СПОСОБ ПРОГРЕВА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОТ ПОСТОРОННЕГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Российский патент 2003 года по МПК F02N17/06 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к устройствам и способам прогрева систем двигателей при низких температурах окружающей среды.

Известны устройства и способы для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, содержащие системы прогрева воды и моторного масла в автономных контурах, снабженных соответствующими циркуляционными насосами и электротеплообменниками /1, 2/.

Известное устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии /1/ требует некоторой модернизации систем двигателя для установки электротеплообменника, водомасляного теплообменника и дополнительных трубопроводов.

Известный способ прогрева тепловозных дизелей /2/, предусматривающий цикличное отключение и включение работы дизеля в автоматическом режиме, не исключает работу дизеля на холостом режиме и использование аккумуляторной батареи (АБ) для запуска последнего.

Предложенный способ отличается от известных тем, что не требует модернизации систем двигателя, исключает работу дизеля на холостом режиме для прогрева систем, исключает запуск дизеля от АБ и, наряду с прогревом воды, масла и топлива, предусматривает подзарядку последней по штатной схеме.

Сущность предлагаемого способа прогрева заключается в том, что производится прокрутка дизель-генераторной установки (ДГУ) тепловоза от постороннего источника электроэнергии.

Способ прогрева дизель-генераторных установок (ДГУ) тепловозов заключается в том, что с целью повышения экономичности и моторесурса, в режимах прогрева систем дизеля обеспечивают возбуждение тягового генератора (ТГ) по штатной схеме, переводят генератор в режим электродвигателя путем пропуска тока от постороннего источника электроэнергии через якорную и пусковую последовательно соединенные обмотки, отключают подачу топлива в цилиндры путем отключения катушки блокировочного магнита регулятора частоты вращения коленчатого вала (РЧО). Допустимый уровень температур в системах дизеля, зависящий от температуры окружающей среды, поддерживают за счет изменения частоты вращения коленчатого вала, путем изменения напряжения в якорной и пусковой обмотках.

Также, с целью исключения скопления моторного масла в выпускном тракте дизеля периодически через 1,2...1,5 ч прогрева производят запуск дизеля путем подключения катушки блокировочного магнита РЧО и выдерживают работу дизеля в обычном холостом режиме в течение 0,15..,0,2 ч.

На приведенном чертеже представлена схема осуществления предложенного способа прогрева систем двигателей внутреннего сгорания с энергообеспечением от постороннего источника электроэнергии.

При прокрутке ДГУ от постороннего источника прогрев систем будет обеспечиваться не только за счет механических потерь, но и путем теплоотвода тепловой энергии в системы узлов трения и от стенок цилиндров при прокрутке дизеля от постороннего источника электроэнергии.

Общие особенности подключения тяговых генераторов и перевода тепловоза в режим прогрева заключается в том, что посредством дополнительных кабелей соединяют одноименные полярности, обеспечивают по штатной схеме возбуждение тягового генератора (ТГ) прокручиваемого дизеля и только после подачи электроэнергии производят отключение работы топливных насосов высокого давления (ТНВД).

С этого момента ТГ на тепловозах с отключенными ТНВД автоматически переходят в режим электродвигателей постоянного тока и тем самым обеспечивается прокрутка дизелей от постороннего источника электроэнергии. При этом режим прогрева прокручиваемых дизелей следует корректировать в зависимости от температуры окружающей среды. Для этого на тепловозе с работающей ДГУ (в случае энергообеспечения от другого тепловоза) посредством контроллера машиниста меняется частота вращения коленчатого вала. Этим достигается изменение оборотов коленчатых валов прокручиваемых дизелей, что естественно, отражается на мощности механических потерь дизелей и вспомогательного оборудования. Тем самым корректируется степень теплоотвода в системы дизеля и достигается прогрев систем в допустимых уровнях при различных условиях окружающей среды.

В качестве дополнительного пояснения следует отметить, что подогрев топлива и подзарядка аккумуляторной батареи обеспечивается по штатным схемам, т. е. топливо подогревается за счет прокачки его через водотопливный теплообменник, а подзарядка аккумуляторной батареи - от цепи вспомогательного генератора.

Также следует отметить, что с целью оповещения о снижении температуры воды ниже допустимого уровня в системах неработающих (подогреваемых) дизелей предусматривается установка температурных реле APT и звуковых зуммеров 3. За счет использования пусковой обмотки П в якорной цепи тягового генератора прокручиваемого дизеля достигается две цели: во-первых, пусковая обмотка будет являться сериесной, когда генератор переходит в режим двигателя; во-вторых, посредством ее предотвращается короткое замыкание через цепь якоря прокручиваемого дизеля в случаях обрыва цепи независимой обмотки возбуждения генератора.

Перегрев пусковой обмотки генератора исключается, т.к. длительный ток при прокрутке не превышает 300 А (сечение пусковой обмотки составляет 180 мм²).

В общем, для предотвращения короткого замыкания в силовой цепи по другим причинам предусматривается установка предохранителей на 500 А.

Без особых затруднений изложенный способ подогрева реализуется на различных сериях маневровых и магистральных тепловозов.

Использование ДГУ тепловоза в качестве постороннего источника электроэнергии рекомендуется только в тех локомотивных депо, где исключается или ограничено использование электроэнергии от электровоза переменного тока или от промышленной сети. Естественно, наибольшая эффективность прогрева систем дизелей путем их прокрутки достигается при использовании именно этих источников электроэнергии.

Таким образом, возможно подключение тяговых генераторов различных серий тепловозов к выпрямительной установке промышленного трансформатора или к выпрямительной установке силового трансформатора электровоза переменного тока. В первом случае регулировка потребляемой электроэнергии неработающих ДГУ предусматривается посредством тиристорного выпрямительного блока, а во втором - путем изменения положения рукоятки контроллера машиниста.

Экономический эффект достигается за счет сокращения расхода горюче-смазочных материалов и повышения моторесурса двигателей, за счет уменьшения динамических нагрузок на его шатунно-кривошипный механизм.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.с. СССР 244000 А, МПК F 02 N 17/06, 1969.

2. Кудинов Ю.А., Овчинников В.М., Дубровский В.А. Устройство автоматического прогрева тепловозов. Труды БелИИЖТа, вып.141, 1975, с.25.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к устройствам и способам прогрева систем двигателей при низких температурах окружающей среды. Способ прогрева дизель-генераторных установок тепловозов заключается в том, что обеспечивают возбуждение тягового генератора по штатной схеме, переводят генератор в режим электродвигателя, отключают подачу топлива в цилиндры путем отключения катушки блокировочного магнита регулятора частоты вращения коленчатого вала и далее, допустимый уровень температур в системах дизеля, зависящий от температуры окружающей среды, поддерживают за счет изменения частоты вращения коленчатого вала путем изменения напряжения в якорной и пусковой обмотках. С целью исключения скопления моторного масла в выпускном тракте дизеля периодически через 1,2...1,5 ч прогрева производят запуск дизеля путем подключения катушки блокировочного магнита РЧО и выдерживают работу дизеля в обычном холостом режиме в течение 0,15. . .0,2 ч. Техническим результатом является то, что не требуется модернизации систем двигателя, исключается работа дизеля на холостом режиме для прогрева систем, исключается запуск дизеля от АБ и, наряду с прогревом воды, масла и топлива, предусматривается подзарядка последней по штатной схеме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ прогрева дизель-генераторных установок (ДГУ) тепловозов путем теплоотвода тепловой энергии в системы от узлов трения и от стенок цилиндров при прокрутке дизеля от постороннего источника электроэнергии, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и моторесурса, в режимах прогрева систем дизеля обеспечивают возбуждение тягового генератора (ТГ) по штатной схеме, переводят генератор в режим электродвигателя путем пропуска тока от постороннего источника электроэнергии через якорную и пусковую последовательно соединенные обмотки, отключают подачу топлива в цилиндры путем отключения катушки блокировочного магнита регулятора частоты вращения коленчатого вала (РЧО) и далее допустимый уровень температур в системах дизеля, зависящий от температуры окружающей среды, поддерживают за счет изменения частоты вращения коленчатого вала, путем изменения напряжения в якорной и пусковой обмотках. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения скопления моторного масла в выпускном тракте дизеля, периодически через 1,2. . . 1,5 ч прогрева производят запуск дизеля путем подключения катушки блокировочного магнита РЧО и выдерживают работу дизеля в обычном холостом режиме в течение 0,15. . . 0,2 ч.