Конструкция электроспецоборудования бронетанкового вооружения и техники
В 2 частях Часть 1
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Танки. Самоходные орудия
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Авторы:
Лепешинский Игорь Юрьевич, Чикирев Олег Иванович, Мунин Валерий Анатольевич, Погодаев Денис Викторович
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 392
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-015063-5
ISBN-онлайн: 978-5-16-107562-3
Артикул: 701971.04.01
Учебник состоит из двух частей. В первой части рассмотрены условия эксплуатации и требования, предъявляемые к электрооборудованию многоцелевых гусеничных и колесных машин. Описаны особенности конструкции систем энергоснабжения потребителей электрической энергии, электрического пуска двигателей внутреннего сгорания, приборов освещения и сигнализации, электрических двигателей, контрольно-измерительных приборов, а также вспомогательного оборудования, применяемого на основных образцах бронетанкового вооружения и техники.
Может быть использован для подготовки курсантов военно-учебных заведений и учебных военных центров, слушателей военных кафедр, а также офицеров танковых войск в системе командирской подготовки.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 23.03.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- 23.03.03: Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
- ВО - Магистратура
- 23.04.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- 23.04.03: Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
- 56.04.04: Управление техническим обеспечением войск (сил)
- ВО - Специалитет
- 23.05.01: Наземные транспортно-технологические средства
- 23.05.02: Транспортные средства специального назначения
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОСПЕЦОБОРУДОВАНИЯ БРОНЕТАНКОВОГО ВООРУЖЕНИЯ И ТЕХНИКИ ЧАСТЬ 1 В ДВУХ ЧАСТЯХ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный технический университет» УЧЕБНИК Рекомендовано федеральным государственным казенным военным образовательным учреждением высшего образования — Военным учебно-научным центром Сухопутных войск «Общевойсковая академия Вооруженных Сил Российской Федерации» в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» Москва ИНФРА-М 202
УДК 623.438(075.8) ББК 68.8я73 К65 К65 Конструкция электроспецоборудования бронетанкового вооружения и техники. Ч. 1 : в 2 ч. : учебник / И. Ю. Лепешинский, О.И. Чикирев, П.М. Варлаков [и др.]. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 392 с. — (Военное образование). ISBN 978-5-16-015064-2 (общ.) ISBN 978-5-16-015063-5 (print) ISBN 978-5-16-107562-3 (online) Учебник состоит из двух частей. В первой части рассмотрены условия эксплуатации и тре бования, предъявляемые к электрооборудованию многоцелевых гусеничных и колесных машин. Описаны особенности конструкции систем энергоснабжения потребителей электрической энергии, электрического пуска двигателей внутреннего сгорания, приборов освещения и сигнализации, электрических двигателей, контрольно-измерительных приборов, а также вспомогательного оборудования, применяемого на основных образцах бронетанкового вооружения и техники. Может быть использован для подготовки курсантов военно-учебных заведений и учебных военных центров, слушателей военных кафедр, а также офицеров танковых войск в системе командирской подготовки. УДК 623.438(075.8) ББК 68.8я73 Р е ц е н з е н т ы: Зимин А.И., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой общетех нических дисциплин Московского высшего военного командного училища (военного института) (филиала) Военного учебно-научного центра Сухопутных войск Общевойсковой академии Вооруженных сил Российской Федерации; Евстифеев В.В., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой кон струкционных материалов и специальных технологий Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета (СибАДИ) А в т о р ы: Лепешинский И.Ю., Чикирев О.И., Варлаков П.М., Мунин В.А., Погодаев Д.В., Пер чун А.А., Костин К.В. ISBN 978-5-16-015064-2 (общ.) ISBN 978-5-16-015063-5 (print) ISBN 978-5-16-107562-3 (online) © Омский государственный технический университет, 2019
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ АБ – аккумуляторная батарея; А3 – агрегат зажигания; АЗР – автомат защиты с расцеплением; АЗС – автомат защиты сети; АОТ – автомат обратного тока; БЗА – блок защиты аккумуляторов; БМП – боевая машина пехоты; БПВЛЭ – бортовой провод с виниловой изоляцией лакированный экранированный; БРН – бесконтактный регулятор напряжения; БТР – бронетранспортер; БСП – блок стартерного переключения; БТВТ – бронетанковое вооружение и техника; БТТ – бронетанковая техника; БЦН – бензиновый центробежный насос; ВКУ – вращающееся контактное устройство; ГТД – газотурбинный двигатель; ДМР – дифференциальное минимальное реле; ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности; ИУ – измерительное устройство; ИЭ – измерительный элемент; КИП – контрольно-измерительный прибор; КУ – коммутирующее устройство; МГ и КМ – многоцелевая гусеничная и колесная машина; МДС – магнитодвижущая сила; МЗН – маслозакачивающий насос; МНЭ – молекулярный накопитель энергии; НЗ – нормально замкнут; н.с. – намагничивающая сила; НЭ – накопитель энергии; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ОМП – оружие массового поражения; ОПВТ – оборудование для подводного вождения танков; ПАС – прибор автоматики согласующий; ПВВ – подогрев впускного воздуха;
ПКТ – пулемет Калашникова танковый; ПНВ – прибор ночного видения; ППО – противопожарное оборудование; ПУС – пусковое устройство стартера; РСГ – реле стартера-генератора; РУ – регулирующее устройство; РЭ – регулирующий элемент; СГ – стартер-генератор; СЭП – система электрического пуска; СЭС – система энергоснабжения; ТПУ – танковое переговорное устройство; ТР – тягового реле; УОС – усилитель обратной связи; УР – управляющее реле; ФВУ – фильтровентиляционная установка; ХЛ – холодный климат; ШР – штепсельный разъем; ЭДС – электродвижущая сила; ЭС – эталонное сопротивление; ЭСУ – электросиловая установка.
ВВЕДЕНИЕ Постоянное совершенствование объектов бронетанковой техники (БТТ) характеризуется непрерывным повышением уровня автоматизации боевых и рабочих процессов. Благодаря широкому внедрению автоматических систем, бортовых ком пьютеров, лазерной и инфракрасной техники, тепловизоров, аппаратуры навигации и связи в военную промышленность произошел качественный скачок в повышении основных боевых свойств современных многоцелевых гусеничных и колесных машин (МГ и КМ). Их совершенствование обеспечивает сухопутным войскам возможность успешно решать все боевые задачи в сложных условиях современного боя. Проблемы механизации и автоматизации проще и надежнее всего решают ся с помощью применения электрических устройств, поэтому совершенствование различных объектов бронетанковой и автомобильной техники сопровождается ускоренным развитием их электроспецоборудования. Современная боевая техника оснащается все возрастающим количеством электрических машин, приборов и аппаратов. Одни из них образуют сложные автоматические системы регулирования и управления, другие – более простые автоматические устройства, третьи – приводят в действие различные механизмы. Общая масса аппаратов и систем электрооборудования современной боевой машины составляет около 1500 кг (т. е. 2,5–3 % от ее массы), длина соединительных проводов и кабелей – более 2 км. Так, в танке установлено более 40 электрических машин, около 300 реле и контакторов, 1000 полупроводниковых приборов. Такое количество электрооборудования потребовало увеличения мощности системы энергоснабжения до 18 кВт. От исправности и надежности работы элементов электроспецоборудования в значительной степени зависит боеспособность машины. Образцы современных многоцелевых гусеничных и колесных машин технически более совершенны в сравнении с техникой послевоенного периода. В них нашли отражение новейшие достижения электроники, оптики, радиотехники, механики, химии и энергетики. Ученые, конструкторы и инженеры, работающие в области электроэнергетики, настойчиво и плодотворно развивают теоретические основы этой науки, используют комплексный подход при создании современных конструкций электрических аппаратов и машин. Эффективное использование всех боевых возможностей МГ и КМ требует отличного знания их конструкции и устройства. Поэтому каждый будущий офицер-танкист должен знать основы теории и конструкции одной из важнейших систем бронетанкового вооружения и техники (БТВТ) – системы электроспецоборудования.
ГЛАВА 1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ 1.1. Условия эксплуатации электрооборудования многоцелевых гусеничных и колесных машин Работа электрооборудования многоцелевых гусеничных и колесных ма шин (МГ и КМ) определяется условиями эксплуатации, а также местом установки отдельных изделий электрооборудования. Современное электрооборудование используется в различных климатиче ских зонах. Более 80 % территории России расположено в зоне холодного климата, в которой эксплуатируются примерно 85 % колесных и гусеничных машин. В зависимости от климатических условий изделия электрооборудования и приборы выпускаются по ГОСТ 3940–84 «Электрооборудование автотракторное. Общие технические условия» в следующих климатических исполнениях: для умеренного климата – «У»; холодного – «ХЛ»; тропического – «Т»; общеклиматическое исполнение – «О». Изделия могут выпускаться пригодными для эксплуатации одновременно в нескольких климатических районах, например, умеренно холодного (У–ХЛ) или умеренно теплого (У–Т) климата. Изделия, работающие в условиях холодного и тропического климата, изготовляют согласно ОСТ 37.003.008–72 и ОСТ 37.003.012–73. Изделия климатического исполнения «О» должны удовлетворять темпера турным требованиям всех климатических районов, а изделия, пригодные для эксплуатации в нескольких макроклиматических районах, – требованиям, предусмотренным для соответствующих районов (табл. 1.1). Рабочая температура – это естественно изменяющаяся или практически не изменяющаяся температура, при которой обеспечиваются заданные показатели надежности. Предельная температура – это значение температуры, редко достигае мое в эксплуатационных условиях (длительность воздействия может быть оговорена в технической документации на изделие), при котором заданные параметры изделий не гарантируются. Для изделий электрооборудования исполнений «ХЛ» и «О», монтируе мых в отделении управления и боевом отделении и предназначенных для контроля за работой систем машины, минимальную температуру окружающей среды с учетом реальных условий, существующих в этих отделениях во время предпускового подогрева двигателя, устанавливают –50 °С.
Таблица 1.1 Условия эксплуатации изделий электрооборудования Место установки изделий Температура окружающей среды, С для изделий исполнения «У» «ХЛ» «Т» На двигателе и в моторно-трансмиссионном отделении 70/80 В отделении управления и боевом отделении, а также снаружи 55/65 Снаружи, в отделении управления и боевом отделении (а также на тех изделиях, которые должны работать до предпускового подогрева) –45/–50 –60/–60 –20/–45 На двигателе и в моторно-трансмиссионном отделении (а также на изделиях, включаемых только после предпускового подогрева) –40 –40 –20 Примечание. В числителе приведена рабочая, а в знаменателе – предельная температу ра окружающей среды. Для изделий электрооборудования грузовых автомобилей, установленных снаружи (у которых происходит выделение теплоты во время работы), а также в кабине, закрытом кузове, под капотом, минимальную температуру окружающей среды с учетом реальных условий эксплуатации устанавливают –40 С для изделий исполнений «У» и «ХЛ» и –50 С – для изделий исполнения «О». Работа в условиях широкого диапазона изменения температуры окружа ющей среды предъявляет к изделиям электрооборудования колесных и гусеничных машин высокие требования. При высоких температурах снижается надежность работы электронных систем, устанавливаемых на машинах, сокращается срок службы аккумуляторных батарей (АБ). При низких температурах уменьшаются механическая прочность электрической изоляции и емкость АБ. Во время эксплуатации изделия электрооборудования колесных и гусе ничных машин подвергаются воздействию механических вибрационных перегрузок, которые нарушают нормальный режим их работы, снижают механическую и электрическую прочность, точность, увеличивают износ, что может привести к повреждению или разрушению изделия. В табл. 1.2 приведены вибрационные и ударные нагрузки, которые должны выдерживать изделия электрооборудования в эксплуатации без повреждений, поломок и нарушений рабочего процесса.
Таблица 1.2 Вибрационные и ударные нагрузки, которые должны выдерживать изделия электрооборудования в эксплуатации Изделие Частота вибрации Гц Максимальное ускорение, м/с3 Устанавливаемые на двигателе 50/50–200 100/150 Прочие 50/50–200 50/100 Примечания: 1. В числителе приведено значение частоты вибрации при периодических испытаниях, а знаменателе – при типовых. 2. В числителе приведено максимальное ускорение при вибрационной нагрузке, а в знаменателе – при ударной. 3. Продолжительность испытаний при вибрационной нагрузке 8 ч, а при ударной – 10 000 ударов. В процессе эксплуатации изделия электрооборудования многоцелевых гусеничных и колесных машин подвергаются воздействию агрессивной среды моторно-трансмиссионного или подкапотного пространства и окружающей среды. Защита от коррозии осуществляется с помощью лакокрасочных металлических и неметаллических неорганических покрытий или их сочетаний. Защитное покрытие выбирают в соответствии с назначением изделия, узла или детали с учетом их конструктивных особенностей и условий эксплуатации. Учитывая условия эксплуатации изделий электрооборудования, их климатическое исполнение и требования ГОСТ 9.303–84, их классифицируют на группы, указанные в табл. 1.3. Таблица 1.3 Группы эксплуатации изделий электрооборудования Детали изделий Условия эксплуатации изделий исполнений «У» «ХЛ» «Т» Наружные, монтируемые снаружи Жесткое Очень жесткие Наружные, монтируемые в моторно-трансмис- сионном отделении или в боевом отделении и отделении управления Среднее Жесткие Внутренние, зависящие от назначения и степени защиты от проникновения посторонних тел и воды Легкое Средние
Изделия электрооборудования должны быть защищены от попадания в процессе эксплуатации посторонних предметов, вредных отложений и воды. Несмотря на тяжелые условия эксплуатации (значительные динамические нагрузки, широкий диапазон изменения рабочих температур, высокая степень загрязнения окружающей среды, возможность непосредственного проникновения внутрь изделий масла, топлива, воды и пр.), изделия электрооборудования должны обеспечивать надежную работу в течение требуемого срока службы. 1.2. Требования, предъявляемые к системе электрооборудования многоцелевых гусеничных и колесных машин Изделия электрооборудования многоцелевых машин старых марок рабо тали при напряжении 6 В. С 1945 г., в связи с ростом числа и мощности потребителей электрической энергии, электрооборудование в карбюраторных машинах работает при номинальном напряжении 12 В, на многоцелевых машинах с дизельными и газотурбинными двигателями большой мощности – при номинальном напряжении 24 В. В настоящее время в соответствии с ГОСТ 3940–84 номинальные значе ния напряжений изделий электрооборудования выбирают: для генераторов и генераторных установок (комплект генератора с регулятором напряжения) 7, 14, 28 В; для потребителей тока – 6, 12, 24 В. Потребители электрической энергии, используемые при работающем двигателе, должны быть работоспособными при изменении напряжения в пределах 0,90–1,25 номинального напряжения системы. Номинальные параметры изделий электрооборудования (основные элек трические и механические параметры, указанные на изделии или в технической документации) определяются, как правило, при номинальном напряжении и характеризуют номинальный режим работы изделия. Изделия электрооборудования должны обеспечивать номинальные пара метры (номинальную мощность, номинальную силу тока и т. д.) при нормальных значениях климатических факторов окружающей среды, которая характеризуется: температурой окружающего воздуха (25 ± 10) °С; относительной влажностью 45–80 %; давлением (0,84–1,06) 105 Па. Изоляция обмоток и токоведущих элементов относительно корпуса или основания должна выдерживать без повреждений в течение 1 мин воздействие синусоидального переменного тока частотой 50 Гц (действующие значения испытательного напряжения приведены ниже). Обмотки электрических машин, в том числе вновь проектируемых элек тродвигателей и аппаратов, а также токоведущие детали этих изделий, токове
дущие детали и обмотки вновь проектируемых контрольно-измерительных приборов и их датчики, токоведущие детали коммутационной аппаратуры, работающие в главных цепях и цепях, содержащих элементы индуктивности, токоведущие детали и элементы цепей низкого напряжения аппаратов зажигания – 550 В. Обмотки и токоведущие детали электродвигателей с электромагнитным возбуждением – 250 В. Токоведущие детали коммутационной аппаратуры (за исключением ука занных выше), установочных изделий, осветительных и светосигнальных приборов, датчики и сигнализаторы, а также контрольно-измерительные приборы – 220 В. Токоведущие детали и элементы цепей высокого напряжения систем за жигания – 22000 В. Токоведущие детали и элементы цепей высокого напряжения вновь про ектируемых систем зажигания – 25000 В. Степень искрения (класс коммутации) электрических машин по шкале, указанной в ГОСТ 183–74: продолжительного режима работы – не более 1,5; повторно кратковременного и кратковременного (продолжительностью не менее 5 мин) режимов работы – не более 2; кратковременного (продолжительностью не более 3 мин) – не более 3. Предельные допустимые превышения температуры частей электрических машин и аппаратов при стендовых испытаниях должны соответствовать: для частей электрических машин и аппаратов продолжительного, повторно-кратковременного режимов работы – значениям, указанным в табл. 1.4; для частей электрических машин и аппаратов кратковременного но минального режима работы продолжительностью 5 мин и более значениям, указанным в стандартах на изделия конкретного вида. Таблица 1.4 Предельные допустимые превышения температуры частей электрических машин и аппаратов при стендовых испытаниях Части электрических машин и аппаратов Допустимое превышение температуры, °С Обмотки автомобильных и тракторных генераторов и электродвигателей 125, 140 145, 155 100, 115, 130, 145, 160 Коллекторы и контактные кольца Обмотки реле различного назначения, а также регуляторов напряжения Примечание. Допустимое превышение температуры приведено для изоляционных ма териалов в соответствии с ГОСТ 8865–70.