ТЕПЛОВОЗ МАНЕВРОВЫЙ

Полезная модель относится к железнодорожному рельсовому тяговому подвижному составу, в частности к тепловозам с энергетической установкой, состоящей из дизеля и тягового агрегата и касается оборудования тепловоза.
Известен тепловоз маневрово-вывозной, состоящий из одной секции, которая содержит главную раму, установленную на две двухосные бесчелюстные тележки с тяговыми электродвигателями, установленными на раму тележек, при этом на главной раме расположена кабина машиниста с основным и вспомогательным пультами управления, контрольно-измерительными приборами и аппаратами, предназначенными для контроля работы узлов и систем управления тепловозом, кузов капотного типа, в котором установлены дизель и его системы, тяговый генератор, центробежный вентилятор для охлаждения тяговых электродвигателей и блока управления выпрямителей возбуждения тягового генератора, электрооборудование, тормозное оборудование, санитарный отсек, водовоздушные секции для отвода тепла от охлаждающей жидкости дизеля, мотор-вентиляторы охлаждающего устройства, асинхронные тяговые электродвигатели, все оборудование предварительно установленное в отдельных съемных модулях, а именно в модуле кабины машиниста, модуле подготовки чистого воздуха, модуле накопителя и преобразователей энергии, модуле дизель-генератора, модуле подготовки сжатого воздуха, модуле блока охлаждения, при этом модуль кабины машиниста установлен между модулем подготовки чистого воздуха, к которому вплотную смонтирован модуль накопителя и преобразователей энергии, и модулем дизель-генератора, к которому вплотную смонтированы модуль подготовки сжатого воздуха и модуль блока охлаждения, при этом модуль кабины машиниста содержит санитарный отсек, основной и вспомогательный пульты управления, контрольно-измерительные приборы и аппараты, в модуле подготовки чистого воздуха смонтированы блоки электропневматических приборов, тормозное оборудование и вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей, а модуль накопителей и преобразователей энергии содержит преобразователи тяговые, преобразователи вспомогательных электрических цепей, преобразователи заряда батарей, неуправляемые тяговые выпрямители, накопитель энергии, батарею суперконденсаторов с функцией снижения глубины и длительности переходных процессов дизельного двигателя, при этом модуль дизель-генератора содержит дизель и его системы, тяговый синхронной генератор, блок охлаждения дизеля, а модуль подготовки сжатого воздуха содержит агрегат компрессорный винтовой, снабженный шумопоглощающим капотом и системой автомотизации, предназначенной для выработки и снабжения сжатым воздухом пневматической системы, модуль кабины машиниста подсоединен к электрическим, жидкостным и пневматическим цепям тепловоза через разъемные соединители, выведенные на внешние стенки модуля, модуль подготовки чистого воздуха содержит устройства, предназначенные для очистки воздуха, поступающего к вентилятору (патент RU 128573, В61С 17/00 (2006.01) от 29.12.2012) - прототип.
Недостатком известного тепловоза является:
- отсутствие модуля предпускового подогрева теплоносителей дизеля, что увеличивает непроизводительный расход топлива для поддержания рабочей температуры теплоносителей дизеля, а также увеличиваются расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза;
- отсутствие необслуживаемых стартерных аккумуляторных батарей, что увеличивает расходы на техническое обслуживание тепловоза;
- отсутствие источника питания бортовой сети и компрессорного агрегата, что снижает надежность работы, увеличивает расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза;
- отсутствие системы питания мотор-вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей от синхронного тягового агрегата, что снижает коэффициент полезного действия тепловоза;
- отсутствие одноступенчатого ослабления поля тяговых электродвигателей, что снижает надежность работы и увеличивает расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза.
Техническим результатом полезной модели является увеличение межремонтного пробега тепловоза, снижение непроизводительного расхода топлива для поддержания рабочих температур теплоносителей дизеля, снижение расходов на техническое обслуживание и ремонт, увеличение надежности и коэффициента полезного действия тепловоза.
Указанный технический результат достигается тем, что тепловоз маневровый оборудован: модулем предпускового подогрева теплоносителей дизеля; необслуживаемыми стартерными аккумуляторными батареями; источником питания бортовой сети и компрессорного агрегата; системой питания мотор-вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей от синхронного тягового агрегата; одноступенчатым ослаблением поля тяговых электродвигателей.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематически представлен общий вид тепловоза маневрового, на фиг. 2 представлен вид А на модуль предпускового подогрева теплоносителей дизеля.
Оборудование тепловоза монтируется на главной раме 1, которая устанавливается на две трехосные бесчелюстные тележки 2 с колесно-моторными блоками с моторно-осевыми подшипниками качения. Вес верхнего строения тепловоза передается на каждую тележку через четыре роликовые опоры, каждая из которых оборудована специальным переходником 3.
Тяговые усилия от тележек на автосцепное устройство передаются через два шкворня 4.
Передняя и задняя тележки имеют одинаковую конструкцию, за исключением того, что задняя тележка оборудована приводом ручного тормоза 5.
Все оси тележек - ведущие.
Главная рама тепловоза сварной конструкции состоит из двух хребтовых двутавровых балок; верхнего и нижнего поясов, изготовленных из листового проката и приваренных к верхним и нижним полкам двутавров; обносного швеллера, поперечных кронштейнов и усиливающих элементов. По концам хребтовые балки связаны стяжными ящиками 6.
В раме тепловоза 1 размещены воздуховоды 7 охлаждения тяговых электродвигателей 8, догружающий балласт 9, осветительные аккумуляторные батареи 10.
Запас дизельного топлива размещен в топливном баке 11, который установлен под главной рамой по центру тепловоза.
Кузов тепловоза 12 капотного типа выполнен обниженным для обеспечения кругового обзора из кабины машиниста и состоит из пяти модулей:
- модуля холодильной камеры 13;
- модуля дизельного помещения 14;
- модуля аппаратной камеры 15;
- модуля кабины управления 16;
- модуля тормозного оборудования 17.
В модуле холодильной камеры 13 размещены водовоздушные радиаторные секции 18 с коллекторами 19, осевой мотор-вентилятор 20 с асинхронным электродвигателем 21, боковые и верхние жалюзи с автоматическим и ручным управлением, необслуживаемые стартерные аккумуляторные батареи 22, изолированные от внешних погодных воздействий, предназначенные для запуска дизеля 23. Вход в холодильную камеру осуществляется через дверь 24, отделяющую холодильную камеру от помещения, в котором расположены бункеры передних песочниц 25 и умывальник 26 с баком для воды 27 и дверь 28, выходящую на торцевую переходную площадку 29.
В модуле дизельного помещения 14, отделенного от холодильной камеры стеной 30, размещается следующее оборудование:
- преобразователь частоты 31 для питания асинхронного электродвигателя 21 мотор-вентилятора 20 холодильной камеры с плавным регулированием частоты вращения;
- дизель-генераторная установка в составе дизеля 23 и синхронного тягового агрегата 35 в составе тягового и вспомогательного генераторов;
- мотор-вентилятор с радиальным вентилятором 32 и асинхронным электродвигателем 33 системы охлаждения тяговых электродвигателей 8 передней тележки 2 с питанием от синхронного тягового агрегата 35;
- шкаф с электрооборудованием 34;
- два фильтра 36 для очистки воздуха поступающего в дизель 23;
- расширительный бак 37 охлаждающей жидкости дизеля 23, установленный между фильтрами 36 очистки воздуха поступающего в дизель 23;
- выпрямитель 38 возбуждения синхронного тягового агрегата с принудительной вентиляцией от мотор-вентилятора с радиальным вентилятором 39 и электродвигателем постоянного тока 40;
- глушитель шума 41 выхлопных газов дизеля 23;
- модуль предпускового подогрева 42 теплоносителей дизеля 23.
За модулем дизельного помещения 14 располагается модуль аппаратной камеры 15, в котором размещены тяговый выпрямитель 43, электрический обдуваемый реостатный тормоз 44, электрические приборы и автоматы тяговой электропередачи переменно-постоянного тока с одной ступенью ослабления поля тяговых электродвигателей 8 постоянного тока и электрические приборы питания бортовой сети тепловоза.
Модуль кабины управления 16 устанавливается за модулем аппаратной камеры 15 в приподнятом над капотами положении. В кабине управления установлены: пульт управления тепловозом 45 с тормозным краном машиниста и краном вспомогательного тормоза, с дисплеем для отображения значений контролируемых и диагностируемых параметров, с блоком индикации системы безопасности; два кресла машиниста 46; холодильник пищи 47 и устройство для ее подогрева 48; система обеспечения микроклимата 49.
Тепловоз оборудован микропроцессорной системой управления и диагностики.
Система управления обеспечивает контроль состояния дизеля, формирование тяговых и тормозных характеристик, программное управление запуском и остановкой дизеля и изменение его частоты вращения, управление температурным режимом теплоносителей дизеля, защитными устройствами силового и вспомогательного оборудования тепловоза.
Система диагностики обеспечивает автоматический контроль состояния и работы силовой электрической схемы и схемы управления, силового и вспомогательного оборудования тепловоза, поиск места и определение причин отказов контролируемого оборудования, влияющего на безопасность движения.
За модулем кабины управления 16 находится модуль тормозного оборудования 17, в котором располагаются: винтовой компрессорный агрегат 50 с системой подготовки и очистки сжатого воздуха 51; мотор-вентилятор с радиальным вентилятором 52 и асинхронным электродвигателем 53 для охлаждения тяговых электродвигателей 8 задней тележки 2 с питанием от синхронного тягового агрегата 35; шкаф электрооборудования 54; источник питания бортовой сети 55, заряда осветительных 10 и необслуживаемых стартерных 22 аккумуляторных батарей и питания асинхронного электродвигателя 56 компрессорного агрегата 50; блок унифицированного тормозного оборудования 57, обслуживаемый с торцевой переходной площадки тепловоза 58.
Модуль предпускового подогрева 42 предназначен для подогрева охлаждающей жидкости в контуре охлаждения дизеля 23 за счет сгорания дизельного топлива в камере сгорания жидкостного подогревателя, а также для прокачки охлаждающей жидкости по контуру охлаждения с помощью электронасоса. Модуль предпускового подогрева 42 интегрирован в автоматическую систему запуска дизеля 23. При температуре охлаждающей жидкости менее 8°С, при пуске дизеля 23 включается модуль предпускового подогрева 42 и при достижении температуры охлаждающей жидкости 8°С модуль предпускового прогрева 42 отключается и происходит запуск дизеля 23. При температуре охлаждающей жидкости более 8°С происходит запуск дизеля 23 без включения модуля предпускового подогрева 42.
Применение модуля предпускового подогрева 42 позволит увеличить межремонтный пробег тепловоза, снизить непроизводительный расход топлива для поддержания рабочих температур теплоносителей дизеля, снизить расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза.
Применение необслуживаемых стартерных аккумуляторных батарей 22 не требует проведения технического обслуживания и ремонта на протяжении всего срока службы, что позволяет их установить в нетрадиционном для компоновки месте на тепловозе в модуле холодильной камеры 13 и снизить расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза.
Применение источника питания бортовой сети 55 обеспечивает возможность отказаться от использования вспомогательного генератора постоянного тока для питания бортовой сети тепловоза, заряда осветительных 10 и необслуживаемых стартерных 22 аккумуляторных батарей, применить асинхронный электродвигатель 56 привода компрессорного агрегата 50 вместо электродвигателя постоянного тока, что позволяет отказаться от значительного количества силовой пусковой аппаратуры, повысить надежность работы и снизить расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза.
Применение мотор-вентиляторов с радиальными вентиляторами 32, 52 и асинхронными электродвигателями 33, 53 системы охлаждения тяговых электродвигателей 8 передней и задней тележек 2 с питанием от синхронного тягового агрегата 35 обеспечивает возможность отказаться от использования тиристорных преобразователей частоты питающего напряжения, что снижает мощность на собственные нужды и повышает коэффициент полезного действия тепловоза.
Применение тяговой электрической передачи переменно-постоянного тока с одной ступенью ослабления поля тяговых электродвигателей 8 позволяет улучшить режим работы тяговых электродвигателей и снизить количество применяемых аппаратов силовой цепи, что повышает надежность работы и снижает расходы на техническое обслуживание и ремонт тепловоза.
Предлагаемая полезная модель используется на маневровом тепловозе ТЭМ28 мощностью 895 кВт с электрической передачей переменно-постоянного тока производства акционерного общества «Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод».