Система автоматического запуска-остановки дизеля тепловоза (САЗДТ) и способ для его осуществления Российский патент 2024 года по МПК B61C5/00 F02N19/10 F02D41/06 F01P11/20 

Описание патента на изобретение RU2812151C1

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к автоматизированным системам прогрева тепловозов.

Известен ряд систем прогрева тепловоза на основе устанавливаемых на подвижной состав подогревателей в системе охлаждения дизелей, например, в качестве аналога предлагается «Автоматизированная система прогрева тепловозов при горячем простое», патент от 20.05.2008 г. №RU 2324826 С2.

Система имеет обогреватели, водяные контуры которых подключены один к системе охлаждения дизеля, другой к масляной и топливной системам тепловоза и имеют запорную арматуру для переключения режимов охлаждения и нагрева. Обогреватели подключены по питанию топливом к топливному баку тепловоза и оснащены насосами для подачи воды в контуры циркуляции, системой вентиляции для удаления продуктов сгорания топлива в атмосферу через трубу тепловоза, датчики контроля теплового режима в контурах системы охлаждения дизеля, масляной и топливной систем, датчик контроля напряжения на аккумуляторных батареях, которые подключены через блок преобразования и стабилизации напряжения к диспетчерскому пульту с ручным и автоматическим посредством процессора управлением режимами обогревателей с блоками звуковой и световой сигнализации на пульте и тепловозе и с передатчиком радиосигналов о штатном и аварийном режимах работы обогревателей для оповещения дежурного персонала станции. Блок световой сигнализации отображает цифровые номера тепловозов и режимы работы обогревателей.

Недостатком аналога является высокая стоимость жизненного цикла, включающего трудоемкое техническое обслуживание водяных подогревателей, отсутствие возможности автоматического запуска дизеля тепловоза для недопущения разряда аккумуляторной батареи тепловоза, отсутствие накопителя энергии для запуска дизеля, отсутствие контроля расхода дизельного топлива в баке тепловоза.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является система прогрева тепловоза на основе системы запуска дизеля тепловоза («Система самопрогрева дизельного подвижного состава» патент №RU 138111 U1 дата публикации 27.02.2014 г.).

Система самопрогрева дизельного подвижного состава (прототип), содержит аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети (БС) тепловоза, электростартер, в качестве которого используют тяговый генератор, при запуске двигателя через контакты пускового контактора напряжение поступает на электростартер, в системе также имеется емкостной накопитель энергии, выполненный в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов, в цепь заряда которого подключают токоограничивающий резистор, и диод, шунтирующий токоограничивающий резистор при протекании тока разряда емкостного накопителя энергии, и дополнительный контактор с замыкающими контактами, перед запуском дизеля тепловоза через них подключают аккумуляторную батарею к емкостному накопителю энергии, контактор отключения емкостного накопителя энергии от аккумуляторной батареи. В системе параллельно емкостному накопителю энергии устанавливают дополнительный резистор, а в цепь токоограничивающего резистора включают тиристор заряда, который управляется через резистор контактором. Информация с термосопротивлений, установленных в водяной и масляной системах охлаждения дизеля тепловоза, и о расходе дизельного топлива с датчиков топлива, установленных в баке тепловоза, поступает в блок управления. Контроль целостности цепи осуществляется по датчикам напряжения заряда емкостного накопителя энергии и напряжения пробоя.

Недостатком указанной системы самопрогрева, используемой при запуске дизельного подвижного состава, является отсутствие прокачивающих насосов охлаждающей жидкости, что неизбежно приводит как к ускорению износа двигателя, так и к увеличению расхода дизельного топлива. К недостаткам прототипа можно так же отнести отсутствие защит дизеля от: запуска и работы без охлаждающей жидкости, работы при отсутствии или низком давлении масла. Недостатком указанной системы является также более низкий заряд накопителя энергии от батареи тепловоза при остановленном дизеле, в этом режиме не полностью используется емкость накопителя при запуске дизеля тепловоза. Также при использовании прототипа отсутствует возможность вывода дизеля на позицию прожига (повышенные обороты) для защиты от закоксовывания дизельного газовоздушного тракта при длительной работе дизеля на минимальных оборотах холостого хода.

Технической проблемой, решаемой изобретением является:

- экономия дизельного топлива за счет сокращения времени работы дизеля на холостом ходу и увеличения времени простоя с заглушенным дизелем за счет циркуляции охлаждающей жидкости прокачивающими насосами;

- снижение пусковой токовой нагрузки на аккумуляторную батарею тепловоза при запуске дизеля за счет использования запасенной энергии накопителя энергии;

- максимальное снижение возможности принятия человеком ошибочных или алогичных решений в конкретных ситуациях, что приводит к исключению отрицательного влияния человеческого фактора при запуске дизеля, и следовательно к сокращению рисков при эксплуатации дизеля.

- вывод дизеля (двигателя тепловоза) на позицию прожига (повышенные обороты) для защиты от закоксовывания дизельного газовоздушного тракта, которое происходит при длительной работе дизеля на минимальных оборотах холостого хода.

Технические результаты изобретения заключаются в:

- увеличение ресурса работы дизеля;

- экономии топлива;

- автоматизации всех процессов, связанных с запуском-остановкой дизеля тепловоза;

- оптимизации режимов запуска-остановки дизеля тепловоза;

- повышении эффективности подготовительных операций при запуске-остановке двигателя.

Заявленные технические результаты достигаются тем, что

- предлагается использование прокачивающих насосов, в результате чего, происходит циркуляция охлаждающей жидкости и, таким образом, увеличивается время простоя тепловоза с заглушенным дизелем;

- предопределен автоматический запуск и остановка дизеля в зависимости от температур охлаждающей жидкости и наружного воздуха, и степени заряда аккумуляторной батареи;

- возможен вывод дизеля на режим прожига (повышенные обороты) и таким образом происходит защита дизельного газовоздушного тракта от закоксовывания;

- в схеме запуска применяется накопитель энергии для снижения пусковой токовой нагрузки на аккумуляторную батарею тепловоза во время запуска дизеля.

Схема предлагаемой системы САЗДТ изображена на чертеже.

Система САЗДТ, включает шкаф управления 1, подключенные к нему коммутационное устройство - контактор 16, емкостной накопитель энергии 17. При этом, накопитель энергии 17, который выполнен в виде одного или нескольких параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов - ионисторов, который подключается контактором 16 параллельно аккумуляторной батарее 26 тепловоза. А батарея тепловоза 26 подключена посредством рубильника 25 через включенный при запуске дизеля пусковой контактор 23 в качестве источника для питания стартера 24. Стартер 24 обеспечивает запуск дизеля тепловоза. К шкафу управления 1 также подключены датчики температуры охлаждающей жидкости горячего - основного 10 и холодного - дополнительного 11 контуров системы охлаждения тепловоза и система регистрации параметров тепловоза с двумя датчиками уровня топлива 20 и 21 в баке тепловоза с блоком передачи данных 19 на удаленный сервер заказчика по беспроводным сетям. Причем, система подключена к гидравлической схеме тепловоза в контуры, включающие радиатор калорифера 27 кабины машиниста, полости дизеля 29 и секции радиатора горячего контура 28, а также водомасляный теплообменник 30 и секции радиатора холодного контура 31. Дополнительно система САЗДТ снабжена тремя прокачивающими насосами, работающими при остановленном дизеле тепловоза:

- насосом 5 для прокачивания охлаждающей жидкости через радиатор калорифера 27 кабины машиниста;

- насосом 6 для прокачивания охлаждающей жидкости через полости дизеля 29 и через секции радиатора горячего контура 28;

- насосом 7 для прокачивания охлаждающей жидкости через водомасляный теплообменник 30 и секции радиатора холодного контура 31.

Кроме того, САЗДТ имеет датчик нижнего уровня охлаждающей жидкости 14 для защиты от запуска дизеля тепловоза при утечке или отсутствии охлаждающей жидкости в расширительном баке системы охлаждения тепловоза, и снабжена блоком управления 2 для ручного перевода системы в пассивный режим или ручного сброса аварийного состояния, а также блоком речевых сообщений 4 для оповещения персонала.

Также к шкафу управления 1 подключены:

- датчик температуры наружного воздуха 13 для изменения уставок - заданных температур запуска и остановки дизеля тепловоза в зависимости от температуры наружного воздуха;

- датчики температуры горячего 10 и холодного 11 контуров, калорифера 12 кабины машиниста для запуска и остановки дизеля тепловоза по температуре охлаждающей жидкости дизеля тепловоза;

- система регистрации параметров тепловоза 18 с датчиками уровня топлива 20 и 21 в баке тепловоза для предупреждения персонала о необходимости дозаправки тепловоза топливом;

- система регистрации параметров тепловоза 18 с датчиком давления масла 22 для остановки работающего дизеля при снижении или отсутствии давления в масляной системе смазки дизеля тепловоза.

Кроме того, заявляемая система САЗДТ:

- снабжена блок-шлюзом 15 для обмена информацией между системами, через который шкаф управления 1 подключен к микропроцессорной системе управления тепловоза (МСУ) 32;

- содержит блок 3 для регистрации, вывода, записи, хранения и считывания информации, обновления программного обеспечения устройств, входящих в состав системы.

Для совместной работы комплектов систем САЗДТ, установленных на разных секциях одного тепловоза, они объединены по межсекционной CAN сети.

Предлагаемая система САЗДТ состоит из следующих узлов, представленных на чертеже:

1 - шкаф управления;

2 - блок управления;

3 - блок регистрации;

4 - блок речевых сообщений;

5 - насос прокачки охлаждающей жидкости через радиатор калорифера 27;

6 - насос прокачки охлаждающей жидкости через полости дизеля 29 и секции радиатора горячего контура 28;

7 - насос прокачки охлаждающей жидкости через водомасляный теплообменник 30 и секции радиатора холодного контура 31;

8 - сигнальная сирена внутри тепловоза;

9 - сигнальная сирена снаружи тепловоза;

10 - датчик температуры охлаждающей жидкости горячего контура;

11 - датчик температуры охлаждающей жидкости холодного контура;

12 - датчик температуры охлаждающей жидкости калорифера;

13 - датчик температуры наружного воздуха;

14 - датчик нижнего уровня охлаждающей жидкости;

15 - блок-шлюз;

16 - контактор;

17 - накопитель энергии;

18 - система регистрации параметров тепловоза;

19 - блок передачи данных на удаленный сервер заказчика;

20 - датчик уровня топлива левый;

21 - датчик уровня топлива правый;

22 - датчик давления масла дизеля тепловоза;

23 - пусковой контактор штатной схемы тепловоза;

24 - стартер штатной схемы тепловоза;

25 - рубильник штатной схемы тепловоза;

26 - аккумуляторная батарея тепловоза;

27 - радиатор калорифера кабины машиниста;

28 - секции радиатора горячего контура;

29 - дизель (двигатель тепловоза);

30 - водомасляный теплообменник;

31 - секции радиатора холодного контура;

32 - микропроцессорная система управления (МСУ) тепловоза.

Работа предлагаемой САЗДТ осуществляется следующим образом. Шкаф управления 1 получает и обрабатывает информацию от различных датчиков, сигналов схемы тепловоза и выдает управляющие сигналы в схему тепловоза, питает и управляет прокачивающими насосами и сигнальными сиренами, управляет зарядом и разрядом накопителя энергии, обменивается данными по интерфейсам CAN и RS-485 с другими блоками и системами. К шкафу управления 1 подключены датчики температуры охлаждающей жидкости горячего 10 и холодного 11 контуров, калорифера кабины машиниста 12, наружного воздуха 13, датчик нижнего уровня охлаждающей жидкости 14, насосы прокачки охлаждающей жидкости 5, 6 и 7. Насос 5 прокачивает охлаждающую жидкость через радиатор калорифера 27 кабины машиниста, насос 6 прокачивает охлаждающую жидкость через полости дизеля 29 и секции радиатора горячего контура 28, насос 7 прокачивает охлаждающую жидкость через водо-масляный теплообменник 30 и секции радиатора холодного контура 31. К шкафу управления 1 подключены сигнальные сирены внутри 8 и снаружи 9 тепловоза для оповещения перед запуском дизеля или об аварийном состоянии. САЗДТ после включения питания или из пассивного режима автоматически переходит в режим прогрева при длительной стоянке тепловоза и соответствующих положениях органов управления тепловоза, данная информация поступает в шкаф управления 1 по дискретным сигналам или от микропроцессорной системы управления (МСУ) тепловоза 32 через блок-шлюз 15. При изменении положения органов управления тепловозом не соответствующих режиму прогрева или при получении дискретного сигнала (изменение низкого уровня напряжения на высокий или наоборот) от блока управления 2 САЗДТ автоматически переходит в пассивный режим ожидания, в котором не выдает команды в схему тепловоза, при этом выдает соответствующие информационные сообщения через блок регистрации 3 и блок речевых сообщений 4. При обнаружении неисправностей САЗДТ переходит в аварийный режим с включением сирен 8 и 9, выдачей соответствующих аварийных сообщений через блок регистрации 3 и блок речевых сообщений 4. Сброс аварийного режима производится подачей дискретного сигнала в шкаф управления 1 от блока управления 2. Регистрация, запись хранение и вывод информации о работе САЗДТ производится с помощью блока регистрации 3 и блока речевых сообщений 4.

САЗДТ в режиме прогрева включает насосы прокачки 5, 6 и 7 при остановленном дизеле тепловоза и соответствующей температуре наружного воздуха по датчику 13, отключат перед запуском дизеля. Перед запуском дизеля САЗДТ сравнивает напряжение накопителя энергии 17 аккумуляторной батареи 26 тепловоза, если напряжение накопителя энергии 17 будет меньше напряжения аккумуляторной батареи тепловоза 26, тогда САЗДТ производит заряд накопителя энергии. При заряде накопителя энергии 17 шкаф управления 1 включает контактор 16 для подключения накопителя энергии 17 параллельно аккумуляторной батарее 26, когда напряжение накопителя энергии 17 достигнет уровня напряжения аккумуляторной батареи 26, тогда заряд накопителя энергии 17 прекращается отключением контактора 16. Запуск дизеля САЗДТ производит в режиме прогрева при достижении заданной минимальной температуры охлаждающей жидкости по данным от датчиков 10, 11 и 12 и соответствующей температуре наружного воздуха по данным от датчика 13 или по минимальному напряжению аккумуляторной батареи 26 тепловоза. Подается команда на запуск дизеля от шкафа управления 1 либо дискретными выходами в схему тепловоза, либо в микропроцессорную систему управления (МСУ) 32 тепловоза через блок-шлюз 15. При сборке штатной схемы запуска дизеля тепловоза шкаф управления 1 включает контактор 16, которым подключается заряженный накопитель энергии 17 для питания стартера 24 через включенный пусковой контактор 23 параллельно подключенной рубильником 25 аккумуляторной батареи 26 тепловоза. Так как внутреннее сопротивление накопителя энергии 17 значительно меньше аккумуляторной батареи 26, то основной пусковой ток стартера 24 приходится на накопитель энергии 17. После запуска дизеля накопитель энергии 17 отключается контактором 16. Для более полного использования емкости накопителя энергии 17 заряд производится при работающем дизеле от вспомогательного генератора бортовой сети с большим уровнем напряжения, чем от аккумуляторной батареи 26 при остановленном дизеле. После заряда накопитель энергии отключается от бортовой сети и хранит накопленную энергию для последующего запуска дизеля тепловоза. Для ускорения прогрева охлаждающей жидкости тепловоза и защиты дизельного газовоздушного тракта от закокосвывания САЗДТ периодически выводит дизель на повышенную позицию командой от шкафа управления 1 либо дискретными выходами в схему тепловоза, либо в систему МСУ 32 тепловоза через блок-шлюз 15. САЗДТ в режиме прогрева останавливает дизель тепловоза при достижении заданной максимальной температуры охлаждающей жидкости по датчикам 10, 11 и 12, и соответствующей температуре наружного воздуха по датчику 13 с учетом тока заряда аккумуляторной батареи 26 тепловоза. Остановка дизеля производится подачей команды на остановку дизеля от шкафа управления 1 либо дискретным выходом в схему тепловоза, либо в систему МСУ 32 тепловоза через блок-шлюз 15. САЗДТ из режима прогрева переходит в аварийный режим и останавливает дизель тепловоза при минимальном уровне или отсутствии охлаждающей жидкости в расширительном баке тепловоза по данным от датчика 14, при низком давлении масла дизеля по данным от датчика 22 системы регистрации параметров тепловоза 18, при отсутствии заряда аккумуляторной батареи 26 от штатной схемы тепловоза. Если САЗДТ работает в режиме прогрева при остановленном дизеле и заряженном накопителе энергии 17 машинист может произвести запуск дизеля штатными органами управления тепловоза, при этом САЗДТ автоматически подключит накопитель энергии 17 для питания стартера 24 в момент запуска дизеля, чем обеспечивается снятие пиковой нагрузки с аккумуляторной батареи 26. Информация о работе САЗДТ может передаваться на удаленный сервер заказчика через блок передачи данных 19 установленной на тепловозе системы регистрации параметров тепловоза 18 (например, РПДА-Т, РПДА-ТМ, АПК «Борт» или аналогичной). При минимальном уровне топлива в баке тепловоза САЗДТ включает сигнальные сирены 8 и 9, выдает соответствующее сообщение через блоки 3 и 4 для информирования обслуживающего персонала о необходимости экипировки (заправки топливом) тепловоза. При неудавшемся запуске дизеля тепловоза САЗДТ производит повторный запуск, если повторный запуск оказался неудачным, то далее попытки запуска прекращаются, происходит переход в аварийный режим с включением сирен 8 и 9, выдачей соответствующих аварийных сообщений через блок регистрации 3 и блок речевых сообщений 4. Для совместной работы комплекты САЗДТ установленные на секциях одного тепловоза объединяются по межсекционной CAN сети.

Способ автоматического запуска-остановки дизеля " тепловоза использующий систему САЗДТ осуществляется следующим образом, в зависимости от текущих значений температур охлаждающей жидкости и наружного воздуха производится либо включение и работа насосов 5, 6, 7, либо запуск дизеля, при этом шкафом управления 1 подается сигнал управления через дискретные выходы и/или блок-шлюз 15 в штатную схему тепловоза при условии достижения уставки по температуре охлаждающей жидкости от датчиков 10, 11, 12 с учетом температуры наружного воздуха по датчику 13. При запуске дизеля, шкаф управления 1 автоматически подключает предварительно заряженный накопитель энергии 17 в качестве источника питания стартера 24. Это приводит к снижению пусковой токовой нагрузки на аккумуляторную батарею 26 тепловоза, а для последующего заряда накопителя энергии 17, шкаф управления 1 автоматически его подключают через контактор 16 к аккумуляторной батарее 26 или бортовой сети тепловоза и заряжается таким образом до уровня напряжения аккумуляторной батареи 26 или бортовой сети тепловоза. Далее, контактором 16 шкаф управления 1 отключает заряженный накопитель энергии 17 для использования запасенной энергии в момент запуска дизеля тепловоза. В случае, если при работающем дизеле тепловоза охлаждающая жидкость не прогрелась до температурной уставки (заданного значения) остановки дизеля по температуре, то шкаф управления 1 подает управляющие сигналы через дискретные выходы и/или блок-шлюз 15 в штатную схему тепловоза и выводит дизель на повышенные обороты на определенный временной интервал или до момента достижения заданной уставки остановки дизеля по температуре. После чего шкаф управления 1 снимает управляющие сигналы со штатной схемы тепловоза и, таким образом, снижает обороты дизеля до минимальных значений холостого хода, затем дизель останавливается, причем, при низкой температуре наружного воздуха по датчику 13 дизель продолжает работать на минимальных оборотах с ограничением по допустимому времени работы с минимальными оборотами холостого хода, затем система автоматически и повторно кратковременно подает управляющие сигналы в штатную схему тепловоза для повышения оборотов дизеля и защиты газовоздушного тракта от закоксовывания. В случае если, вручную изменяют положение органов управления тепловозом, которое не соответствует запуску дизеля и стоянке тепловоза или вручную воздействуют на переключатель блока управления 2, то сигналы об этом поступают в шкаф управления 1 и он не выдает управляющие команды в штатную схему тепловоза на запуск, остановку или повышение оборотов дизеля. При этом, через блок регистрации 3 и блок речевых сообщений 4 система выдает соответствующие определенной ситуации информационные сообщения. Если же сброс аварийного режима производят вручную кнопкой/переключателем блока управления 2 в положение - сброс, соответственно информация об этом автоматически поступает в шкаф управления 1, кроме того, для недопущения ситуации предельного разряда аккумуляторной батареи 26 тепловоза система производит запуск дизеля тепловоза по минимальному уровню напряжения аккумуляторной батареи 26 тепловоза, причем, при работающем дизеле аккумуляторную батарею 26 заряжает штатная схема тепловоза, а САЗДТ контролирует уровень тока и время заряда аккумуляторной батареи 26 тепловоза определенной емкости и не останавливает работающий дизель при достижении уставки по температуре от датчиков, если аккумуляторная батарея 26 тепловоза не успела зарядиться. В случае неудавшегося запуска дизеля тепловоза, шкаф управления 1 автоматически производит повторный запуск дизеля, а при повторном неудачном запуске для не допущения предельного разряда аккумуляторной батареи и зарезервирования возможности запуска дизеля вручную система прекращает попытки запуска, и переходит в аварийный режим с включением сирен 8 и 9, с выдачей соответствующих аварийных сообщений через блок регистрации 3 и блок речевых сообщений 4.

Система включает сигнальные сирены внутри 8 и снаружи 9 тепловоза для оповещения обслуживающего персонала о запуске дизеля тепловоза или об аварийном состоянии системы или для информирования обслуживающего персонала о необходимости экипировки - заправки топливом тепловоза при минимальном уровне топлива в баке тепловоза. Блок регистрации 3 производит регистрацию, запись, хранение, а вывод информации о работе системы запуска-остановки дизеля тепловоза производится так же через блок речевых сообщений 4. Вся информация о работе системы на тепловозе может передаваться через блок передачи данных 19 по беспроводным сетям, установленной на тепловозе системы регистрации параметров тепловоза 18, например РПДА-Т, РПДА-ТМ, АПК «Борт» или через аналогичную им систему.

Использование возможностей САЗДТ существенно увеличивает объем защиты дизеля. Что приводит к сохранению его в рабочем состоянии. А главное - появляется возможность автоматического управления тепловозом в режимах его работы при прогреве охлаждающей жидкости и готовности к работе, что снижает влияние человеческого фактора.

Похожие патенты RU2812151C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОТОВНОСТИ К ЗАПУСКУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТЕПЛОВОЗА 2013
  • Рачков Станислав Робертович
  • Руденко Владимир Федорович
  • Добашин Сергей Анатольевич
  • Оленцов Александр Анатольевич
  • Бучкин Евгений Владимирович
  • Воронова Марина Анатольевна
  • Троицкий Анатолий Пантелеевич
  • Мохов Николай Федорович
RU2530965C1
СИСТЕМА ДЛЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2010
  • Бучкин Евгений Владимирович
  • Быков Олег Юрьевич
  • Горин Владимир Иванович
  • Добашин Сергей Анатольевич
  • Новиков Александр Михайлович
  • Рачков Станислав Робертович
  • Троицкий Анатолий Пантелеевич
RU2422669C1
СИСТЕМА ПОДОГРЕВА И ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУР ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ 2014
  • Подопросветов Анатолий Васильевич
  • Бубнов Владимир Михайлович
  • Кочетков Александр Николаевич
  • Плеханов Сергей Александрович
RU2569800C1
СИСТЕМА ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА 2010
  • Бабков Юрий Валерьевич
  • Грачев Николай Валерьевич
  • Клименко Юрий Иванович
  • Степанов Юрий Алексеевич
  • Суркова Елена Геннадьевна
  • Троицкий Анатолий Пантелеевич
RU2446308C2
Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза 2023
  • Кривошеев Василий Сергеевич
  • Шестов Владимир Юрьевич
  • Белоусов Юрий Александрович
RU2802571C1
СПОСОБ ПОДОГРЕВА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА ДЛЯ ЕГО ЗАПУСКА 2013
  • Ким Сергей Ирленович
  • Журавлев Сергей Николаевич
  • Федотов Михаил Владимирович
  • Моисеев Олег Александрович
RU2540189C2
Высоковольтная аппаратная камера маневрового тепловоза. 2021
  • Белоусов Юрий Александрович
  • Кривошеев Василий Сергеевич
RU2750824C1
Высоковольтная аппаратная камера маневрового тепловоза 2021
  • Кривошеев Василий Сергеевич
RU2758724C1
СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ 1992
  • Иванов А.М.
  • Корнев А.Н.
  • Кошевой В.А.
  • Лисицин А.Л.
  • Никифоров Б.Д.
  • Поляшов Л.И.
  • Радионов Н.И.
  • Харитонов В.Ф.
RU2042541C1
БОРТОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОГРЕВА СИСТЕМ ТЕПЛОВОЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ "ГОРЯЧЕМ" ОТСТОЕ 2014
  • Анисимов Александр Сергеевич
  • Носков Виталий Олегович
  • Фоменко Валентин Константинович
  • Якушин Роман Юрьевич
RU2596891C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 812 151 C1

Реферат патента 2024 года Система автоматического запуска-остановки дизеля тепловоза (САЗДТ) и способ для его осуществления

Группа изобретений относится к автоматизированным системам прогрева тепловозов. Система автоматического запуска-остановки дизеля тепловоза (САЗДТ) содержит шкаф управления, контакторы, емкостной накопитель энергии, аккумуляторную батарею, рубильник, стартер, датчики температуры охлаждающей жидкости, систему регистрации параметров тепловоза с датчиками уровня топлива в баке тепловоза, блок передачи данных на удаленный сервер, прокачивающий насос для прокачивания охлаждающей жидкости при остановленном дизеле тепловоза через радиатор калорифера кабины машиниста, насос для прокачивания охлаждающей жидкости через полости дизеля и через секции радиатора горячего контура, а также насос для прокачивания охлаждающей жидкости через водомасляный теплообменник и секции радиатора холодного контура, датчик нижнего уровня охлаждающей жидкости, блок управления для ручного перевода системы в пассивный режим или ручного сброса аварийного состояния, а также блок речевых сообщений для оповещения персонала. Причем система подключена к гидравлической схеме тепловоза. Также заявлен способ автоматического запуска-остановки дизеля тепловоза, использующий систему САЗДТ. Технический результат изобретений заключается в увеличении ресурса работы дизеля и увеличении ресурса работы аккумуляторной батареи тепловоза. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 812 151 C1

1. Система автоматического запуска-остановки дизеля тепловоза (САЗДТ), включающая шкаф управления (1), подключенные к нему коммутационное устройство – контактор (16), емкостной накопитель энергии (17), выполненный в виде одного или нескольких параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов-ионисторов, который подключен контактором (16) параллельно аккумуляторной батарее (26) тепловоза, подключенной посредством рубильника (25) через включенный при запуске дизеля пусковой контактор (23) в качестве источника для питания стартера (24), обеспечивающего запуск дизеля тепловоза, при этом к шкафу управления (1) также подключены датчики температуры охлаждающей жидкости горячего – основного (10) и холодного – дополнительного (11) контуров системы охлаждения тепловоза, к шкафу управления (1) также подключена система регистрации параметров тепловоза (18) с датчиками уровня топлива (20) и (21) в баке тепловоза и блок (19) передачи данных на удаленный сервер заказчика по беспроводным сетям, причем система подключена к гидравлической схеме тепловоза в контуры, включающие радиатор калорифера (27) кабины машиниста, полости дизеля (29) и секции радиатора горячего контура (28), а также водомасляный теплообменник (30) и секции радиатора холодного контура (31), отличающаяся тем, что система САЗДТ также снабжена прокачивающим насосом (5) для прокачивания охлаждающей жидкости при остановленном дизеле тепловоза через радиатор калорифера (27) кабины машиниста, насосом (6) для прокачивания охлаждающей жидкости через полости дизеля (29) и через секции радиатора горячего контура (28), а также насосом (7) для прокачивания охлаждающей жидкости через водомасляный теплообменник (30) и секции радиатора холодного контура (31), имеет датчик нижнего уровня охлаждающей жидкости (14) для защиты от запуска дизеля тепловоза при утечке или отсутствии охлаждающей жидкости в расширительном баке системы охлаждения тепловоза и снабжена блоком управления (2) для ручного перевода системы в пассивный режим или ручного сброса аварийного состояния, а также блоком речевых сообщений (4) для оповещения персонала.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что к шкафу управления (1) подключен датчик температуры наружного воздуха (13) для изменения уставок – заданных температур запуска и остановки дизеля тепловоза в зависимости от температуры наружного воздуха.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что к шкафу управления (1) подключены датчики температуры горячего (10) и холодного контуров (11), калорифера (12) кабины машиниста для запуска и остановки дизеля тепловоза по температуре охлаждающей жидкости дизеля тепловоза.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что к шкафу управления (1) подключена система регистрации параметров тепловоза (18) с датчиками уровня топлива (20) и (21) в баке тепловоза для предупреждения персонала о необходимости дозаправки тепловоза топливом.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что к шкафу управления (1) подключена система регистрации параметров тепловоза (18) с датчиком давления масла (22) для остановки работающего дизеля при снижении или отсутствии давления в масляной системе смазки дизеля тепловоза.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена блок-шлюзом (15) для обмена информацией между системами, через который шкаф управления (1) подключен к микропроцессорной системе управления тепловоза (МСУ) (32).

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит блок регистрации (3) для регистрации, вывода, записи, хранения и считывания информации, обновления программного обеспечения устройств, входящих в состав системы.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для совместной работы комплектов систем САЗДТ, установленных на разных секциях одного тепловоза, они объединены по межсекционной CAN сети.

9. Способ автоматического запуска-остановки дизеля тепловоза, использующий систему САЗДТ по одному из пп. 1-8, осуществляется следующим образом, при остановленном дизеле тепловоза в зависимости от текущих значений температур охлаждающей жидкости и наружного воздуха производится либо включение и работа насосов (5), (6), (7), либо запуск дизеля, при этом шкафом управления (1) подается сигнал управления через дискретные выходы и/или блок-шлюз (15) в штатную схему тепловоза, при условии достижения уставки по температуре охлаждающей жидкости от датчиков (10), (11), (12) с учетом температуры наружного воздуха по датчику (13), и затем, при запуске дизеля, шкаф управления (1) автоматически подключает предварительно заряженный накопитель энергии (17) в качестве источника питания стартера (24), что приводит к снижению пусковой токовой нагрузки на аккумуляторную батарею (26) тепловоза, а для последующего заряда накопителя энергии (17), шкаф управления (1) автоматически его подключает через контактор (16) к аккумуляторной батарее (26) или бортовой сети тепловоза и заряжается таким образом до уровня напряжения аккумуляторной батареи 26 или бортовой сети тепловоза, далее контактором (16) шкаф управления (1) отключает заряженный накопитель энергии (17) для использования запасенной энергии в момент запуска дизеля тепловоза, если же при работающем дизеле тепловоза охлаждающая жидкость не прогрелась до уставки остановки дизеля по температуре, то шкаф управления (1) подает управляющие сигналы через дискретные выходы и/или блок-шлюз (15) в штатную схему тепловоза и выводит дизель на повышенные обороты на определенный временной интервал или до момента достижения заданной уставки остановки дизеля по температуре, затем шкаф управления (1) снимает управляющие сигналы со штатной схемы тепловоза и таким образом снижает обороты дизеля до минимальных значений холостого хода, затем дизель останавливается, причем при низкой температуре наружного воздуха по датчику (13) дизель продолжает работать на минимальных оборотах с ограничением по допустимому времени работы с минимальными оборотами холостого хода, затем система автоматически и повторно кратковременно подает управляющие сигналы в штатную схему тепловоза для повышения оборотов дизеля и защиты газовоздушного тракта от закоксовывания, а в случае если вручную изменяют положение органов управления тепловозом, которое не соответствует запуску дизеля и стоянке тепловоза или вручную воздействуют на переключатель блока управления (2), то сигналы об этом поступают в шкаф управления (1) и он не выдает управляющие команды в штатную схему тепловоза на запуск, остановку или повышение оборотов дизеля, а через блок регистрации (3) и блок речевых сообщений (4) выдает соответствующие определенной ситуации информационные сообщения, если же сброс аварийного режима производят вручную кнопкой/переключателем блока управления (2) в положение – сброс, соответственно информация об этом автоматически поступает в шкаф управления (1), кроме того, для недопущения ситуации предельного разряда аккумуляторной батареи (26) тепловоза шкаф управления (1) производит запуск дизеля тепловоза по минимальному уровню напряжения аккумуляторной батареи тепловоза (26), причем система контролирует уровень тока и время заряда аккумуляторной батареи (26) тепловоза определенной емкости и не останавливает работающий дизель при достижении уставки по температуре от датчиков (10), (11), (12), (13), если аккумуляторная батарея (26) тепловоза не успела зарядиться, в случае неудавшегося запуска дизеля тепловоза шкаф управления (1) автоматически производит повторный запуск дизеля, а при повторном неудачном запуске для не допущения предельного разряда аккумуляторной батареи и зарезервирования возможности запуска дизеля вручную система прекращает попытки запуска и переходит в аварийный режим с включением сирен (8) и (9), с выдачей соответствующих аварийных сообщений через блок регистрации (3) и блок речевых сообщений (4).

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что для оповещения обслуживающего персонала о запуске дизеля тепловоза или об аварийном состоянии системы система включает сигнальные сирены внутри (8) и снаружи (9) тепловоза.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что блок регистрации (3) производит запись, регистрацию, хранение, а вывод информации о работе системы осуществляется также и через блок речевых сообщений (4).

12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что при минимальном уровне топлива в баке тепловоза система автоматически включает сигнальные сирены (8) и (9) и выдает соответствующее речевое оповещение через блоки (3) и (4) для информирования обслуживающего персонала о необходимости экипировки – заправки топливом тепловоза.

13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что информация о работе системы на тепловозе может передаваться на удаленный сервер заказчика по беспроводным сетям, установленной на тепловозе системы регистрации параметров тепловоза (18) через блок передачи данных (19), например РПДА-Т, РПДА-ТМ, АПК «Борт» или аналогичной.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2812151C1

Каркасный стеллаж с разборно-выдвижными клетками 1960
  • Бочаров А.Ф.
  • Кураев Л.И.
  • Латков И.И.
  • Романов А.М.
SU138111A1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО АВТОНОМНОГО ПОДОГРЕВА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА 2015
  • Федотов Михаил Владимирович
  • Нестеров Игоревич Эдуардович
  • Добашин Сергей Анатольевич
RU2606428C1
СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОТОВНОСТИ К ЗАПУСКУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТЕПЛОВОЗА 2013
  • Рачков Станислав Робертович
  • Руденко Владимир Федорович
  • Добашин Сергей Анатольевич
  • Оленцов Александр Анатольевич
  • Бучкин Евгений Владимирович
  • Воронова Марина Анатольевна
  • Троицкий Анатолий Пантелеевич
  • Мохов Николай Федорович
RU2530965C1
US 4413595 A, 08.11.1983.

RU 2 812 151 C1

Авторы

Кащенко Анатолий Анатольевич

Абрамов Олег Валерьевич

Райдугин Дмитрий Константинович

Даты

2024-01-24Публикация

2023-08-07Подача