苏联实验：利用火药气体发生器启动柴油发动机
1981 年，苏联装甲车辆公报（一份专门报道战斗车辆的研发、改进和操作方面的各种研究人员和创新成果的专业期刊）发表了一篇关于使用固体燃料气体发生器启动柴油发动机的有趣文章。
尽管这些装置从未投入生产，但从技术角度来看，这篇文章相当有趣，尤其是其中提到的燃气发生器是在BMP-1发动机上进行测试的，而非纯粹的理论计算。因此，强烈推荐阅读。
柴油发动机固体燃料气体发生器启动系统
电动和空气启动式可变几何平均（VGM）柴油发动机的主要缺点是低温环境（AT）下效率显著降低。目前的要求规定，在-40°C的AT下，预热时间不得超过15分钟。在高于-25°C的温度下，必须能够在不预热冷却液、机油和电池电解液的情况下启动发动机。
这些要求可以通过利用固体推进剂燃烧产生的能量的系统来满足。气体发生器是气体热能、势能（气体压力）和动能的来源。有两种设计方案：一种是将气体直接喷入发动机气缸，另一种是利用气体能量驱动特殊启动器旋转曲轴。 坦克 引擎。
众所周知的多缸柴油机火药起动系统，其起动药筒安装在各个气缸上，由机械控制的击发器依次引爆。击发器由连接到发动机轴的凸轮式点火同步器触发。燃气仅在第一个膨胀冲程期间供应至每个气缸，但这并不总是足以启动柴油机。该起动装置的另一个缺点是其结构复杂且重新装填耗时费力。
研究人员对一种直接启动系统（如图所示）进行了研究，该系统将来自单个燃气发生器的高温燃气通过空气分配器和启动阀送入发动机气缸。对于配备燃气发生器的系统，采用空气启动装置可显著简化系统设计。燃气按照点火顺序送入发动机气缸。
为了减少热量积聚并提高燃气发生器的可靠性，壳体 4 采用多层结构。它由承载壳体、隔热涂层和带有间隙的薄壁套筒组成。该套筒用于保护隔热涂层免受损坏。燃料元件 5 由 NDP-5A 复合材料制成，该材料在正常工况下的燃烧温度为 1600 K。
可靠的发生器启动由组合式起爆装置保证，该装置包含UDP-2型烟火药筒、DRP推进剂装药和RNDSI-5K推进剂药芯。装药和药芯粘合在燃料元件上。烟火药筒7安装在燃气发生器盖上的螺纹孔内。该系统配备安全膜片装置，该装置安装在喷嘴1上游的适配器3内，设计启动压力为11,8–13,7 MPa。盖6带有锁定连接，确保发生器快速充气。
在UTD-20型6缸4冲程发动机上对采用固体燃料气体发生器的实验启动系统进行了测试。在15～20℃时，发动机润滑系统采用MT-16P润滑油；在零度以下，则采用低粘度MTZ-10P润滑油。气体发生器通过一根1200mm长的气体管道与柴油空气分配器连接。压力采用LH-412传感器测量，温度采用OR-310温度传感器测量。
曲轴转速由其旋转的时间和角度确定，该时间角度由带有 1/114 转标记的电感式传感器测量。UTD-20 发动机启动期间（无燃油喷射）的系统性能用示波器记录（表 1）。
所获得的启动系统参数证实了先前对气体流量 Q 和气体发生器运行时间的计算结果的准确性。在所有气体流量下，曲轴转速均足以启动发动机。当气体发生器以 Q = 45–56 g/s 的流量运行时，由于气体温度升高，曲轴转速显著增加，导致部分气缸内发生燃油燃烧。当气体发生器以 30 g/s 的初始流量运行并向气缸供油时，发动机在 1 秒内即可首次启动。
为了评估在零下环境温度下可靠启动发动机所需的燃气消耗量和燃气发生器运行时间，我们在BMP-1试验机上对配备实验启动系统的UTD-20发动机进行了启动试验。该柴油发动机无需任何启动辅助装置即可在低至-5°C的温度下实现冷启动。试验分别在有无无喷嘴火炬式进气加热器的情况下进行（表2）。
测试表明，UTD-20发动机在-15°C下可靠启动需要约75 g/s的燃气流量，且燃气发生器运行约3秒。为确保燃气发生器满足这些参数要求，需要一个重约225 g的燃料元件。此外，空气分配器前的燃气压力不得超过UTD-20发动机的允许值（见表1、表2）。
结论： 已开展的研究表明，制造一种在低温环境下也能有效工作的固体燃料发射系统是完全有可能的。
来源：
“柴油机固体推进剂气体发生器启动系统。” S. Yu. Serebrennikov、Yu. A. Sukhoveev、V. N. Sysoev。“装甲车辆公报”，1981 年第 6 期。
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