной технике, а в частности к системам предпускового подогрева и длительного поддержания теплового состояния двигателя в готовности к пуску. Устройство обеспечения «дежурного режима» двигателей военной автомобильной техники, включающее датчики температуры и электрический нагреватель топлива, отличающееся тем, что оно снабжено теплообменником с жидкостным и воздушным контуром, выполненным с передней и задней крышками, камерой сгорания и камерой догорания, устройством подачи воздуха и топлива в камеру сгорания, электродвигателем, на валу которого с одной стороны находится вентилятор, а с другой – топливный насос с нагнетателем, распылителем топлива и отражателем, а также топливным оборудованием, системой отвода продуктов сгорания с индикатором пламени и термоэлектрическим генератором, являющимся съёмным элементом из материала с теплопроводностью не менее 200 Вт/мК и выполненным с возможностью электрической связи со стабилизирующим напряжение преобразователем, причём термоэлектрический генератор состоит из множества полупроводниковых пар ветвей n- и p-типов проводимости, каждая из которых состоит из материалов с наноразмерной структурой с размерами основных структурных элементов порядка нескольких десятков нанометров, при этом устройство выполнено с возможностью подключения к электронному блоку управления и выносному пульту управления и индикации режимов работы устройства, выполненному с возможностью использования как автоматического, так и ручного режима управления электронного блока управления. Технический результат заключается в возможности поддержания длительного теплового состояния двигателя в готовности к пуску независимо от источников электрической энергии. The utility model relates to military equipment, and in particular to systems for pre-heating and long-term maintenance of the thermal state of the engine in readiness for start-up. A device for ensuring the “standby mode” of military vehicle engines, including temperature sensors and an electric fuel heater, characterized in that it is equipped with a heat exchanger with a liquid and air circuit, made with front and rear covers, a combustion chamber and an afterburning chamber, an air and fuel supply device into the combustion chamber, by an electric motor, on the shaft of which there is a fan on one side, and on the other - a fuel pump with a supercharger, a fuel atomizer and a reflector, as well as fuel equipment, a combustion product exhaust system with a flame indicator and a thermoelectric generator, which is a removable element made of material with a thermal conductivity of at least 200 W/mK and capable of electrical communication with a voltage-stabilizing converter, wherein the thermoelectric generator consists of many semiconductor pairs of branches of n- and p-type conductivity, each of which consists of materials with a nano-sized structure with the dimensions of the main structural elements of the order of several tens of nanometers, while the device is made with the ability to connect to an electronic control unit and a remote control panel and indicate the operating modes of the device, made with the ability to use both automatic and manual control modes of the electronic control unit. The technical result consists in the ability to maintain a long-term thermal state of the engine in readiness to start, regardless of sources of electrical energy.

Description

Полезная модель относится к военной технике, а в частности к системам предпускового подогрева и длительного поддержания теплового состояния двигателя в готовности к пуску.The utility model relates to military equipment, and in particular to systems for pre-heating and long-term maintenance of the thermal state of the engine in readiness for start-up.

Результаты испытаний военной автомобильной техники в ходе арктических экспедиций определили требования к пусковым свойствам двигателя в условиях отрицательных температур. В частности система предпускового подогрева двигателя должна включать два режима тепловой подготовки:The results of tests of military vehicles during Arctic expeditions determined the requirements for the starting properties of the engine in conditions of negative temperatures. In particular, the engine preheating system must include two thermal preparation modes:

1. Форсированный режим для подготовки двигателя к пуску и принятию нагрузки;1. Forced mode to prepare the engine for starting and accepting load;

2. Длительное автоматическое поддержание двигателя в теплом состоянии.2. Long-term automatic maintenance of the engine in a warm state.

Под первым режимом понимается готовность двигателя к принятию нагрузки при температуре окружающего воздуха до минус 25°С - не более 0,2 ч, а при температуре минус 50°С - не более 0,5 ч. Данный режим довольно успешно обеспечивается за счет применения средств облегчения пуска (тепловых аккумуляторов, электрофакельных устройств, подогревателей топлива и т.д.) и средств предпускового разогрева двигателя (жидкостные подогреватели различных конструктивных исполнений).The first mode means that the engine is ready to accept a load at an ambient temperature of minus 25°C - no more than 0.2 hours, and at a temperature of minus 50°C - no more than 0.5 hours. This mode is quite successfully ensured through the use of means ease of starting (thermal accumulators, electric torch devices, fuel heaters, etc.) and means of engine pre-heating (liquid heaters of various designs).

Второй режим - обеспечение поддержания теплового состояния двигателя в «дежурном режиме», т.е. длительной тепловой подготовки и минутной готовности к запуску при температуре минус 50°С в течение 24 ч. Работа устройств подготовки двигателя к пуску на данном режиме в настоящее время имеет ряд недостатков.The second mode is to ensure that the thermal state of the engine is maintained in “standby mode”, i.e. long-term thermal preparation and minute readiness for starting at a temperature of minus 50°C for 24 hours. The operation of engine preparation devices for starting in this mode currently has a number of disadvantages.

Известны системы предпускового разогрева двигателей военной автомобильной техники с автоматической системой управления и поддержания теплового состояния, к которым относятся автоматические жидкостные дизельные подогреватели (АПЖД, ПЖД-30М) колесной (Руководство по эксплуатации Урал-63704, АО «УралАЗ» Миасс: 2015 г. - с. 37) и гусеничной техники (Руководство по эксплуатации ГАЗ 3344-20, АО «ЗЗГТ» Заволжье: 2015 - с. 119). Данные устройства работают по единому принципу: разогрев охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания (ДВС) до «верхней» заданной температуры, отключение и естественное остывание ОЖ до «нижней» заданной температуры, повторное включение и разогрев. Главным недостатком этих устройств является потребление электрической энергии от аккумуляторной батареи (АБ), что приводит к снижению ее емкости. При снижении емкости АБ ниже допустимых пределов (25% - для зимнего времени года) обгонная муфта стартера не сможет придать коленчатому валу достаточную угловую скорость для запуска двигателя. Для непрерывной работы подогревателей требуется следить за уровнем разряда АБ либо применять внешние источники электрической энергии.There are known pre-heating systems for military vehicle engines with an automatic control system and maintenance of the thermal state, which include automatic liquid diesel heaters (APZhD, PZhD-30M) wheeled (Operation Manual Ural-63704, JSC "UralAZ" Miass: 2015 - p. 37) and tracked vehicles (Operation Manual GAZ 3344-20, JSC "ZZGT" Zavolzhye: 2015 - p. 119). These devices operate on the same principle: heating the coolant of an internal combustion engine (ICE) to the “upper” set temperature, turning off and naturally cooling the coolant to the “lower” set temperature, turning it on again and warming up. The main disadvantage of these devices is the consumption of electrical energy from the battery, which leads to a decrease in its capacity. If the battery capacity decreases below permissible limits (25% for the winter season), the starter overrunning clutch will not be able to impart sufficient angular speed to the crankshaft to start the engine. For continuous operation of the heaters, it is necessary to monitor the battery discharge level or use external sources of electrical energy.

Известен предпусковой подогреватель двигателя (Патент на полезную модель РФ №104974), с электрическим нагревательным элементом (ТЭНом), отличающийся тем, что он содержит термос со встроенным нагревательным электрическим элементом ТЭНом (12 В) и встроенным температурным датчиком масла в ДВС через электроклапан с кнопкой включения. Недостатком известного технического решения является невозможность поддержания теплового состояния двигателя в течение длительного времени.A known engine pre-heater (RF utility model patent No. 104974), with an electric heating element (TEN), characterized in that it contains a thermos with a built-in heating electric element TEN (12 V) and a built-in temperature sensor for oil in the internal combustion engine through an electric valve with a button inclusions. The disadvantage of the known technical solution is the impossibility of maintaining the thermal state of the engine for a long time.

Известен тепловой аккумулятор фазового перехода с индукционным устройством электроподогрева (Патент на полезную модель РФ №189233), содержащий наружный корпус из диэлектрического материала и отделенного от него тепловой изоляцией внутреннего корпуса из диэлектрического материала, внутри которого размещены металлические цилиндрические капсулы с теплоаккумулирующим материалом, в торцевой части расположены входной патрубок и выходной патрубок, и крышки из диэлектрического материала, на которой расположен ввод электропитания, причем обмотка индукционного устройства электроподогрева располагается равномерно по поверхности наружного корпуса из диэлектрического материала. Недостатком известного технического решения являются необходимость подачи тока через ввод электропитания от АБ, что приводит к снижению ее емкости.A phase transition heat accumulator with an induction electric heating device is known (RF utility model No. 189233), containing an outer casing made of dielectric material and an inner casing made of dielectric material separated from it by thermal insulation, inside which metal cylindrical capsules with heat-accumulating material are placed in the end part there is an inlet pipe and an outlet pipe, and covers made of dielectric material, on which the power supply input is located, and the winding of the induction electric heating device is located evenly over the surface of the outer casing made of dielectric material. The disadvantage of the known technical solution is the need to supply current through the power input from the battery, which leads to a decrease in its capacity.

Известно устройство облегчения пуска холодного двигателя внутреннего сгорания (Патент на полезную модель РФ №114344), содержащее впускную трубу с углублением под факельную штифтовую свечу, факельную штифтовую свечу с предохранительным кожухом, штуцером для подвода топлива и клеммой подключения электронагревательного элемента, установленной внутрь впускной трубы посадкой с натягом теплоизолированной с внешней стороны трубы с площадью входного сечения, составляющей 3/4 от площади входного сечения впускной трубы, отличающееся тем, что внутренние стенки предохранительного кожуха факельной штифтовой свечи покрыты каталитическим веществом, ускоряющим развитие окислительных реакций углеводородных топлив. Недостатком известного технического решения является невозможность поддержания теплового состояния двигателя в течение длительного времени.A device for facilitating the start of a cold internal combustion engine is known (RF utility model No. 114344), containing an inlet pipe with a recess for a torch pin plug, a torch pin plug with a safety casing, a fitting for the fuel supply and a terminal for connecting an electric heating element installed inside the inlet pipe by fitting with an interference fit of a pipe thermally insulated on the outside with an inlet cross-sectional area of 3/4 of the inlet cross-sectional area of the inlet pipe, characterized in that the inner walls of the safety casing of the torch pin plug are coated with a catalytic substance that accelerates the development of oxidative reactions of hydrocarbon fuels. The disadvantage of the known technical solution is the impossibility of maintaining the thermal state of the engine for a long time.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является автоматическая система поддержания предпускового температурного режима, подогрева и экстренного пуска дизельного двигателя транспортного средства (Патент на полезную модель РФ №187879), содержащая электроподогреватели, датчики температуры моторного масла, дизельного топлива, подключенные к блоку управления, пусковой модуль и пиропатрон с воздушным баллоном, пусковой топливный бак через электромагнитный кран и топливопровод, пусковой масляный бак полнопоточный масляный фильтр, электромаслозакачивающий насос и обратный клапан, пиропатрон соединен с блоком управления, а воздушный баллон - с пневмостартером дизельного двигателя. Недостатком известного технического решения является необходимость применения автономного источника питания или внешней электрической сети.The technical essence closest to the claimed utility model is an automatic system for maintaining pre-start temperature conditions, heating and emergency starting of a diesel engine of a vehicle (RF utility model No. 187879), containing electric heaters, engine oil and diesel fuel temperature sensors connected to a control unit , starting module and squib with an air cylinder, starting fuel tank through an electromagnetic valve and fuel line, starting oil tank, full-flow oil filter, electric oil pump and check valve, squib is connected to the control unit, and the air cylinder is connected to the air starter of the diesel engine. The disadvantage of the known technical solution is the need to use an autonomous power source or an external electrical network.

Таким образом задача по созданию системы «дежурного режима» двигателей военной автомобильной техники в настоящее время не решена.Thus, the task of creating a “standby mode” system for military vehicle engines has not currently been solved.

Для решения данной задачи предлагается устройство обеспечения «дежурного режима» двигателей военной автомобильной техники, включающее датчики температуры и электрический нагреватель топлива, теплообменник с жидкостным и воздушным контуром, выполненный с передней и задней крышками, камерой сгорания и камерой догорания, устройство подачи воздуха и топлива в камеру сгорания, систему отвода продуктов сгорания с индикатором пламени и термоэлектрическим генератором, при этом устройство выполнено с возможностью подключения к электронному блоку управления и выносному пульту управления и индикации режимов работы устройства, выполненному с возможностью использования как автоматического, так и ручного режима управления электронного блока управления.To solve this problem, a device is proposed to ensure the “standby mode” of military vehicle engines, including temperature sensors and an electric fuel heater, a heat exchanger with a liquid and air circuit, made with front and rear covers, a combustion chamber and an afterburning chamber, a device for supplying air and fuel to a combustion chamber, a combustion product exhaust system with a flame indicator and a thermoelectric generator, wherein the device is made with the ability to connect to an electronic control unit and a remote control panel and display of operating modes of the device, made with the ability to use both automatic and manual control modes of the electronic control unit .

Теплообменник состоит из четырех концентрично расположенных цилиндров, при этом два внутренних цилиндра являются единой сварной конструкцией. В первом цилиндре установлены диффузор, камера сгорания и камера догорания. В камеру сгорания подведена свеча для поджига топливовоздушной смеси (накаливания либо искровая). Первый и второй цилиндры соединены между собой четырьмя окнами для «перехода» продуктов сгорания. Пространство между первым и вторым цилиндром предназначено для подачи согреваемого воздуха к объекту подогрева. Полость между вторым и третьим цилиндром представляет собой обратный газоход для отвода продуктов сгорания топлива, которые выводятся через отдельный патрубок. Третий цилиндр является съемным элементом из материала с теплопроводностью не менее 200 Вт/мК. На внешней стороне третьего цилиндра выполнены ребра охлаждения. Сама полость является жидкостной рубашкой, в которой происходит циркуляция охлаждающей жидкости. Четвертый цилиндр одновременно является внешним защитным кожухом, соединяющим всю конструкцию устройства.The heat exchanger consists of four concentrically arranged cylinders, with the two inner cylinders being a single welded structure. The first cylinder contains a diffuser, a combustion chamber and an afterburner chamber. A spark plug (incandescent or spark) is connected to the combustion chamber to ignite the air-fuel mixture. The first and second cylinders are connected to each other by four windows for the “transition” of combustion products. The space between the first and second cylinders is intended to supply heated air to the heating object. The cavity between the second and third cylinders is a return flue for removing fuel combustion products, which are discharged through a separate pipe. The third cylinder is a removable element made of material with a thermal conductivity of at least 200 W/mK. There are cooling fins on the outside of the third cylinder. The cavity itself is a liquid jacket in which coolant circulates. The fourth cylinder is also an external protective casing that connects the entire structure of the device.

Термоэлектрический генератор (ТЭГ) расположен в полости третьего цилиндра и является съемным элементом из материала с теплопроводностью не менее 200 Вт/мК и выполнен с возможностью электрической связи со стабилизирующим напряжение преобразователем, и состоит из множества полупроводниковых пар ветвей n- и p-типов проводимости, каждая из которых состоит из материалов с наноразмерной структурой с размерами основных структурных элементов порядка нескольких десятков нанометров и крепится к теплообменнику с помощью бугельного разъемного соединения. Полупроводниковые ветви размещены в шахматном порядке, чередуясь по типу проводимости. ТЭГ электрически связан с входами электронного блока управления и стабилизирующим напряжение преобразователем. Подвод тепла к «горячей стороне» ТЭГ осуществляется за счет движения продуктов сгорания в обратном газоходе, а отвод тепла с «холодной стороны» - за счет движения охлаждающей жидкости системы охлаждения ДВС на наружной стороне третьего цилиндра с ребрами охлаждения. Нагреваемая стороны ТЭГ снабжена датчиком температуры. Температуру жидкостного теплоносителя контролирует датчик температуры на входе и выходе. Выходы от ТЭГ через стабилизирующий напряжение преобразователь подаются на электронный блок управления.The thermoelectric generator (TEG) is located in the cavity of the third cylinder and is a removable element made of a material with a thermal conductivity of at least 200 W/mK and is designed for electrical communication with a voltage-stabilizing converter, and consists of many semiconductor pairs of branches of n- and p-type conductivity, each of which consists of materials with a nanoscale structure with dimensions of the main structural elements of the order of several tens of nanometers and is attached to the heat exchanger using a detachable yoke connection. The semiconductor branches are arranged in a checkerboard pattern, alternating according to the type of conductivity. The TEG is electrically connected to the inputs of the electronic control unit and the voltage-stabilizing converter. Heat is supplied to the “hot side” of the TEG due to the movement of combustion products in the return flue, and heat is removed from the “cold side” due to the movement of the coolant of the internal combustion engine cooling system on the outside of the third cylinder with cooling fins. The heated side of the TEG is equipped with a temperature sensor. The temperature of the coolant fluid is monitored by a temperature sensor at the inlet and outlet. The outputs from the TEG are fed through a voltage-stabilizing converter to the electronic control unit.

Устройство подачи воздуха и топлива в камеру сгорания электрически связано с преобразователем напряжения и содержит: электродвигатель, на валу которого с одной стороны находится вентилятор, а с другой - топливный насос с нагнетателем, распылителем топлива и отражателем. Топливное оборудование содержит, проходной топливный бак, нагреватель топлива и топливные магистрали.The device for supplying air and fuel to the combustion chamber is electrically connected to a voltage converter and contains: an electric motor, on the shaft of which there is a fan on one side, and on the other - a fuel pump with a supercharger, a fuel sprayer and a reflector. The fuel equipment contains a pass-through fuel tank, a fuel heater and fuel lines.

Электронный блок управления содержит силовые интерфейсные блоки: для подключения АБ, выходов ТЭГ, нагревателя топлива, вентиляторов и насосов; блок питания свечи розжига топливовоздушной смеси; блоки входных интерфейсов датчиков и дополнительного энергоснабжения с соответствующими разъемами; управляющий контроллер устройства контроля и управления работой устройства, жгуты проводов.
Сущность полезной модели поясняется фигурами.The electronic control unit contains power interface blocks: for connecting batteries, TEG outputs, fuel heater, fans and pumps; air-fuel mixture spark plug power supply; blocks of input interfaces of sensors and additional power supply with corresponding connectors; control controller of the device for monitoring and controlling the operation of the device, wiring harnesses.
The essence of the utility model is illustrated by figures.

На фиг. 1 представлено устройство обеспечения «дежурного режима» двигателей военной автомобильной техники, где:In fig. 1 shows a device for ensuring the “standby mode” of military vehicle engines, where:

1 - вентилятор;1 - fan;

2 - электродвигатель;2 - electric motor;

3 - топливный насос;3 - fuel pump;

4 - нагнетатель воздуха;4 - air blower;

5 - разбрызгиватель топлива;5 - fuel sprayer;

6 - отражатель;6 - reflector;

7 - свеча зажигания;7 - spark plug;

8 - камера сгорания;8 - combustion chamber;

9 - диффузор;9 - diffuser;

10 - камера догорания;10 - afterburning chamber;

11 - бугельное разъемное соединение;11 - detachable yoke connection;

12 - асбестовая прокладка;12 - asbestos gasket;

13 - окна «перехода» продуктов сгорания;13 - windows for “transition” of combustion products;

14 - термоэлектрический генератор;14 - thermoelectric generator;

15 - ребра охлаждения;15 - cooling fins;

16 - задняя крышка теплообменника;16 - rear cover of the heat exchanger;

17 - передняя крышка теплообменника;17 - front cover of the heat exchanger;

18 - жидкостной теплоноситель;18 - coolant liquid;

19 - согреваемый воздух;19 - heated air;

20 - датчик температуры «горячей стороны» ТЭГ;20 - temperature sensor of the “hot side” of the TEG;

21 - датчик температуры холодного жидкостного теплоносителя;21 - cold coolant temperature sensor;

22 - датчик температуры горячего жидкостного теплоносителя;22 - temperature sensor of hot coolant liquid;

23 - патрубок подвода охлаждающей жидкости;23 - coolant supply pipe;

24 - патрубок вывода охлаждающей жидкости;24 - coolant outlet pipe;

25 - патрубок подвода воздуха;25 - air supply pipe;

26 - патрубок вывода продуктов сгорания;26 - exhaust pipe for combustion products;

27 - индикатор пламени;27 - flame indicator;

28 - обратный газоход.28 - return flue.

На фиг. 2 представлена структурная схема работы устройства.In fig. Figure 2 shows a block diagram of the device operation.

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

В автоматическом режиме при нажатии кнопки на пульте управления загорается контрольный светодиод, включается электродвигатель (2) и происходит проверка работы системы и диагностика электрических цепей устройства. При этом последовательно выполняется запуск управляющего контроллера и проверка остаточной емкости АБ и передача сигнала о включении устройства.In automatic mode, when you press a button on the control panel, the control LED lights up, the electric motor (2) turns on, and the operation of the system is checked and the electrical circuits of the device are diagnosed. In this case, the control controller is launched sequentially, the residual capacity of the battery is checked and a signal is transmitted to turn on the device.

При недостаточной емкости АБ или выявлении иных ошибок во время диагностики либо работы устройства данная информация отображается на пульте управления путем выдачи соответствующего кода неисправности.If the battery capacity is insufficient or other errors are detected during diagnostics or operation of the device, this information is displayed on the control panel by issuing the corresponding fault code.

В дальнейшем питающее напряжение подается к нагревателю топлива в проходном топливном баке и топливных магистралях. Контроль работы нагревателя осуществляется внешним управляющим контроллером по уровню потребляемого тока. При достижении необходимой для поджига топливовоздушной смеси температуры топлива в проходном топливном баке и топливопроводах электронным блоком управления обеспечивается режим поддержания требуемой температуры, топливо подается в топливный насос (3), нагнетатель (4) закачивает воздух, в результате чего на входе в камеру сгорания (8) образуется топливовоздушная смесь.Subsequently, the supply voltage is supplied to the fuel heater in the pass-through fuel tank and fuel lines. The heater operation is controlled by an external control controller based on the level of current consumption. When the fuel temperature required for ignition of the air-fuel mixture is reached in the pass-through fuel tank and fuel lines, the electronic control unit ensures that the required temperature is maintained, the fuel is supplied to the fuel pump (3), the supercharger (4) pumps air, resulting in ) a fuel-air mixture is formed.

После формирования топливовоздушной смеси в камере сгорания электронный блок управления подает импульс для свечи поджига топливовоздушной смеси (7). Распыление топливовоздушной смеси обеспечивается за счет распылителя топлива (5) и отражателя (6). Контроль горения топливовоздушной смеси осуществляется с помощью индикатора пламени (27), расположенному в патрубке вывода продуктов сгорания (26). В случае срыва горения топливовоздушной смеси, управляющим контроллером перекрывается подача топлива.After the formation of the air-fuel mixture in the combustion chamber, the electronic control unit sends an impulse to the air-fuel mixture spark plug (7). Atomization of the air-fuel mixture is ensured by a fuel atomizer (5) and a reflector (6). The combustion of the air-fuel mixture is controlled using a flame indicator (27) located in the combustion products outlet pipe (26). If the combustion of the air-fuel mixture fails, the control controller shuts off the fuel supply.

После возникновения устойчивого горения топливовоздушной смеси электронным блоком управления осуществляется включение насоса охлаждающей жидкости подключение жидкостных магистралей.After stable combustion of the air-fuel mixture occurs, the electronic control unit turns on the coolant pump and connects the liquid lines.

Выключение свечи (7) осуществляют по команде с электронного блока управления после установления устойчивого горения в камере сгорания (8), которое определяют по показаниям индикатора пламени (27).The spark plug (7) is turned off by command from the electronic control unit after stable combustion has been established in the combustion chamber (8), which is determined by the readings of the flame indicator (27).

Продукты сгорания из камеры сгорания (8) проходят через диффузор (9) в камеру догорания (10) и через соединительные окна (13) поступают в обратный газоход (28).Combustion products from the combustion chamber (8) pass through the diffuser (9) into the afterburning chamber (10) and through the connecting windows (13) enter the return flue (28).

Вращающийся на валу электродвигателя (2) вентилятор (1) закачивает воздух в полость для подачи согреваемого воздуха (19) к объекту подогрева, который согревается путем конвекции от нагретой стенки обратного газохода (28) продуктами сгорания. Отдельно выведенный жидкостной насос производит прокачивание жидкостного теплоносителя (18) по внешней стороне третьего цилиндра с ребрами охлаждения (15), который также согревается путем передачи тепла от стенок обратного газохода (28) и поступает в систему охлаждения ДВС. Таким образом образуется перепад температур между «холодной» и «горячей» стороной ТЭГ (14) и генерация электрической энергии.The fan (1) rotating on the electric motor shaft (2) pumps air into the cavity to supply heated air (19) to the heating object, which is heated by convection from the heated wall of the return flue (28) with combustion products. A separately removed liquid pump pumps coolant liquid (18) along the outside of the third cylinder with cooling fins (15), which is also heated by transferring heat from the walls of the return flue (28) and enters the cooling system of the internal combustion engine. Thus, a temperature difference is formed between the “cold” and “hot” sides of the TEG (14) and the generation of electrical energy.

При достижении выходным напряжением ТЭГ (14) нижнего порогового уровня, электронным блоком управления формируется соответствующий сигнал и происходит отключение АБ от устройства. Система начинает работать автономно и независимо от источника питания. Время работы ограничено только запасом топлива.When the output voltage of the TEG (14) reaches the lower threshold level, the electronic control unit generates a corresponding signal and the battery is disconnected from the device. The system begins to work autonomously and independently of the power source. The operating time is limited only by the fuel supply.

Формируемый при дальнейшей генерации электрической энергии импульсный зарядный ток через электронный блок управления передается на АБ и обеспечивает ее подзаряд малыми токами.The pulsed charging current generated during the further generation of electrical energy is transmitted through the electronic control unit to the battery and ensures its recharging with low currents.

Так как поток охлаждающей жидкости протекает последовательно по жидкостной рубашке, то температура охлаждающей жидкости в процессе прохождения ребер охлаждения (15) внешней стороны третьего цилиндра увеличивается и соответственно уменьшается эффективность работы ТЭГ за счет уменьшения разности температур между холодной и горячей сторонами. Регулирование требуемой температуры теплоносителя и температуры нагреваемой стороны ТЭГ осуществляют с помощью управляющего контролера на основании заданной пульту управления температуры с учетом показаний датчиков температуры (20, 21, 22) нагреваемой среды путем изменения количества подаваемой топливовоздушной смеси и скоростью прокачки жидкостного теплоносителя через теплообменник.Since the flow of coolant flows sequentially through the liquid jacket, the temperature of the coolant during the passage of the cooling fins (15) of the outer side of the third cylinder increases and, accordingly, the efficiency of the TEG decreases due to a decrease in the temperature difference between the cold and hot sides. Regulation of the required temperature of the coolant and the temperature of the heated side of the TEG is carried out using a control controller based on the temperature specified by the control panel, taking into account the readings of temperature sensors (20, 21, 22) of the heated medium by changing the amount of the supplied fuel-air mixture and the rate of pumping of the coolant liquid through the heat exchanger.

При отсутствии необходимости обеспечения «дежурного режима» устройство может обеспечивать форсированный предпусковой разогрев ДВС.If there is no need to provide a “standby mode,” the device can provide forced pre-heating of the internal combustion engine.

Запуск в ручном режиме производится путем удержания кнопки прогрева топлива в течение времени необходимого для розжига и переключения режимов работы устройства через пульт управления. После прогрева топлива производится запуск электродвигателя (2), на котором расположены вентилятор (1) и топливный насос (3). Отдельно выведенный жидкостной насос начинает прокачивать жидкостной теплоноситель (18), происходит розжиг топливовоздушной смеси.Starting in manual mode is carried out by holding the fuel warm-up button for the time required for ignition and switching the operating modes of the device via the control panel. After the fuel has warmed up, the electric motor (2) is started, on which the fan (1) and the fuel pump (3) are located. A separately removed liquid pump begins to pump coolant liquid (18), and the air-fuel mixture is ignited.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет решить следующие задачи: автоматически поддерживать длительное тепловое состояние двигателя и его минутную готовность к пуску, полную независимость от источников энергии (за исключением топлива), снижение заметности объектов за счет отсутствия шума и ИК излучения от заглушенного двигателя, повышение выживаемости личности состава при отрицательных температурах в критических ситуациях, снижение расхода топлива и возможность подзаряда АБ.Thus, the claimed technical solution makes it possible to solve the following problems: automatically maintain a long-term thermal state of the engine and its minute readiness to start, complete independence from energy sources (except for fuel), reducing the visibility of objects due to the absence of noise and IR radiation from a stopped engine, increasing survivability of the individual composition at subzero temperatures in critical situations, reduced fuel consumption and the possibility of recharging the battery.

Claims (1)

Устройство обеспечения «дежурного режима» двигателей военной автомобильной техники, включающее датчики температуры и электрический нагреватель топлива, отличающееся тем, что оно снабжено теплообменником с жидкостным и воздушным контуром, выполненным с передней и задней крышками, камерой сгорания и камерой догорания, устройством подачи воздуха и топлива в камеру сгорания, электродвигателем, на валу которого с одной стороны находится вентилятор, а с другой - топливный насос с нагнетателем, распылителем топлива и отражателем, а также топливным оборудованием, системой отвода продуктов сгорания с индикатором пламени и термоэлектрическим генератором, являющимся съемным элементом из материала с теплопроводностью не менее 200 Вт/мК и выполненным с возможностью электрической связи со стабилизирующим напряжение преобразователем, причем термоэлектрический генератор состоит из множества полупроводниковых пар ветвей n- и p-типов проводимости, каждая из которых состоит из материалов с наноразмерной структурой с размерами основных структурных элементов порядка нескольких десятков нанометров, при этом устройство выполнено с возможностью подключения к электронному блоку управления и выносному пульту управления и индикации режимов работы устройства, выполненному с возможностью использования как автоматического, так и ручного режима управления электронного блока управления.A device for ensuring the “standby mode” of military vehicle engines, including temperature sensors and an electric fuel heater, characterized in that it is equipped with a heat exchanger with a liquid and air circuit, made with front and rear covers, a combustion chamber and an afterburning chamber, an air and fuel supply device into the combustion chamber, by an electric motor, on the shaft of which there is a fan on one side, and on the other - a fuel pump with a supercharger, a fuel atomizer and a reflector, as well as fuel equipment, a combustion product exhaust system with a flame indicator and a thermoelectric generator, which is a removable element made of material with a thermal conductivity of at least 200 W/mK and configured for electrical communication with a voltage-stabilizing converter, wherein the thermoelectric generator consists of a plurality of semiconductor pairs of branches of n- and p-type conductivity, each of which consists of materials with a nano-sized structure with the dimensions of the main structural elements of the order of several tens of nanometers, while the device is made with the ability to connect to an electronic control unit and a remote control panel and indicate the operating modes of the device, made with the ability to use both automatic and manual control modes of the electronic control unit.