Устройство для управления прогревом тепловоза Советский патент 1987 года по МПК B61C9/14 

Изобретение относится к устройствам управления локомотивами, а именно к устройствам автоматического выбора режимов прогрева тепловоза.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемо} о устройства.

Блок I управления дизелем тепловоза включает в себя схему запуска дизеля. Исполнительные элементы выбора позицийJс помощью которых реализуются скоростные режимы работы дизеля, связаны с первым 2 и вторым 3 измерительными элементами (например, термосопротивления преобразователей температуры t основной водяной системы охлаждения дизеля и ее второго контура t , которые,в свою очередь, соединены с первым блоком 4 и вторым блоком 5 дискретного преобразования температур и в совокупности представ10

15

20

мени после запуска дргзеля (например, через 10 с). Выключения дизеля производятся дискретным сигналом с частотного анализатора 1I через второй элемент И 21 после срабатывания датчика 22 нулевой позиции при сбросе пози-- ции. Блок 1 тепловоза связан со схемой 23 аварийной сигнализации, cjia- батывающей в случае незапуска дизеля в отведенное время.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пусть тепловоз поставлен на прогрев с выключенным дизелем на нулевой позиции контроллера машиниста,- когда значения температур воды основной системы t и ее второго контура tj, фиксируемые измерительными элементами 2 и 3, + , vj Температура наружного воздуха t. , фиксируемая третьим измерительным элементом 6, может иметь любое значеопределяются выражениями + t 7/+ соответственно,

ляют собой датчики температуры систе- 25 ние от +5 до -30°С и ниже (понятно,

что при tj + 5°С производить прогрев не требуется). При этом весь диапамы охлаждения. Температура наружного воздуха t, фиксируется датчиком температуры наружного воздуха, состоящим из третьего измерительного элемента преобразователя температуры аналогичен первым двум) и третьего блока 7 дискретного преобразования температур и представляется в виде дискретных поддиапазонов, каждому из которых отвечает оптимальный по расходу топлива скоростной режим работы холостого хода.дизеля. Каждый из датчиков температуры с дискретным выходом содержит частотные преобразователи 8 - 10 и частотные анализаторы 11-13 соответственно.

Формирование и сравнение кодов . требуемых по условиям и фактически реализуемых скоростных режимов осущё-- ствляется блоком 14, который состоит из формирователя 15 кодов дискретных поддиапазонов температуры наружного воздуха t, блока 16 сравнения кодов дискретных поддиапазонов и состояний исполнительных элементов блока 1 управления тепловозом реверсивного счетчика 17, первого элемента И 18 и тай- 19, вырабатывающего импульсы частоты переключения скоростных режимов. Связь блока 1 с блоком 14 осуществляется через элемент 20 задержки, представляющий собой реле разрешения начала набора позиций, срабатывающего через необходимый интервал врезон возможных значений t , t., tj

35

частотными преобразователями 810 который 30 соответственно преобразуется в диапазон пропорциональных значений частоты следования электрических импульсов, которьш частотными анализаторами 11- 13 разделяется на дискретные подди- . апазоны: частотньш анализатор 13 выделяет количество дискретных поддиг апазонов управления, равных принятому числу температурных поддиапазонов t (напримерJ пяти), номера которых ко4Q дируются формирователем 15 кодов; частотный анализатор 1I выделяет и формирует из границ перехода допустимых значений t дискретные команды управления запуском, например + 40°С,

дс и выключением дизеля, например , а частотный анализатор 12 выделяет и формирует дискретный сигнал запусг ка дизеля при переходе нижней границы допустимой температуры t.

I

воды

Of

50

55

второго контура, например +

Таким образом, состояние устройства характеризуется наличием сигнала с выхода датчика 22 нулевой позиции и отсутствием дискретных сигналов запуска с выходов частотных анализаторов П и 12, а электрическая схема тепловоза находится в предпусковом состоянии.

5

0

мени после запуска дргзеля (например, через 10 с). Выключения дизеля производятся дискретным сигналом с частотного анализатора 1I через второй элемент И 21 после срабатывания датчика 22 нулевой позиции при сбросе пози-- ции. Блок 1 тепловоза связан со схемой 23 аварийной сигнализации, cjia- батывающей в случае незапуска дизеля в отведенное время.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пусть тепловоз поставлен на прогрев с выключенным дизелем на нулевой позиции контроллера машиниста,- когда значения температур воды основной системы t и ее второго контура tj, фиксируемые измерительными элементами 2 и 3, + , vj Температура наружного воздуха t. , фиксируемая третьим измерительным элементом 6, может иметь любое значеопределяются выражениями + t 7/+ соответственно,

зон возможных значений t , t., tj

частотными преобразователями 8соответственно преобразуется в диа зон пропорциональных значений част следования электрических импульсов которьш частотными анализаторами 13 разделяется на дискретные подди апазоны: частотньш анализатор 13 в деляет количество дискретных подди апазонов управления, равных принят числу температурных поддиапазонов (напримерJ пяти), номера которых к

35

30

и выключением дизеля, например +70 а частотный анализатор 12 выделяет и формирует дискретный сигнал запу ка дизеля при переходе нижней гран цы допустимой температуры t.

I

воды

Of

второго контура, например +

55

Таким образом, состояние устройства характеризуется наличием сигнала с выхода датчика 22 нулевой позиции и отсутствием дискретных сигналов запуска с выходов частотных анализаторов П и 12, а электрическая схема тепловоза находится в предпусковом состоянии.

Как только в процессе остывания дизеля температура t достигает, например, значения + 40°С (при t, / +5°С), фиксируемое измерительным элементом 2 и преобразуемое частотным преобразователем 8, частотный анализатор 11 на своем первом выходе формирует и подает на второй вход блока 1 управления дискретный сигнал запуска дизе-

ля. Температура t наружного воздуха, фиксируемая измерительным элементом 6 и преобразуемая частотным преобразователем 10, частотным анализатором 11 выделяется в один из дискретных поддиапазонов, о чем свидетельствует сигнал на одном из его выходов, номер - которого формирователем 15 преобразуется в двоичный код. Этот код с выхо15

да формирователя 15 поступает на пер- 2о дискретный сигналу сформированный

зый вход узла 16 сравнения.кодов. На второй вход последнего поступает код состояний испольнительных элементов (код позиций контроллера), который формируется следующим образом. При приходе дискретной команды запуска дизеля на вход блока 1 с первого выхода частотного анализатора 11 в ней замыкаются цепи автомата Топливный насос и кнопки Пуск дизеля (цепь кнопки 4 Пуск дизеля находится в замкнутом состоянии около 2с), в результате чего осуществляется раскрутка и запуск дизеля, а также формируется команда разрешения начала набора позиций, поступающая к элементу 20 задержки. После соответствующей временной выдержки (например, 0 с) срабатывает элемент 20 и сигнал с его выхода поступает на первый вход первой И 18 в качестве сигнала разрешения для прохождения сигналов таймера 19 на вход реверсивного двоичного счетчика 17, Период следования сигналов таймера 19 определяется до-, пустимым интервалом времени переключения с одной соседней позиции на .другую и составляет, например, 2 с,

При подаче в блок 16 сравнения кода температурного поддиапазона на. ружного воздуха и нулевого кода исходного состояния исполнительных элементов блока управления сигналом с первого выхода блока 16 сравнения реверсивный счетчик.17 устанавливается в режим сложения поступающих от таймера 19 сигналов, Коды сформированных чисел последовательно ( при переключениях исполнительных элементов)

25

30

35

частотным анализатором 11 (в виде репада напряжения длительностью, р ной длительности времени, необходи мого для последовательного перевод исполнительных элементов блока 1 у равления тепловоза в нулевую позицию ) одновременно поступает на пя вход формирователя 15 для сброса к да температурного поддиапазона и первый вход второй схемы И 21, как сигнал включения дизеля.

Выключение дизеля производится следующим образом. Так как на выхо формирователя 15, а соответственно на первом входе узла 16 сравнения дов, имеется нулевой код, , то сигнал с второго выхода последнего реверс ный двоичный счетчик 17 устанавлив ется в режим вычитания, а его сигн с третьего выхода на третьем входе первой схемы И 18 воспринимается сигнал разрешения прохождения импу сов таймера 19. При этом принцип п ледовательного сброса позиций от p 45 нее установленной до нулевой остае ся аналогичным принципу последовательного набора позиций, В момент тановления исполнительных элемент в состояние, соответствующее нулев позиции, датчик 22 нулевой позиции вход которого связан с выходом бло 1 управления, выдает на третий вхо второй схемы И 21 сигнал, разрешаю щий Прохождение сигнала выключения дизеля от частотного анализатора 1 в результате чего происходит выклю ние топливного насоса и остановка дизеля. Если же в это время темпер тура наружного воздуха находится

40

50

55

Q

8237

сравниваю -i ся с кодом формирователя 15, В момент совпадения сравниваемых кодов с третьего выхода узла 16 сравнения на третий вход первой схемы И 18 поступает запрещающий сигнал для дальнейшего прохождения импульсов таймера 19 и реверсивньй двоичный счетчик 17 сохраняет установленное значение кода, что отвечает оптимальному соответствию установленного скоростного режима работы дизеля режиму, необходимому по внешним условиям,

В таком состоянии предлагаемое устройство находится до тех пор, пока температура t основной водяной системы дизеля в процессе нагревания не превысит своей допустимой верх- + . В

15

ней границы

этом случае

дискретный сигналу сформированный

частотным анализатором 11 (в виде перепада напряжения длительностью, равной длительности времени, необходимого для последовательного перевода исполнительных элементов блока 1 управления тепловоза в нулевую позицию ) одновременно поступает на пятый, вход формирователя 15 для сброса кода температурного поддиапазона и на первый вход второй схемы И 21, как сигнал включения дизеля.

Выключение дизеля производится следующим образом. Так как на выходе формирователя 15, а соответственно на первом входе узла 16 сравнения кодов, имеется нулевой код, , то сигналом с второго выхода последнего реверсивный двоичный счетчик 17 устанавливается в режим вычитания, а его сигнал с третьего выхода на третьем входе первой схемы И 18 воспринимается как сигнал разрешения прохождения импульсов таймера 19. При этом принцип последовательного сброса позиций от par нее установленной до нулевой остается аналогичным принципу последовательного набора позиций, В момент установления исполнительных элементов в состояние, соответствующее нулевой позиции, датчик 22 нулевой позиции, вход которого связан с выходом блока 1 управления, выдает на третий вход . второй схемы И 21 сигнал, разрешающий Прохождение сигнала выключения дизеля от частотного анализатора 11, в результате чего происходит выключение топливного насоса и остановка дизеля. Если же в это время температура наружного воздуха находится в

поддиапазоне наиболее низких температур (ниже - ), то воздействием сигнала с пятого выхода частотного анализатора 13 на второй вход второй схемы И 21 осуществляется Запрет про- хождения сигнала выключения дизеля и последний остается во включенном состоянии, работающий на лулевой позиции.

После остановки дизеля описанный цикл может бытЫ повторен при необхог димых условиях. При этом запуск дизеля может быть произведен в любой момент времени при любой температуре подачей сигнала на вход блока 1 уп- равления тепловоза с выхода частотного сигнализатора 12, если значение tj по каким-либо причинам ниже (для предотвращения замерзания воды второго контура). При запуске дизеля сигналом с выхода блока 1 производится включение схемы 23 аварийной ситуации и повторный запуск можно произвести (после выяснения причины) только вручную.

Формула изобретения

Устройство для управления прогревом тепловоза, содержащее блок управ- ления дизелем, связанный с датчиком нулевой позиции контроллера, датчики температуры среды в системе охлаждения, отличающееся тем, что,с целью снижения энергозатрат, оно снабжено датчиком температуры наРедактор М, Бланар

Составитель В, Татарников Техред А.КравчукКорректор М. Шароши

Заказ 3441/22 . Тираж 455Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

с

O 15 0

5

0 5

ружного воздуха., блоком кодирования, блоком сравнение кодов, реверсивным счетчиком, связанным выходом с входом блока управления.дизелем, генератором импульсов, элементом задержки, подключенным входом к второму выходу блока управления дизелем, элементами И, один из которых связан выхсЭдом с вто- рьт входом блока управления дизелем, одним входом - с выходом датчика нулевой позиции контроллера, другим - с подключенным к входу блока кодирования выходом первого датчика температуры среды в системе охлаждения, соединенного другим выходом с третьим входом блока управления дизелем,-к четвертому входу которого подключен выход второго датчика температуры ср.еды в система охлаждения, а третьим входом первый :шемент И соединен с выходом датчика температуры наружного воздуха., другие выходы которого подключены к другим входам блока кодирования, связанного выходом с входом блока сравнения, соединенного другим входом с упомянутым выходом реверсивного счетчика, а второй элемент И соединен первым входом с выходом Элемента задержки, вторым - с выходом генератора импульсов, третьим - с выходом блока сравнения, а выходом - со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход прямого счета которого соединен с вторым выходом, а обратного счета - с третьим выходом блока сравнения.

Изобретение относится к устройствам управления локомотивами, а именно к устройствам автоматического выбора режимов прогрева тепловозов, Цель изобретения - снижение энерго- затрат. Устройство содержит блок I управления дизелем, связанный с датчиками 4 и 5 температуры среды системы охлаждения, датчик 7 наружного воздуха, соединенный через блок 15 кодирования с блоком 16 сравнения, к второму входу которого подключен реверсивньш счетчик 17, связанный входом через элемент И 18 с генератором 19 импульсов, а выходом - с блоком 1 управления дизелем, связанным выходом с входом элемента задержки 20, выход которого подключен к второму входу элемента И 18, соеди-: ненного третьим входом с выхода блока 16 сравнения, соединенного вторым выходом с вторым входом реверсивного счетчика 17, 1 ил. 00 ю 00 1C САЭ