СИСТЕМА ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2006 года по МПК F02N11/04 F02N11/08 

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано для модернизации магистральных и маневровых тепловозов всех серий.

Известна система запуска дизеля тепловоза с использованием батареи конденсаторов сверхвысокой емкости, содержащая цепь заряда конденсаторов с резистором и тиристором, управляющий электрод которого подключен к замыкающему контакту штатной кнопки "Пуск дизеля" тепловоза (см. международную заявку WO 93/18300, МПК F 02 N 11/08, опубл. 1993). Основным недостатком системы является возможность самопроизвольного открытия тиристора от воздействия электромагнитных помех или случайного повторного нажатия на кнопку "Пуск дизеля", в результате чего напряжение на емкостном накопителе энергии, заряжающемся при работающем дизеле от зарядного генератора, становится выше номинального. Это приводит к уменьшению срока службы конденсаторов и может стать причиной выхода их из строя.

Прототипом изобретения является система запуска дизеля тепловоза, содержащая аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор, штатные пусковые контакторы, через которые напряжение при запуске поступает на тяговый генератор, емкостный накопитель энергии, в цепь заряда которого включены тиристор и токоограничивающий резистор, диод, шунтирующий цепь заряда при протекании тока разряда емкостного накопителя энергии, контактный элемент для включения тиристора, контактный выключатель цепи питания емкостного накопителя энергии, индикатор заряда емкостного накопителя энергии и разрядный резистор, подключенный к емкостному накопителю, причем контактный элемент для включения тиристора выполнен в виде отдельного выключателя, расположенного на одной панели с индикатором заряда и выключателем цепи питания накопителей энергии, а упомянутая панель выполнена с возможностью ее установки в высоковольтную камеру тепловоза (см. патент Российской Федерации №2189324, МПК F 02 N 11/08, опубл. 2002).

Основным недостатком системы является вероятность сохранения включенного состояния цепи заряда емкостного накопителя энергии после запуска дизеля (предусмотрено ручное отключение данной цепи) и, как следствие этого, возможность несанкционированного открытия тиристора с последующим зарядом накопителя до повышенного напряжения, вырабатываемого зарядным генератором. Соответственно, это приводит к снижению ресурса емкостного накопителя энергии и может стать причиной выхода его из строя.

Задачей изобретения является повышение надежности и ресурса системы запуска, а также улучшение условий обслуживания тепловоза.

Поставленная задача решается тем, что система запуска дизеля тепловоза, содержащая аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, электростартер, в качестве которого используется стартер-генератор или тяговый генератор, пусковые контакторы, через контакты которых напряжение при запуске поступает на электростартер, емкостный накопитель энергии, выполненный в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, в цепь заряда которого включен токоограничивающий резистор, и диод, шунтирующий токоограничивающий резистор при протекании тока разряда накопителя энергии, согласно изобретению снабжена дополнительным контактором с замыкающими контактами, первый из которых включен в цепь заряда емкостного накопителя энергии, и управляющим реле, обмотка которого подключена к емкостному накопителю энергии через контакт пускового контактора, при этом обмотка дополнительного контактора подключена к бортовой сети через последовательно соединенные размыкающий контакт управляющего реле, и дополнительно введенные первый выключатель с размыкающим контактом и второй выключатель с замыкающим контактом, параллельно которому включен второй замыкающий контакт дополнительного контактора. Отличительные признаки изобретения обеспечивают автоматический, без вмешательства локомотивной бригады, разрыв цепи заряда емкостного накопителя энергии при запуске дизеля и, соответственно, защиту конденсаторов от воздействия повышенного напряжения и их поддержание в разряженном состоянии между запусками дизеля.

Параллельно токоограничивающему резистору подключен световой индикатор наличия тока заряда емкостного накопителя энергии, а параллельно обмотке дополнительного контактора - световой индикатор включенного состояния цепи заряда. Это позволяет визуально контролировать работу системы.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемой системы запуска дизеля тепловоза.

Система содержит аккумуляторную батарею 1, устройство 2 отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, электростартер 3, в качестве которого используется стартер-генератор или тяговый генератор, контакты пусковых контакторов 4, 5 (это могут быть контакты одного или двух одновременно срабатывающих контакторов). Система также содержит емкостный накопитель энергии 6, выполненный в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, в цепь заряда которых включен токоограничивающий резистор 7, диод 8, шунтирующий токоограничивающий резистор 7 при протекании тока разряда накопителя энергии 6 при запуске дизеля. Система отличается тем, что она снабжена дополнительным контактором с обмоткой 9 и замыкающими контактами 10 и 11, первый из которых включен в цепь заряда емкостного накопителя энергии 6, и управляющим реле с обмоткой 12 и размыкающим контактом 13. Обмотка 12 управляющего реле подключена к емкостному накопителю энергии 6 через контакт пускового контактора 4, а обмотка 9 дополнительного контактора подключена к бортовой сети через последовательно соединенные размыкающий контакт 13 управляющего реле и дополнительно введенные первый кнопочный выключатель с размыкающим контактом 14 и второй кнопочный выключатель с замыкающим контактом 15, параллельно которому включен второй замыкающий контакт 11 дополнительного контактора.

Параллельно токоограничивающему резистору 7 подключен световой индикатор наличия тока заряда через емкостный накопитель энергии 6. Индикатор состоит из светодиода 16 и резистора 17. Параллельно обмотке 9 дополнительного контактора подключен световой индикатор включенного состояния цепи заряда, состоящий из светодиода 18 и резистора 19. Обмотка 9 дополнительного контактора зашунтирована диодом 20, а обмотка 12 управляющего реле - диодом 21.

Все элементы системы запуска, кроме конденсаторов накопителя энергии, могут быть расположены на одной или двух панелях с возможностью их размещения в высоковольтной камере или в аккумуляторном отсеке тепловоза. Лучший вариант размещения дополнительных кнопочных выключателей и световых индикаторов - в кабине машиниста тепловоза.

Предлагаемая система запуска дизеля тепловоза работает следующим образом.

Аккумуляторная батарея 1 подключается к бортовой сети тепловоза с помощью устройства 2. Далее нажимается кнопочный выключатель 15 "Заряд", через который замыкается цепь питания обмотки 9 дополнительного контактора, при этом ток протекает через контакты устройства 2, размыкающий контакт 13 управляющего реле и кнопочные выключатели 14 и 15. Дополнительный контактор включается, один из его контактов 10 замыкает цепь заряда емкостного накопителя энергии 6 через резистор 7, а другой контакт шунтирует кнопочный выключатель 15, обеспечивая тем самым "самоподхват" питания обмотки 9 дополнительного контактора. О включенном состоянии данного контактора будет сигнализировать светодиод 18. С этого момента начинается заряд емкостного накопителя энергии 6 от аккумуляторной батареи через резистор 7. Падение напряжения на резисторе 7 от тока заряда накопителя вызывает свечение светодиода 16. По мере заряда накопителя и уменьшения тока заряда свечение индикатора будет ослабевать до полного затухания. Далее необходимо выждать 30-60 секунд (в зависимости от серии тепловоза) и произвести штатный запуск дизеля нажатием соответствующей кнопки (на черт. не показана). Запуск дизеля начинается после окончания процесса прокачки масла, и время, в течение которого работает маслопрокачивающий насос (на черт. не показан), будет способствовать заряду накопителя энергии 6 до напряжения аккумуляторной батареи. После окончания прокачки масла замыкаются контакты 4, 5, и к электростартеру 3 подключается напряжение комбинированного источника питания в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи 1 и емкостного накопителя энергии 6 (через диод 8). Пусковой контакт 4 подключает также к напряжению накопителя энергии 6 обмотку 12 управляющего реле. Реле включается и своим контактом 13 размыкает цепь питания обмотки 9 дополнительного контактора. Контактор отключается и контактом 10 разрывает цепь заряда емкостного накопителя энергии 6. При запуске дизеля глубина разряда накопителя может достигать 50% от величины напряжения аккумуляторной батареи. Под этим напряжением заряда емкостный накопитель энергии будет находиться в режиме саморазряда до очередного запуска дизеля.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано для модернизации магистральных и маневровых тепловозов всех серий. Согласно изобретению система запуска дизеля тепловоза содержит аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, электростартер, контакты пусковых контакторов, емкостный накопитель энергии и диод. В качестве электростартера используется стартер-генератор или тяговый генератор. Емкостный накопитель энергии выполнен в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем. В цепь заряда емкостного накопителя энергии включен токоограничивающий резистор, шунтируемый диодом при протекании тока разряда накопителя энергии. Система запуска также снабжена дополнительным контактором с обмоткой и замыкающими контактами, первый из которых включен в цепь заряда емкостного накопителя энергии, и управляющим реле с обмоткой и размыкающим контактом. Обмотка управляющего реле подключена к емкостному накопителю энергии через контакт пускового контактора. При этом обмотка дополнительного контактора подключена к бортовой сети через последовательно соединенные размыкающий контакт управляющего реле, первый выключатель с размыкающим контактом и второй выключатель с замыкающим контактом, параллельно которому включен второй замыкающий контакт дополнительного контактора. Техническим результатом является исключение возможности заряда емкостного накопителя энергии до повышенного напряжения, вырабатываемого зарядным генератором тепловоза после запуска дизеля, а также содержание накопителя энергии между запусками дизеля при пониженном напряжении и, как следствие этого, повышение надежности и ресурса системы запуска. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система запуска дизеля тепловоза, содержащая аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, электростартер, в качестве которого используется стартер-генератор или тяговый генератор, контакты пусковых контакторов, через которые напряжение при запуске поступает на электростартер, емкостный накопитель энергии, выполненный в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, в цепь заряда которого включен токоограничивающий резистор, и диод, шунтирующий токоограничивающий резистор при протекании тока разряда накопителя энергии, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным контактором с замыкающими контактами, первый из которых включен в цепь заряда емкостного накопителя энергии, и управляющим реле, обмотка которого подключена к емкостному накопителю энергии через контакт пускового контактора, при этом обмотка дополнительного контактора подключена к бортовой сети через последовательно соединенные размыкающий контакт управляющего реле и дополнительно введенные первый выключатель с размыкающим контактом и второй выключатель с замыкающим контактом, параллельно которому включен второй замыкающий контакт дополнительного контактора.2. Система запуска по п.1, отличающаяся тем, что параллельно токоограничивающему резистору подключен световой индикатор наличия тока заряда емкостного накопителя энергии.3. Система запуска по п.1, отличающаяся тем, что параллельно обмотке дополнительного контактора подключен световой индикатор включенного состояния цепи заряда.