Дизель - генераторная установка Советский патент 1992 года по МПК F02N11/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к запуску дизелей сочлененных дизель-генераторных установок тепловозов.

Известна дизель-генераторная установка, содержащая на каждой из сочлененных установок аккумуляторную батарею, контроллер управления, блоки пуска и управления частотой вращения вала дизеля, включенные раздельно в цепь аккумуляторной батареи через контроллер управления, кнопки управления пуском по числу сочлененных установок, устройство для параллельного соединения аккумуляторных батарей сочлененных установок, стартер-генератор и устройство для его подключения к аккумуляторным батареям.

На практике возникает необходимость в запуске останоьившегося по различным причинам дизеля одной из сочлененных секций в процессе выполнения тепловозом поездной работы. При использовании известных решений для запуска дизеля в этих условиях необходимо перевести вторую из сочлененных (сочленяют, как правило, две секции тепловозов) работающую дизель-генераторную установку в режим холостого хода, что осуществляют переводом рукоятки (штурвала) контроллера управления ведущей секции на нулевую позицию. В

результате вся силовая установка на время запуска дизеля одной из секций выводится из режима тяги, т.е. мощность сочлененных установок на тягу не используется. При движении поезда на горизонтальном участке пути это приведет к потери скорости движения. На участке пути с затяжным подъемом временный вывод всей силовой установки из режима тяги может Привести к остановке поезда и нарушению графика движения. Таким образом, снижается надежность работы всей силовой установки. Кроме того, после запуска дизеля тягового усилия сочлененных установок может оказаться недостаточно для трогания с места остановленного на критическом подъеме поезда, что требует использования вспомогательного локомотива, а это связано с серьезным нарушением графика движения на всем участке пути и дополнительными затратами.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности дизель-генераторной установки тепловоза путем запуска одного дизеля во время работы другого дизеля под нагрузкой.

Поставленная цель достигается тем, что в установке, состоящей по меньшей мере из двух сочлененных дизель-генераторов, каждый из которых содержит тяговый генератор с цепью возбуждения, аккумуляторную батарею, стартер-генератор, устройство включения стартер-генератора с обмоткой и замыкающим контактом, блок пуска, блок управления частотой вращения вала дизеля, контроллер управления с контактом холостого хода и с нагрузочными контактами, две кнопки пуска, контактор паралелльного соединения аккумуляторных баратеи с обмоткой и замыкающим контактом, датчик давления масла с двумя размыкающими контактами и провода подключения к сочлененному дизель-генератору, причем дизель, тяговый генератор и стартер-генератор соединены между собой механической связью, стартер-генератор подключен к аккумуляторной батареи через замыкающий контакт устройства включения, обмотка которого соединена с аккумуляторной батареей через первый контакт датчика давления масла и замыкающий контакт контактора параллельного соединения батарей, выход блока пуска подключен к обмотке контактора параллельного соединения батареи, а вход - к аккумуляторной батарее через второй контакт датчика давления масла, первую кнопку пуска и контакт холостого хода контроллера управления, блок управления частотой вращения соединен с аккумуляторной батареей через нагрузочные контакты контроллера управления, вторая кнопка пуска подключена к аккумуляторной батарее через контакт холостого хода контроллера управления, а провода подключения к

сочлененному дизель-генератору соединены с кнопками пуска, блоком пуска, контактами контактора параллельного соединения батарей, каждый из сочлененных дизель-генераторов снабжен дополнительной кноп0 кой пуска, двумя диодами и реле с обмоткой и двумя размыкающими контактами, при этом один вывод дополнительной кнопки пуска подключен к аккумуляторной батарее через нагрузочные контакты контроллера

5 управления, другой вывод дополнительной кнопки пуска через один диод и второй контакт датчика давления масла соединен с входом блока пуска, а через другой диод - с проводом подключения к сочлененному ди0 зель-генератору, соединенным с второй кнопкой пуска, обмотка реле подключена к первой кнопке пуска через второй размыкающий контакт датчика давления масла, один размыкающий контакт реле включен в цепь

5 возбуждения тягового генератора, а другой - в цепь соединения блока управления частотой вращения с аккумуляторной батареей. На чертеже приведена дизель-генераторная установка тепловоза, состоящего из

0 двух сочлененных секций.

На каждой из секций тепловоза - ведущей 1 и ведомой - установка содержит дизель 2, тяговый генератор 3. аккумуляторную батарею, контроллер 4 уп5 равления. Блок 5 пуска дизеля, представляет собой известную конструкцию, состоящую из узла контроля частоты вращения коленчатого вала дизеля и предназначен, в частности, для обеспечения

0 временных интервалов прокачки масла перед пуском дизеля и прокрутки вала дизеля стартер-генератором, а также для отключения пускового контактора по окончанию нормального пуска дизеля. Блок 5 пуска

5 включен в цепь контакта 6 холостого хода контроллера 4, замкнутую только на нулевой позиции контроллера. В цепи между блоком 5 пуска и контактом 6 установлена кнопка 7 управления пуском дизеля веду0 щей секции 1, а между блоком пуска 5 и кнопкой 7 - размыкающий контакт 8 датчика давления масла. При остановленном дизеле контакт 8 замкнут. После запуска дизеля, когда давление масла в системе смазки ди5 зеля достигает определенной величины (например 60-80 кПа), контакт 8 размыкает цепь. В цепь контакта 6 включена также кнопка 9 пуска дизеля ведомой секции. Кнопки пуска 7 и 9 с помощью проводов 10 и 11 и межсекционного соединения включены в цепи соответствующих кнопок ведомой секции. Провод 12 включен к цепь между кнопкой пуска 7 и контактом 8 и в остальную электрическую схему тепловоза. В цепь нагрузочного контакта 13 контроллера 4, которая замкнута на всех позициях, кроме нулевой, включена дополнительная кнопка 14 пуска дизеля, соединенная через диоды с цепями кнопок пуска 7 и 9. Устройство 15 для параллельного соединения аккумуляторных батарей выполнено, например, в виде электромагнитного контактора с нормально разомкнутыми контактами, катушка электромагнита которого подключена к блоку 5 пуска. Катушка такого же контактора ведомой секции также подключена к блоку 5 пуска с помощью провода 16. Стартер-генератор 17 подключается к цепи аккумуляторной батареи с помощью устройства 18, выполненного, например, в виде электромагнитного контактора, через его нормально разомкнутые контакты, а катушка электромагнитна контактора подключена через размыкающий контакт 19 датчика давления масла в цепь нормально разомкнутых контактов контактора 15. Контакт 19 размыкает цепь, когда давление масла в системе смазки дизеля достигает определенной величины (например 60-80 кПа). Катушка электромагнита дополнительного электромагнитного реле 20 включена в цепи кнопок 7 и 14 между контактом 8 и блоком 5 пуска, а два нормально замкнутых контакта - соответственно в цепь возбуждения 21 генератора 3 и через блок 22 управления частотой вращения вала дизеля и контроллер 4 в цепь аккумуляторной батареи. Блок 22 управления частотой вращения выполнен, например, в виде четырех электромагнитов, которые при их комбинационном переключении в зависимости от положения контроллера управления воздействуют на соответствующий механизм регулятора дизеля, изменяя затяжку пружины регулятора и, соответственно, частоту вращения вала дизеля. Электрические цепи ведущей 1 и ведомой секции тепловоза имеют связь между межсекционное соединение.

Для пуска дизеля, например, ведущей секции при работающей дизель-генераторной установке ведомой секции в известных установок необходимо установить штурвал контроллера управления 4 на нулевую позицию, так как только на нулевой позиции замкнута цепь контакта 6 контроллера 4, по которой питание при кратковременном включении кнопки 7 пуска может быть подано к блоку 5 пуска. При переводе штурвала контроллера 4 на нулевую позицию автоматически разрываются цепи возбуждения тягового генератора и питания блока управления частотой вращения на ведомой секции, т.е. дизель-генератор ведомой секции переводится в режим холостого хода.

В описанной установке для запуска дизеля, например, ведущей секции при работающей дизель-генераторной установке ведомой секции, штурвал контроллера 4 может находиться на любой позиции, например, на 10-й. При этом дизель-генератор ведомой секции работает в режиме тяги на мощности, соответствующей 10-й позиции контроллера 4. Для запуска дизеля в этих

условиях включают кратковременно дополнительную кнопку 14 пуска, после чего питание через замкнутый на 10-й позиции контакт 13 контроллера 4 подается через диоды по проводам 10 и 11 и через межсекционное соединение - в аналогичные цепи ведомой секции, а также к контакту 8, Но дизель-генератор ведомой секции работает, поэтому контакт ведомой секции, аналогичный контакту 8 ведущей секции, разомкнут,

питание к блоку пуска дизеля не поступает и на ведомой секции не происходит изменения режима работы дизель-генератора. На ведущем секции с остановленным дизелем контакта 8 замкнут и питание поступает на

катушку электромагнита реле 20 и к блоку 5 пуска.

После этого в электрической схеме тепловоза замыкается соответствующая цепь (не показано), и питание к контакту 8 подается по проводу 12, минуя цепь кнопки 14, контакты которой теперь могут быть разомкнуты. Реле 20 после подачи питания на катушку разрывает свои контакты, разрывая цепи возбуждения 21 генератора 3 и питания блока 22 управления. В результате отключения питания блока 22 управления положение механизмов регулятора дизеля устанавливается соответствующими запуску. Разрыв цепи возбуждения 21 предотвращается на время запуска подачу питания в обмотку возбуждения генератора.

Одновременно с подачей питания на катушку электромагнитнога реле 20 подается питание на контактор маслопрокачивающего насоса и через него на электродвигатель маслонасоса (не показаны). Последний начинает прокачку масла в системе дизеля. С момента подачи питания блок 5 пуска начинает отсчет времени на прокачку системы

смазки дизеля и по истечении определенного времени (например, 1 мин) блок 5 питания замыкает контакты в цепях катушки электромагнита .онтактора 15 и соединенной с блоком 5 пуска проводом 16 катушки такого

же контактора ведомой секции. Разомкнутые до того контакты контактора 15 и такого же контактора ведомой секции замыкаются и аккумуляторные баТареи обоих секций соединяются параллельно После этого пода- ется питание на катушку электромагнитна контактора 18 (контакт 19 разомкнут, так как дизель ведущей секции не работает), его контакты замыкаются, подсоединяя стартер-генератор 17 к параллельно соединен- ным аккумуляторным батареям, Стартер-генератор 17 начинает работать в режиме элетродвигателя, обеспечивая прокрутку коленчатого вала и запуск дизеля 2,

При нормальном пусковом процессе, когда давление масла в системе смазки дизеля 2 и напряжение возбудителя (не показан) генератора 3 достигнут величины (например 60-80 кПа и 30-34 В), контакт 19 разрывает цель катушки электромагнита контактора 18, блок 5 пуска отключает питание катушки электромагнита контактора 15. В результате разорвутся контакты контакторов 15 и 18, вследствие чего стартер-генератор 17 отключится от цепи аккумуляторных батарей, а аккумуляторные батареи секций тепловоза разъединяются. Вместе с тем контакт 8 отключает питание катушки электромагнита реле 20, его контакты замыкаются, поэтому имеется возможность подачи питания на обмотку возбуждения генератора 3 из цепи возбуждения 21 и блоку 22 управления. Однако в электрической системе тепловозов, например тепловоза 2ТЭ116, имеется блокировка (не показана), при которой питание на обмотку возбуждения генератора 3 из цепи возбуждения 21 может быть подано только после перевода штурвала контроллера 4 на первую позицию, когда соберется соответствующая электрическая схема. В данном случае штурвал контроллера 4 находится на 10-й позиции, поэтому после запуска дизель-генератор ведущей секции будет работать на холостом ходу.

Запуск дизеля ведомой секции при работающей дизель-генераторной установке ведущей секции осуществляется аналогично изложенному после кратковременного включения-дополнительной кнопки 14 пус- ка. При неработающих дизель-генераторных установках, когда штурвал контроллера 4 находится на нулевой позиции (замкнут контакт 6 контроллера 4), запуск дизелей осуществляется аналогично вышеизложен- ному после включения соответствующих кнопок пуска: для запуска дизеля ведущей секции - кнопки 7 пуска, для запуска дизеля ведомой секции - кнопки 9 пуска. Диоды в

цепи дополнительной кнопки 4 пуска предотвращают одновременную подачу питания к блокам пуска обоих секций при включении одной из кнопок 7 или 9.

Формула изобретения

Дизель-генераторная установка, состоящая по меньшей мере из двух сочлененных дизель-генераторов, каждый из которых содержит тяговый генератор с цепью возбуждения, аккумуляторную батарею, стартер-генератор, устройство включения стартер-генератора с обмоткой и замыкающим контактом, блок пуска, блок управления частотой вращения вала дизеля, контроллер управления с контактом холостого хода и с нагрузочными контактами, две кнопки пуска, контактор параллельного соединения аккумуляторных батарей с обмоткой и замыкающим контактом, датчик давления масла с двумя размыкающими контактами и провода подключения к сочлененному дизель-генератору, причем дизель, тяговый генератор и стартер-генератор соединены между собой механической связью, стартер-генератор подключен к аккумуляторной батарее через замыкающий контакт устройства включения, обмотка которого соединена с аккумуляторной батареей через первый контакт датчика давления масла и замыкающий контакт контактора параллельного соединения батарей, выход блока пуска подключен к обмотке контактора параллельного соединения батарей, а вход - к аккумуляторной батарее через второй контакт датчика давления масла, первую кнопку пуска и контакт холостого хода контроллера управления, блок управления частотой вращения соединен с аккумуляторной батареей через нагрузочные контакты контроллера управления, вторая кнопка пуска подключена к аккумуляторной батарее через контакт холостого хода контроллера управления, а провода подключения к сочлененному дизель-генератору соединены с кнопками пуска, блоком пуска, контактами контроллера управления и с контактом контактора параллельного соединения батарей, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, каждый из сочлененных дизель-генераторов снабжен дополнительной кнопкой пуска, двумя диодами и реле с обмоткой и двумя размыкающими контактами, при зтом один вывод дополнительной кнопки пуска подключен к аккумуляторной батарее через нагрузочные контакты контроллера управления, другой вывод дополнительной

кнопки пуска через один диод и второй контакт датчика давления масла соединен с входом блока пуска; а через другой диод - с проводом подключения к сочлененному дизель-генератору, соединенным с второй

первой кнопке пуска через второй размыкающий контакт датчика давления масла, один размыкающий контакт реле включен в цепь возбуждения тягового генератора, а другой - в цепь соединения блока управления часкнопкой пуска, обмотка реле подключена к тотой вращения с аккумуляторной батареей.

первой кнопке пуска через второй размыкающий контакт датчика давления масла, один размыкающий контакт реле включен в цепь возбуждения тягового генератора, а другой - в цепь соединения блока управления час

Использование: запуск одного из дизелей установки, состоящей из двух сочленен- ных дизель-генераторов. Сущность изобретения: каждый из сочлененных дизель-генераторов снабжен дополнительной кнопкой пуска, двумя диодами и реле с обмоткой и двумя размыкающими контактами. Один вывод дополнительной кнопки 14 пуска подключен к аккумуляторной контактами. Один вывод дополнительной кнопки 14 пуска подключен к аккумуляторной батарее через контакт 13 контроллера 4 управления. Другой вывод кнопки 14 через один диод и контакт 8 датчика давления масла соединен с входом блока 5 пуска, а через другой диод - с проводом подключения к сочлененному дизель-генератору, соединенным с второй кнопкой 9 пуска. Обмотка реле 20 подключена к первой кнопке 7 пуска через размыкающий контакт 8 датчика давления масла, один размыкающий контакт реле 20 включен в цепь 21 возбуждения тягового генератора 3, а другой - в цепь соединения блока 22 управления частотой вращения с аккумуляторной батареей. Использование дополнительных элементов, включенных в электросхему тепловоза указанным образом, позволяет производить запуск остановленного дизеля без снятия нагрузки с работающего дизель-генератора. 1 ил