РЕГИСТРАТОР ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЗА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована для автоматизированного сбора, регистрации и обработки информации о работе локомотива, в частности, для контроля, учета и анализа расхода топлива тепловозом в эксплуатации.
Известна система учета расхода топлива двигателем внутреннего сгорания транспортного средства, содержащая два первичных преобразователя расхода, два термометра, блок вычислителя, состоящий из микроконтроллера, панели индикации, блока памяти, электронных часов реального времени и порта ввода/вывода информации, два формирователя импульсов, соединенных с первичными преобразователями расхода и блоком вычислителя, устройство считывания, подключаемое к порту для вывода всего объема информации из блока памяти и ввода значений объема и плотности заправленного топлива, датчик скорости транспортного средства, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик уровня топлива, датчик расхода воздуха через двигатель транспортного средства, датчики давления и температуры окружающего воздуха, усилитель, аналогово-цифровой преобразователь, блок расчета запаса топлива, CDMA-модем и приемник ГЛОНАСС/GPS-сигналов, причем датчик скорости транспортного средства, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик уровня топлива, датчик расхода воздуха через двигатель транспортного средства, датчики давления и температуры окружающего воздуха подключены через усилитель и аналогово-цифровой преобразователь к входам микроконтроллера блока вычислителя, также к входу микроконтроллера подключен приемник ГЛОНАСС/GPS-сигналов, а к входам/выходам подключены блок вычисления запаса топлива и CDMA-модем, при этом микроконтроллер запрограммирован с возможностью накопления статистики измерений уровня топлива в баке транспортного средства, расхода топлива и воздуха двигателем, температуры и давления окружающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала двигателя, регистрации пуска двигателя, движения транспортного средства, слива/заправки топлива с привязкой к географическим координатам местности приемника ГЛОНАСС/GPS-сигналов (патент RU 99153, МПК: G01F 9/00, опубл. 10.11.2010, БИ №31, авторы: Носырев Д.Я. и др. «Система учета расхода топлива двигателем внутреннего сгорания транспортного средства»).
К недостаткам этого устройства следует отнести отсутствие учета влияния скоростного напора воздуха и атмосферных условий на эксплуатационные характеристики тепловоза.
Наиболее близким является устройство регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, датчик давления, датчики уровня, плотности и температуры топлива, датчики давления, датчик температуры наружного воздуха, вычислитель с подсоединенными к нему блоком клавиатуры, блоком индикации, датчиком астрономического времени, съемным блоком накопления информации, соединенным через блок сопряжения с персональным компьютером, и три блока преобразователей, выходы которых подсоединены к вычислителю, при этом выходы датчика пути и скорости и датчиков давления, датчиков уровня, плотности и температуры топлива, датчика температуры наружного воздуха подключены к входу первого блока преобразователей, входы второго блока преобразователей подсоединены к электрическим цепям управления тепловоза, а входы третьего блока преобразователей - к высоковольтным цепям тепловоза (патент RU 45699, МПК: B61L 25/00, B61K 9/00, опубл. 27.05.2005, БИ №15, авторы: Молчанов А.И. и др. «Регистратор параметров работы тепловоза»).
К недостаткам этого устройства следует отнести отсутствие учета влияния скоростного напора воздуха и атмосферных условий на эксплуатационные характеристики тепловоза, особенно в условиях скоростного движения и при больших скоростях ветра.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение диапазона статистических режимных параметров работы энергетической установки тепловоза, за счет учета скоростного напора воздуха и атмосферных условий на эксплуатационные характеристики тепловоза.
Технический результат достигается тем, что в регистратор параметров работы тепловоза, содержащий датчик пути и скорости, датчики уровня, плотности и температуры топлива, датчики давления, датчик температуры наружного воздуха, вычислитель с подсоединенными к нему блоком клавиатуры, блоком индикации, датчиком астрономического времени, съемным блоком накопления информации, соединенным через блок сопряжения с персональным компьютером и три блока преобразователей, выходы которых подсоединены к вычислителю, при этом выходы датчика пути и скорости и датчиков давления, датчиков уровня, плотности и температуры топлива, датчика температуры наружного воздуха подключены к входу первого блока преобразователей, входы второго блока преобразователей подсоединены к блоку дискретных сигналов тепловоза, а входы третьего блока преобразователей - к блоку высоковольтных цепей тепловоза, согласно полезной модели, дополнительно введены датчики влажности, атмосферного давления, ускорения и четыре датчика скоростного напора встречного, попутного, боковых потоков воздуха, выходы которых соединены с узлами ввода цифровых и аналоговых сигналов первого блока преобразователей.
Введение дополнительных датчиков влажности, атмосферного давления, ускорения, четырех датчиков скоростного напора скоростного напора встречного, попутного, боковых потоков воздуха позволяет расширить возможность сбора статистических режимных параметров тепловоза в процессе эксплуатации, которые влияют на расход топлива.
На фиг. представлена структурная схема регистратора параметров работы тепловоза.
Регистратор параметров работы тепловоза 1 состоит из блоков преобразователей 2, 3, 4, датчиков уровня топлива 5, плотности топлива 6, температуры топлива 7, датчика температуры наружного воздуха 8, датчика пути и скорости 9, датчика давления 10, первый блок преобразователей 2 состоит из узлов ввода цифровых и аналоговых сигналов 11, 12, 13, 14… N, второй блок преобразователей 3 состоит из узлов ввода дискретных сигналов 15, 16, …, М, третий блок преобразователей 4 состоит из высоковольтных измерительных узлов 17…, К, информационной шины CAN 18, датчика астрономического времени (энергонезависимые часы) 19 вычислителя 20, с подключенными к нему блоком клавиатуры 21, блоком индикации 22, съемного блока накопления информации 23, блока сопряжения 24, персонального компьютера 25, установленного на автоматизированном рабочем месте 26, блока питания 27, датчиков скоростного напора встречного потока воздуха 28, боковых потоков воздуха 29 и 30, попутного потока воздуха 31, датчика ускорения 32, датчика влажности 33 и атмосферного давления 34.
Тепловоз 35 состоит из бортовой сети питания 36, топливного бака 37, колесной пары 38, оборудования тепловоза 39, блока аналоговых сигналов 40, блока дискретных сигналов 41, высоковольтных цепей 42.
Регистратор параметров работы тепловоза работает следующим образом.
Регистратор параметров работы тепловоза 1 включает в себя комплекс аппаратных и программных средств, установленных на тепловозе 35. Для обработки зарегистрированных параметров устанавливается автоматизированное рабочее место 26.
Измеряемые параметры регистрируются в энергонезависимом, съемном блоке накопления информации 23, который соединен через блок питания 27 с бортовой сетью питания 36. Необходимые параметры (табельный номер машиниста, код вида работы тепловоза) вводятся машинистом с помощью блока клавиатуры 21 в вычислитель 20.
Электрические сигналы от датчиков скоростного напора встречного потока воздуха 28, попутного потока воздуха 31, боковых потоков воздуха 29 и 30, датчиков уровня 5, плотности 6 и температуры 7 топлива, входы которых соединены с топливным баком 30, датчика температуры наружного воздуха 8, датчика атмосферного давления 34, датчика влажности 33, датчика пути и скорости 9, вход которого соединен с колесной парой 31, датчика давления 10, датчика ускорения 32, который обеспечивает контроль эффективности тормозной системы при опробовании тормозов и эффективности работы энергетической установки дизеля при разгоне, а также другие аналоговые сигналы 40 оборудования тепловоза 39 (при установке дополнительных датчиков: давления топлива в топливном коллекторе, давления масла в масляной системе тепловоза, температуры масла дизеля, температуры воды дизеля) поступают в первый блок преобразователей 2 (11, 12, 13, 14…, N узлы ввода цифровых и аналоговых сигналов), передаются через информационную шину CAN 18 в блок вычислителя 20 с датчиком астрономического времени 19, где происходит обработка сигналов и полученная информация выводится на блок индикации 22 и записывается в съемный блок накопления информации 23.
Электрические сигналы о переключении позиций контроллера машиниста, реверсора, включении тормозного переключателя, компрессора, вентиляторов охлаждения дизеля и другие дискретные сигналы 41 поступают во второй блок преобразователей 3 (15, 16 …, М узлы ввода дискретных сигналов), передаются через информационную шину CAN 18 в вычислитель 20 с датчиком астрономического времени 19 и записываются в съемном блоке накопления информации 23.
Электрические значения токов и напряжений тягового генератора высоковольтных цепей 42 поступают в третий блок преобразователей 4 (17…, К высоковольтные измерительные узлы), передаются через информационную шину CAN 18 в вычислитель 20 с датчиком астрономического времени 19, где выводятся на блок индикации 22 и записываются в съемном блоке накопления информации 23.
Записанная информация в съемном блоке накопления информации 23 через блок сопряжения 24 передается для расшифровки в персональный компьютер 25 автоматизированного рабочего места 26.
Такое выполнение регистратора параметров работы тепловоза позволяет учитывать влияние скоростного напора воздуха и атмосферных условий на эксплуатационные характеристики тепловоза.
Предлагаемый регистратор позволяет накапливать статистику режимных параметров работы энергетической установки тепловоза и оценивать по этим результатам техническое состояние тепловоза, позволяет уменьшить на 5-7% «пережог» топлива тепловозом в эксплуатации.