УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ПРОГРЕТОМ И БЕЗОТКАЗНОМ ПРЕДПУСКОВОМ СОСТОЯНИИ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при эксплуатации транспортных средств, преимущественно тепловозов, в условиях низких температур.
Известно устройство для прогрева тепловозных дизелей на стоянке имеющее котел-подогреватель, циркуляционные насосы с приводом водяной и масляной системах охлаждения, тепловой аккумулятор, водо-воздушный теплообменник вентилятор и блок автоматического регулирования, причем водо-воздушный и водомасляный теплообменники подключены к системе циркуляции охлаждающей жидкости водомасляный теплообменник размещен в картере силовой установки, вентилятор кинематически связан с приводом циркуляционного насоса, а тепловой аккумулятор, водо-воздушный теплообменник и вентилятор соединены между собой и образуют промежуточный контур циркуляции воздуха, тепловой аккумулятор подключен к системе выпуска отработавших газов и выполнен в виде емкости, заполненной теплопоглощающим материалом, и в последнем расположены каналы для нагреваемого воздуха и для отработавших газов. [Иванов В.Н. и др. конструкция и динамика тепловозов. М. транспорт, 1968, стр.53, рис.30]
Недостатками известного устройства являются то, что аккумулирование тепла в тепловом аккумуляторе предусматривается путем отбора тепла из охлаждающей жидкости двигателя, что в условиях низких окружающих температур и продолжительной работы на неполной нагрузке является весьма проблематичным, а также низкая надежность, обусловленная отсутствием
устройств, контролирующих работу теплового аккумулятора. Кроме того, не обеспечивается прогрев топливной и масляной системы тепловоза.
Наиболее близким к заявленному решению является устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом и безотказном предпусковом состоянии, содержащее систему прогрева воды посредством циркуляции ее через штатную систему охлаждения и параллельно через теплообменник, подключенный к постороннему источнику электроэнергии, устройство дополнительно содержит автономный преобразователь электроэнергии, состоящий из понижающего трансформатора и выпрямительного блока, подключенного через выключатель к электродвигателю циркуляционного насоса топлива, обеспечивающего циркуляцию топлива, а также подключенного через рубильник к однополярным клеммам штатной аккумуляторной батареи. В трубопроводе штатной системы циркуляции охлаждающей воды установлен промежуточный патрубок с поворотной дисковой заслонкой, кинематически связанной с электромагнитом, включенным в цепь электродвигателя привода водяного насоса. [Патент РФ №2206784, F02N 17/06, опубл. 20.06.2003, БИ №17].
Недостатками указанного устройства являются то, что необходим посторонний источник электроэнергии для прогрева двигателя внутреннего сгорания и охлаждающей воды и не обеспечивается подогрев масла.
Это устройство выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является уменьшение энергозатрат на обогрев тепловозного дизеля в условиях низких температур (охлаждающей воды и масла), повышение надежности работы дизеля за счет безотказности в эксплуатации при низких температурах окружающей среды.
Технический результат достигается тем, что в устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом и безотказном предпусковом состоянии содержащее штатную водяную систему охлаждения основного дизеля с водяным насосом, топливную систему с
топливоподкачивающим насосом, электрический подогреватель воды, водотопливный теплообменник и аккумуляторную батарею, подключенные к источнику электроэнергии, дополнительно введен в качестве источника электроэнергии вспомогательный дизель-генератор малой мощности, маслопрокачивающий насос, подогреватель масла, датчики температуры воды и масла, четыре запорных вентиля, шесть электромагнитных контакторов, два электроуправляемых клапана, блок управления, причем система охлаждения вспомогательного дизель-генератора через первый и второй запорные вентили подключена к штатной водяной системе охлаждения основного дизеля, система топливоподачи вспомогательного дизель-генератора подключена к топливной системе основного дизеля через третий и четвертый запорные вентили и первый и второй электроуправляемые клапаны, электроприводы топливоподкачивающего, маслопрокачивающего, водяного насосов и аккумуляторная батарея подключены через третий, четвертый, пятый и шестой электромагнитные контакторы к генератору вспомогательного дизель-генератора, к которому также подключены через первый и второй электромагнитные контакторы подогреватели воды и масла, при этом все выходы электромагнитных контакторов и электроуправляемых клапанов и выходы с датчиков температуры воды и масла соединены с блоком управления, а выхлопной коллектор вспомогательного дизель-генератора малой мощности соединен с подогревателем воды.
На фиг.1 представлена принципиальная схема предложенного устройства.
Устройство содержит основной дизель 1, водяной контур системы охлаждения вспомогательного дизель-генератора 2, первый электроуправляемый клапан 3, вспомогательный дизель-генератор 4, второй электроуправляемый клапан 5, первый запорный вентиль 6, контур топливной системы вспомогательного дизеля 7, контур топливной системы основного дизеля 8, водяной контур системы охлаждения основного дизеля 9, контур масляной
системы основного дизеля 10, датчик температуры воды 11, датчик температуры масла 12, расширительный бак 13, водо-топливный теплообменник 14, водяные секции 15, масляные секции 16, блок управления 17, первый электромагнитный контактор 18, электрический подогреватель воды 19, второй электромагнитный контактор 20, электрический подогреватель масла 21, коллектор отработавших газов вспомогательного дизель-генератора 22, глушитель 23, аккумуляторная батарея 24, третий 25, четвертый 26 и пятый 27 электромагнитные контакторы, штатный топливоподкачивающий насос 28, водяной насос 29, маслопрокачивающий насос 30 с электроприводами, второй 31, третий 32 и четвертый 33 запорные вентили, шестой электромагнитный контактор 34.
Водяной контур системы охлаждения вспомогательного дизель-генератора 2 через второй запорный вентиль 31 и четвертый запорный вентиль 33 подключен к водяному контур системы охлаждения основного дизеля 9. Контур топливной системы вспомогательного дизель-генератора 7 через первый электроуправляемый клапан 3, третий запорный вентиль 32, второй электроуправляемый клапан 5 и первый запорный вентиль 6 подключена к топливной системе основного дизеля 8, электроприводы топливоподкачивающего насоса 28, водяного насоса 29, маслопрокачивающего насоса 30 и аккумуляторная батарея 24 дополнительно подключены через третий 25, четвертый 26, пятый 27 и шестой 34 электромагнитные контакторы к генератору вспомогательного дизель-генератора 4, к которому также подключены первый электромагнитный контактор подогревателя воды 18 и второй электромагнитный контактор подогревателя масла 20, при этом выходы всех электромагнитных контакторов, электроуправляемых клапанов и выходы с датчиков температуры воды 11 и масла 12, связаны с блоком управления 17, а выхлопной коллектор 22 вспомогательного дизель-генератора 4 малой мощности соединен последовательно с подогревателем воды 19 и глушителем 23.
Устройство работает следующим образом. При стоянке тепловоза, основной дизель 1 глушится и запускается вспомогательный дизель-генератор малой мощности 4, от которого получают питание первый 3 и второй 5 электроуправляемые клапаны топливной системы вспомогательного дизель-генератора. Одновременно с этим, получают питание электроприводы топливоподкачивающего насоса 28, водяного насоса 29, маслопрокачивающего насоса 30, через третий 25, четвертый 26 и пятый 27 электромагнитные контакторы. Одновременно с этим, начинают работать электрические подогреватели воды 19 и масла 21, которые с помощью датчиков температуры воды 11 и масла 12 и блока управления 17 поддерживают заданную температуру.
При работе вспомогательного дизель-генератора 4 посредством циркуляции теплоносителей (вода, топливо, масло) начинают прогреваться штатные вспомогательные системы основного дизеля. Циркуляция воды осуществляется по контуру системы охлаждения основного дизеля 9 через расширительный бак 13, водяные секции 15 и контуру системы охлаждения вспомогательного дизель-генератора 2. Циркуляция топлива осуществляется по контуру топливной системы основного дизеля 8 через водо-топливный теплообменник 14 и контуру топливной системы вспомогательного дизеля 7. Циркуляция масла осуществляется по контуру масляной системы основного дизеля 10 через масляные секции 16, а его подогрев - за счет подогревателя масла 21, а также за счет теплопередачи через металлические элементы блока и картера основного дизеля 1.
Коллектор отработавших газов 22 вспомогательного дизель-генератора 4 связан последовательно с подогревателем воды 19 и глушителем 23, тем самым, обеспечивая дополнительный подогрев воды отработавшими газами. При температуре наружного воздуха ниже 10°С будет наблюдаться парафинирование дизельного топлива, в связи с чем топливо подогревается в водо-топливном теплообменнике 14.
Первым 3 и вторым 5 электроуправляемыми клапанами, первым 18 и вторым 20 электромагнитными контакторами электрических подогревателей 19, 21 и третьим 25, четвертым 26, пятым 27 и шестым 34 электромагнитными контакторами осуществляется управление блоком 17.
Вспомогательный дизель-генератор 4 обеспечивает подзарядку аккумуляторных батарей 24 через шестой электромагнитный контактор 34. При работе основного дизеля 1 в условиях низких температур, при понижении температуры в контуре охлаждения основного дизеля запускается вспомогательный дизель-генератор 4, тем самым, обеспечивая необходимый температурный режим.
Применение данного устройства позволит сократить энергозатраты на обогрев тепловозного дизеля в условиях низких температур, повысить надежность и сократить расходы топлива и масла на 3-5%.