СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ПРОГРЕВА ТЕПЛОВОЗОВ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно, к системам автономного прогрева дизелей тепловозов для поддержания их в рабочем состоянии во время простоев.
Характерной особенностью современных преобразований в России стала разработка и внедрение инновационных программ.
Это нашло отражение как в развитии транспорта в целом, так и в развитии железнодорожного транспорта в частности. Одной из основных составляющих инновационного процесса на железной дороге является программа ресурсосбережения, которая ежегодно утверждается руководством ОАО «РЖД», и предназначена для снижения эксплуатационных расходов железных дорог.
Тепловозы расходуют до 20-30% топлива и масла при работе на холостом ходу, поскольку выключить двигатель при сильных морозах нельзя. Иначе замерзнет вода, используемая в качестве охлаждающей жидкости двигателя, а моторное масло станет вязким. Поэтому обычно для поддержания нужного температурного режима двигателя используют электроэнергию. Однако при этом теряется автономность тепловозов, так как стоянка локомотива с заглушенным двигателем возможна только в специально оборудованных местах, имеющих доступ к электросети.
Другой способ решения данной проблемы - использовать в качестве подогревателя и источника электрического тока небольшой дизель-генератор. При этом достигается полная автономность локомотива, но требуются крупные капитальные вложения в модернизацию тепловозов.
Известна система автономного прогрева маневровых тепловозов «Гольфстрим», состоящая из дизеля, одного или двух котлов теплообменников, работающих на том же топливе, что и основной дизель тепловоза, а также дополнительных аккумуляторных батарей, питающих насосы, датчики температуры, схемы управления и т.д. (см. сайт: www delway.ru «Гольфстрим»).
Система предназначена для поддержания температуры при заглушенном дизеле тепловоза не менее 10 часов: воды +40÷+80°С; масла +20÷+50°С; воздуха в кабине машиниста +10÷+30°С и воздуха в аккумуляторном отсеке выше 0°С.
При этом расход топлива при работе дизеля на холостом ходу и при заглушенном дизеле снизится в 5 раз, расход масла - в 12 раз, выбросы в окружающую атмосферу - в 7 раз, а затраты на проведение технических обслуживании - в 2 раза.
Однако, для выполнения этих задач, дизель тепловоза должен быть частично модернизирован. В частности, для прогрева масла его необходимо забрать из картера дизеля и специальным насосом направить в прогретую за счет водяной рубашки головку дизеля, откуда оно самотеком вновь попадет в картер.
Технической задачей полезной модели является разработка и создание системы автономного прогрева тепловоза без дополнительной частичной модернизации головки дизеля.
Решение технической задачи достигается тем, что система автономного прогрева тепловозов, включающая дизель с картером, соединенным трубками с турбокомпрессором и штатным маслоперекачивающим насосом, секции охлаждения дизеля, один или два котла-теплообменника, воздушный котел-теплообменник для прогрева кабины машиниста и аккумуляторного отсека, аккумуляторные батареи для запуска дизеля и дополнительные аккумуляторные батареи для питания дополнительных насосов и датчиков температуры, снабжена масловодяным теплообменником, который с одной стороны посредством соединительной трубки через дополнительный насос соединен с трубкой, соединяющей картер дизеля с турбокомпрессором, и с другой стороны посредством дополнительной соединительной трубки соединен с трубкой, соединяющей картер дизеля с штатным маслоперекачивающим насосом.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг.1 представлена общая схема предлагаемой системы автономного прогрева тепловозов.
Система автономного прогрева состоит из дизеля 1 с картером 2, из одного или двух котлов-теплообменников 3, основных аккумуляторных батарей 4 (предназначены для запуска дизеля 1), дополнительных аккумуляторных батарей 5, питающих дополнительные насосы 6 и 7 и датчики температуры 8. Картер 2 дизеля 1 трубкой 9 соединен с турбокомпрессором (на чертеже не показан) и трубкой 10 со штатным маслоперекачивающим насосом (на чертеже не показан). Система включает масловодяной теплообменник 11, который с одной стороны посредством соединительной трубки 12 через дополнительный насос 7 соединен с трубкой 9, соединяющей картер 2 дизеля 1 с турбокомпрессором (на чертеже не показан), и с другой стороны посредством соединительной трубки 13 соединен с трубкой 10, соединяющей картер 2 дизеля 1 со штатным маслоперекачивающим насосом (на чертеже не показан).
Вода циркулирует в системе охлаждения дизеля 1 и в секциях охлаждения 14, а масло из картера 2, через трубки 9 и 10 подается в турбокомпрессор и в маслоперекачивающий насос.
Кроме того, в систему входит воздушный котел-теплообменник 15, предназначенный для обогрева кабины машиниста 16 и аккумуляторного отсека 17, в котором расположены аккумуляторные батареи 4 и дополнительные аккумуляторные батареи 5.
Котлы-теплообменники 3, воздушный котел-теплообменник 15 и дизель 1 работают на топливе из топливного бака 18.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
При заглушенном дизеле 1 в системе охлаждения дизеля вода нагревается за счет котлов-теплообменников 3 и дополнительным насосом 6, работающим от дополнительных аккумуляторных батарей 5, направляется в секции охлаждения 14. Масло, взятое из трубки 9, соединяющей корпус картера 2 с турбокомпрессором (который не работает, так как дизель заглушен) по соединительной трубке 12 при помощи дополнительного насоса 7, работающего от дополнительных аккумуляторных батарей 5, направляется в масловодяной теплообменник 11. В масловодяном теплообменнике 11 масло нагревается до нужной температуры теплом согретой в котле-теплообменнике 3 горячей воды. Нагретое масло по соединительной трубке 13 через трубку 10, соединяющую штатный маслоперекачивающий насос (который не работает, так как двигатель заглушен) возвращается в картер 2 дизеля 1.
Кабина машиниста 16 и аккумуляторные отсеки 17 обогреваются при необходимости за счет естественной конвекции воздуха воздушным котлом-теплообменником 15, работающем на том же топливе из топливного бака 18, что и тепловоз.
По существу при заглушенном двигателе вода нагревается за счет котлов-теплообменников 3, а масло, взятое из картера 2 дизеля 1 направляется не в головку дизеля 1, предотвращая тем самым ее частичную модернизацию, а в специальный масловодяной теплообменник 11, где нагревается до нужной температуры теплом горячей воды, согретой в котле-теплообменнике 3. Масло возвращается в картер 2 дизеля 1 по соединительной трубке 13 через трубку 10, соединяющую маслоперекачивающий насос (который не работает, так как двигатель заглушен) с картером 2 дизеля 1.
Таким образом, в предлагаемой конструкции из-за наличия дополнительного масловодяного теплообменника решена задача автономного прогрева тепловоза без выполнения частичной модернизации головки дизеля.