СИСТЕМА ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА

Полезная модель относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использована для модернизации магистральных и маневровых тепловозов всех серий.
Известна система запуска дизеля тепловоза, содержащее аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор, пусковые контакторы (см. Тепловозы ЧМЭ3, ЧМЭ3Т: Пособие машинисту. - М.: Транспорт, 1990 г., стр.381, рис.215).
Недостатком известной системы является: низкая надежность запуска дизеля из-за невозможности запуска дизеля при не полностью заряженной аккумуляторной батарее; необходимость держать дизель в запущенном состоянии даже при длительных простоях локомотива из-за возможного снижения заряда аккумуляторной батареи с течением времени, особенно в зимний период при низкой температуре окружающего воздуха.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является, выбранная в качестве прототипа, система запуска дизеля тепловоза, содержащая аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор, пусковые контакторы, емкостной накопитель энергии, выполненный в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, в цепь заряда которого включены тиристор и токоограничивающий резистор, диод, шунтирующий цепь заряда при протекании тока разряда емкостного накопителя энергии, и контактный элемент для включения тиристора, дополнительный контактный выключатель цепи питания емкостного накопителя энергии, индикатор заряда 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 накопителя энергии, а упомянутая панель выполнена с возможностью ее установки в высоковольтную камеру тепловоза (см. патент РФ №2189324).
Основным недостатком этой системы является невозможность использования полного заряда емкостного накопителя энергии при запуске дизеля, так как время и уровень зарядки конденсаторов зависит от длительности времени прокачки масла, что может быть недостаточным для заряда конденсатора, а так же возможность самопроизвольного открывания тиристоров от воздействия электромагнитных помех и происходящего вследствие этого заряда конденсаторов при работающем дизеле от вспомогательного генератора, что приводит к сокращению срока службы конденсаторов, кроме того использование индикаторного устройства не дает гарантии успешного запуска дизеля, так как индикаторное устройство не контролирует уровень заряда конденсаторов, а они могут быть не полностью заряжены.
Задачей данной полезной модели является повышение надежности и ресурса системы запуска дизеля тепловоза.
Поставленная задача решается путем того, что система запуска дизеля тепловоза, содержащая аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор, пусковые контакторы, емкостной накопитель энергии, в цепь заряда которого включен диод, шунтирующий цепь заряда при протекании тока разряда, согласно предложенной полезной модели снабжена реле зарядки, параллельно подсоединенное к емкостному накопителю энергии, а контактор зарядки последнего подключен через резистор к аккумуляторной батарее.
Согласно заявляемой полезной модели в момент запуска дизеля начальный проворот тягового генератора, переведенного в режим стартера и коленвала дизеля соответственно происходит от емкостного накопителя энергии, и по мере увеличения скорости вращения и разряжения емкостного накопителя энергии реле зарядки замыкает контактор заряда емкостного накопителя энергии, что создает цепь, подсоединяющую аккумуляторную батарею к тяговому генератору, переведенному в режим стартера и напряжение аккумуляторной батареи продолжает раскручивание вала дизеля. При этом запуск дизеля вначале происходит от предварительно заряженного емкостного накопителя энергии, а затем от аккумуляторной батареи, что позволяет в начальный момент запуска дизеля снизить пусковой ток аккумуляторной батареи, что способствует продлению ее срока службы. Зарядка емкостного накопителя энергии через контактор зарядки, обеспечивает его защиту от напряжения вспомогательного генератора тепловоза и предотвращает выход его из строя.
На чертеже изображена электрическая схема предлагаемой системы запуска дизеля тепловоза.
Система содержит аккумуляторную батарею 1, устройство отключения аккумуляторной батареи 2 от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор 3, штатные пусковые контакторы с замыкающими контактами 4, 5, через которые напряжение при запуске поступает на тяговый генератор 3, емкостной накопитель энергии 6, выполненный в виде импульсного конденсатора, в цепь заряда которого включены контактор зарядки 7 и резистор 8 цепи зарядки, ограничивающий ток зарядки емкостного накопителя энергии. Система также содержит цепь, дополнительно соединяющая емкостной накопитель энергии 6 с тяговым генератором 3, содержащая диод 9, препятствующий заряду конденсатора напряжением аккумуляторной батареи 1 при включении контакторов 5, 10 при запуске дизеля. Параллельно емкостному накопителю энергии 6 подключено реле зарядки 11, выполненное в виде электромеханического реле или микропроцессорного устройства, обеспечивающего алгоритм работы системы запуска. Одним контактом к положительному полюсу конденсатора 6, а другим контактом между диодом 9 и контактором пуска дизеля 10 подключен вольтметр 12 для контроля напряжения на конденсаторе.
Предлагаемая система запуска работает следующим образом.
Аккумуляторная батарея 1 подключается к бортовой сети с помощью устройства 2. При кратковременном нажатии кнопки «Пуск дизеля» замыкается контактор заряда конденсатора 7, что приводит к зарядке емкостного накопителя энергии 6 от аккумуляторной батареи 1. Одновременно реле зарядки 11 замыкает свои контакты в цепях управления штатной схемы тепловоза, что вызывает включение маслопрокачивающего насоса как предусмотрено схемой тепловоза. Также замыкаются контакты контактора 4. По окончании выдержки времени 26 секунд за счет реле времени замыкаются контакты контактора 10. После замыкания контактов контактора 10 его блок контакты разрывают цепь питания контактора 7 и зарядка емкостного накопителя энергии 6 прекращается. Через замкнутые контакторы 4, 5 от емкостного накопителя энергии 6 на тяговый генератор 3 переведенный в режим стартера подается напряжение. С увеличением числа оборотов коленвала дизеля происходит снижение напряжения на емкостном накопителе энергии 6, при достижении уровня напряжения до 75-80 В (в частности для тепловоза ЧМЭ3) реле зарядки 11 отключается и через свои нормально замкнутые блок-контакты подается питание на включающую катушку контактора 5 после чего он замыкается. Через замкнутые контакторы 4, 5 напряжение с аккумуляторной батареи подается на тяговый генератор 3, переведенный в режим стартера, продолжая раскручивание вала дизеля. При достижении номинальной частоты оборотов коленвала дизеля цепь запуска разрывается, то есть контакторы 4, 5, 10 размыкаются. При необходимости схема предусматривает повторный запуск. Двухступенчатая система запуска вначале от предварительно заряженного емкостного накопителя энергии, а затем от аккумуляторной батареи позволяет в начальный момент запуска дизеля снизить пусковой ток аккумуляторной батареи, что продляет ее срок службы. Использование емкостного накопителя энергии в системе запуска для первоначального запуска тягового генератора, переведенного в режим стартера, обеспечивает запуск дизеля при неполном заряде аккумуляторной батареи, что обеспечивает надежность запуска дизеля. Зарядка емкостного накопителя энергии через контактор заряда, обеспечивает его защиту от напряжения вспомогательного генератора тепловоза и предотвращает выход его из строя. Наличие вольтметра дает возможность контролировать напряжение на емкостном накопителе энергии и определить момент для успешного запуска дизеля.