РЕГИСТРАТОР ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЗА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, и может быть использована для автоматизированного сбора и обработки информации о параметрах работы систем тепловоза, в частности, для нормирования расхода дизельного топлива тепловозом за смену, контроля качества настройки дизель-генераторной установки, интегральной оценки эффективности использования тепловоза, текущего технического состояния по расходу топлива и выработанного моторесурса дизеля.
Известно устройство для регистрации параметров работы локомотива, содержащая вычислитель - персональный компьютер с устройством ввода, связанные с ним через преобразователи датчики расхода топлива, проделанной работы, содержит бортовую подсистему регистрации, содержащую индикаторный блок, карту локомотива, карту машиниста с его табельным номером, модуль радиоканала, модуль GPS и антенну GPS, связанную с космической системой определения местоположения и скорости локомотива, снабженную датчиками уровня подтоварной воды в топливном баке и датчиками температуры топлива, имеющую доступ к серверу с информационной базой, по протоколу обмена компьютерной сети, а также бортовую подсистему с устройством контроля состояния дизель-генераторной установки, включающим распределительную коробку давления, датчик оборотов турбокомпрессора, датчик турбонаддува; кросс-блок, датчик мощности и датчик оборотов дизель-генераторной установки, датчик температуры воды контура охлаждения дизеля, датчик контроллера машиниста, устройство энергоснабжения, - блок питания, коммуникатор бортовой сети, стационарную подсистему обработки и анализа информации, содержащую считывающее устройство карточки машиниста и карточки локомотива для персонального компьютера с возможностью передачи данных по протоколу обмена компьютерной сети на сервер с информационной базы, при этом все подсистемы связаны по информационной шине RS-485 с использованием проприетарного протокола обмена, а датчики уровня топлива установлены максимально приближенно к топливным рейкам дизеля и расположены по диагонали [1].
Недостатками данного устройства являются: сложность контроля «несанкционированного» расхода дизельного топлива; отсутствие контроля режимов работы вспомогательного оборудования, оказывающих существенное влияние на расход топлива.
Известно устройство для регистрации режимов работы локомотива, содержащее датчики аналоговых сигналов тока и напряжения, которые выполнены в виде шунта и делителя напряжения и установлены в электрической схеме локомотива, датчики релейных сигналов, которые выполнены в виде делителей напряжения и подключены к соответствующим обмоткам реле загрузки регулятора частоты вращения коленчатого вала локомотива, аналого-цифровой преобразователь, счетно-решающий блок управления и записи сигналов, адаптер релейных сигналов, часы реального времени, память, адаптер коммутационного порта и источник питания, датчики частоты вращения коленчатого вала дизеля и роторов турбокомпрессора наддува дизеля, которые установлены на коленчатом валу дизеля и роторах турбокомпрессоров, датчики расхода дизельного топлива, которые установлены на входе и выходе из топливного коллектора дизеля и датчики релейных сигналов включения тормозного компрессора и вентилятора шахты холодильника, которые выполнены в виде делителей напряжения и установлены параллельно обмоткам реле загрузки регулятора частоты вращения коленчатого вала локомотива, причем выходы датчиков частоты вращения и расхода топлива соединены через усилители с преобразователем сигналов, а выходы датчиков релейных сигналов соединены через адаптеры с контроллером [2].
Недостатками данного устройства являются: большая погрешность при определении фактического расхода дизельного топлива дизель-генераторной установкой тепловоза при существующих схемах топливоподачи; отсутствие возможности учета параметров внешней среды и режимов работы вспомогательного оборудования (нагрузка - холостой ход).
Данное устройство выбрано авторами в качестве прототипа.
Цель полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности оценки расхода топлива.
Поставленная цель достигается тем, что регистратор параметров работы тепловоза, содержащий датчики аналоговых сигналов тока и напряжения, которые выполнены в виде шунта и делителя напряжения и установлены в электрической схеме локомотива, датчики релейных сигналов, которые выполнены в виде делителей напряжения и подключены к соответствующим обмоткам реле загрузки регулятора частоты вращения коленчатого вала локомотива, аналого-цифровой преобразователь, счетно-решающий блок управления и записи сигналов, память, источник питания, датчики частоты вращения коленчатого вала дизеля и роторов турбокомпрессора наддува дизеля, которые установлены на коленчатом валу дизеля и роторах турбокомпрессоров, датчики релейных сигналов включения компрессора тормозной системы и вентилятора шахты холодильника, которые выполнены в виде делителей напряжения и установлены параллельно обмоткам реле загрузки регулятора частоты вращения коленчатого вала локомотива, причем выходы датчиков частоты вращения и расхода топлива соединены через усилители с преобразователем сигналов, а выходы датчиков релейных сигналов соединены через адаптеры с контроллером дополнительно введены датчики температуры наружного воздуха и атмосферного давления, датчик температуры дизельного топлива, а датчики включения и выключения компрессора тормозной магистрали и вентилятора холодильника заменены на датчик, фиксирующий режим работы тормозного компрессора (нагрузка, холостой ход) и датчик частоты вращения вентилятора.
Такое выполнение регистратора позволяет, наряду с регистрацией режимов работы дизель-генераторной установки, расхода топлива, частоты вращения коленчатого вала дизеля, частоты вращения ротора турбокомпрессора, регистрировать режимы работы вспомогательного оборудования тепловоза и параметры окружающей среды, тем самым повысить точность контроля расхода дизельного топлива.
На фиг.1 приведена схема предложенного регистратора параметров работы тепловоза.
1
2
n
Регистратор параметров работы тепловоза содержит датчики аналоговых сигналов 1, 2 тока и напряжения главного генератора, датчик температуры наружного воздуха 3, датчик атмосферного давления 4, датчик частоты вращения коленчатого вала 5, датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора 6, датчик режима работы компрессора тормозной магистрали 7, датчик частоты вращения вентилятора холодильника 8, датчик температуры топлива 9, аналого-цифровой преобразователь 10, блок питания импульсный 11, блок сбора, обработки и хранения информации 12, блок индикации 13, расположенный в кабине машиниста, блок расшифровки режимов работы дизель-генераторной установки 14, на которые подаются сигналы с реле электрической схемы тепловоза (РУ, РУ, …, РУ)
Регистратор параметров работы тепловоза обеспечивает учет выполненной работы (время работы дизель-генераторной установки, выработанная энергия), учет режимов работы дизель-генераторной установки, компрессора тормозной магистрали и вентилятора холодильника, расчет количества топлива, необходимого для выполнения проделанной работы, определение экономии или перерасхода дизельного топлива, интегральную оценку качества настройки дизель-генераторной установки и технического состояния дизеля, контроль фактов несанкционированного вмешательства в работу регистратора.
Регистратор параметров работы тепловоза работает следующим образом.
Регистратор параметров работы тепловоза включает в себя комплекс программных и аппаратных средств, установленных на тепловозе и на персональном компьютере для обработки фиксируемой информации.
Измеряемые параметры обрабатываются и регистрируются в блоке обработки и хранения информации 12.
В блок расшифровки режимов работы дизель-генераторной установки поступают сигналы от реле управления электрической схемы тепловоза, где определяется текущий режим работы дизель-генераторной установки (заглушенный дизель, холостой ход или нагрузка, позиция контроллера машиниста).
Электрические сигналы по току и напряжению главного генератора поступают на аналого-цифровой преобразователь 10 и далее в блок обработки и хранения информации 12.
Цифровые сигналы по протоколу RS 232 от датчиков температуры наружного воздуха 3, атмосферного давления 4, температуры топлива 9 поступают в блок обработки и хранения информации 12.
Сигналы от датчиков частоты вращения коленчатого вала 5, турбокомпрессора 6, вентилятора холодильника 7 и режима работы компрессора тормозной магистрали 8 поступают на вычислительный модуль блока обработки и хранения информации 12.
Источники информации
1. Патент RU №89834, МПК B61L 25/00, В61К 9/00 опуб. 20.12.2009.
2. Патент RU №59809, МПК G01D 9/00, опуб. 27.12.2006.