Автоматизированная система прогрева рельсового автобуса в зимних условиях
AUTOMATED SYSTEM FOR HEATING RAIL BUS IN WINTER CONDITIONS

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а конкретно к устройствам прогрева рельсового автобуса, и может быть использовано в автомобильном хозяйстве для поддержания комфортных температур в салоне рельсового автобуса в зимний период времени, а также подогрева дизельного двигателя без использования предпускового жидкостного подогревателя.
Известна автоматизированная система прогрева тепловозов при горячем простое, где тепловозы имеют аккумуляторные батареи, водяную систему охлаждения дизеля, масляную и топливную системы, топливные баки, трубу для удаления продуктов сгорания топлива в атмосферу. Данная система имеет обогреватели, водяные контуры, которые подключены - один к системе охлаждения дизеля, другой к масляной и топливной системам тепловоза, обогреватели подключены по питанию топливом к топливному баку тепловоза и оснащены насосами для подачи воды в контур циркуляции, системой вентиляции для удаления продуктов сгорания топлива в атмосферу через трубу тепловоза, датчики контроля теплового режима в контурах системы охлаждения дизеля, масляной и топливной систем, датчик контроля напряжения на аккумуляторных батареях, которые подключены через блок преобразователя и стабилизации напряжения к диспетчерскому пульту с процессорной системой управления режимами обогревателей, с блоками звуковой и световой сигнализации (изобретение РФ №2324826, МПК: F01M 5/02 FO 2N17/04 (2006.01), опубл. 20.05.2008 г., автор Цикарев Юрий Борисович « Автоматизированная система прогрева тепловозов при горячем простое»).
Недостатком данной системы является недостаточный контроль за прогревом двигателя и большой расход дизельного топлива.
Известна автоматизированная система прогрева двигателя рельсового автобуса, состоящая из системы охлаждения двигателя и отопления салона рельсового автобуса, которая состоит из расширительных бачков, силового блока, вентилей системы охлаждения, датчика уровня жидкости, двигателя, обратного клапана, клапана паровоздушного, нагревателей воздуха в салоне, водяных насосов подогрева, водяного насоса системы охлаждения двигателя, охладителя, теплообменник масла гидропередачи, предпускового подогревателя системы подогрева, сливного патрубка, термостата, компенсационной трубы, трубопровода короткого контура, паровоздушных трубопроводов, переливной трубки, вентилей системы предпускового подогрева и отопления, распределителя.
Система предпускового подогрева, которая включена параллельно системе охлаждения и состоит из двух жидкостных подогревателей, двух циркуляционных насосов, распределителей, трубопроводов и шаровых кранов.
Система предпускового подогрева работает в двух режимах:
- предпусковом подогреве двигателя;
- автоматическом поддержании теплового состояния работающего двигателя в оптимальном режиме.
Обеспечивает эффективное отопление кабин и салона рельсового автобуса. [Автобус рельсовый РА-1 Руководство по эксплуатации 731.00.00.000 РЭ ЗАО « МЕТРОВАГОНМАШ»].
Недостатком данной системы прогрева является недостаточный контроль и прогрев двигателя рельсового автобуса в зимний период, в зависимости от температуры окружающей среды, что вызывает большой расход дизельного топлива, а также отсутствие комфортности для пассажиров в зимних условиях и требуется постоянная подзарядка аккумуляторных батарей.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, за счет прогрева рельсового автобуса в зимних условиях и постоянного подзаряда аккумуляторных батарей до рабочих параметров.
Технический результат достигается тем что, в автоматизированную систему дополнительно введены блок измерителя, блок программирования, реле, электронагреватель проточного типа, внешний источник питания, четыре датчика температуры, первый из которых установлен на линии короткого контура охлаждения двигателя, второй установлен на линии между водяным насосом и распределителем подогретой жидкости для обогрева салона; третий установлен в салоне рельсового автобуса, четвертый установлен на наружной стенке рельсового автобуса измеряет температуру наружного воздуха, а также электронагреватель установлен на линии между двумя жидкостными предпусковыми подогревателями и внешний источник питания, который соединен через источник питания аккумуляторных батарей с блоком измерения и программирования, к которым в свою очередь подсоединены все датчики температуры, причем на линии электропитания от внешнего источника тока к электронагревателю проточного типа установлено дополнительное реле, которое соединяет своими контактами через блок измерения с блоком программирования.
Введение дополнительно датчиков температуры, охлаждающей жидкости, системы охлаждения двигателя, датчика температуры контура электрического нагревателя, датчика температуры в салоне рельсового автобуса, датчика температуры окружающей среды, блока измерения с блоком программирования, и внешний источник питания который подключен к аккумуляторной батарее позволяет расширить функциональные возможности системы и производить постоянную подзарядку аккумуляторной батареи создав усовершенствованную автоматизированную систему прогрева рельсового автобуса, а введение внешнего источника питания позволяет поддерживать заданные параметры аккумуляторной батареи, что благоприятно повлияет на условия работы всей электрической системы рельсового автобуса.
На фигуре представлена автоматизированная система прогрева рельсового автобуса.
Данная система состоит из расширительных баков - 1, вентиля системы охлаждения - 2, водяного насоса системы охлаждения двигателя - 3, обратного клапана - 4, вентиля системы предпускового подогрева - 5, водяных насосов системы предпускового подогрева - 6, предпусковых жидкостных подогревателей - 7, компенсационной трубы - 8 распределитель - 9, вентиль распределителя - 10, термостат - 11, охладителя - 12, теплообменник масла гидропередачи - 13, трубопровода короткого контура - 14, нагревателей воздуха в салоне - 15, сливных патрубков - 16, паровоздушных трубопроводов - 17, клапана паровоздушного - 18, датчик уровня жидкости - 19, датчик температуры охлаждающей жидкости - 20, датчика температуры контура электрического нагревателя - 21, датчика температуры салона рельсового автобуса - 22, датчика температуры окружающей среды - 23, блока измерения - 24 с блоком программирования - 25, воздействующего на электронагреватель проточного типа - 26, через управляющий контактор - 27, трубопровод короткого контура - 28.
Автоматизированная система прогрева рельсового автобуса работает следующим образом.
По прибытию рельсового автобуса на тракционные пути депо, с помощью штепсельных разъемов цепи 220В и низковольтных штепсельных разъемов цепи аккумуляторной батареи, подключается внешний источник питания, специалист, задействованный на позиции прогрева рельсового автобуса, проверяет состояние цепей управления рельсового автобуса, напряжение аккумуляторной батареи, и с помощью переключателя «Помпы» в кабине машиниста, включает водяные насосы системы предпускового подогрева - 6. Далее управление циклом прогрева рельсового автобуса осуществляет блок измерения - 24 и блок программирования - 25.
На основании данных, полученных от датчика температуры двигателя - 20, датчика температуры охлаждающей жидкости в контуре предпусковых подогревателей - 21, датчика температуры салона - 22 и датчика температуры окружающей среды - 23, блок измерения 24 формирует сигнал, который несет в себе общее тепловое состояние рельсового автобуса. На основании полученных данных блок программирования 25 формирует управляющий сигнал, который является напряжением включения управляющего контактора - 27.
Антифриз из расширительных баков - 1, через вентиль системы охлаждения - 2, поступает в трубопровод короткого контура - 14. Проходя через полости водяного насоса системы охлаждения двигателя - 3, через вентиль системы предпускового подогрева - 5 с помощью водяных насосов – 6, которые работают от напряжения цепей управления рельсового автобуса, проходит через предпусковые жидкостные подогреватели – 7, который при этом находится в отключенном состоянии, системы предпускового подогрева, поступает в нагреватель проточного типа - 26, установленного на трубопроводе системы предпускового подогрева. Нагреваясь до рабочей температуры антифриз, проходя через полость предпускового жидкостного нагревателя - 7, который при этом находится в отключенном состоянии, поступает в распределитель - 9, а затем через вентиль распределителя - 10 в короткий контур - 28 системы охлаждения двигателя обратный клапан 4 не позволяет созданию антифризу противодавления в системе охлаждения дизеля.
Коробка термостатов 11 участвует в работе при работающем дизеле и предназначена для пропускания антифриза к охладителям 12 при достижении температуры антифриза свыше 77 градусов.
Масляный контур теплообменника 13 подключен к масляной системе гидропередачи рельсового автобуса и служит для ее охлаждения охлаждающей жидкостью.
Пары антифриза, образовавшиеся в результате его нагрева, удаляются из полости проточного нагревателя - 26 через компенсационную трубу - 8 далее по паровоздушным трубопроводам 17 поступает в расширительные баки 1. В расширительном баке 1 установлен паровоздушный клапан 18, через который воздух или пар при избыточном давлении выбрасывается в атмосферу. В бачке имеется датчик уровня жидкости 19, верхний датчик сигнализирует о минимальном уровне жидкости, а нижний - об аварийном уровне. Охлаждающая жидкость заправляется через заливочную горловину расширительного бака 1. Для слива охлаждающей жидкости предусмотрены сливные патрубки 16.
В случае если на рельсовом автобусе включен переключатель «Отопление салона», то часть антифриза через полость распределителя - 9 поступает к нагревателям воздуха в салоне - 15 и затем через вентиль 10 распределителя - 9 возвращается в трубопровод короткого контура - 28 охлаждения двигателя.
При достижении рабочей температуры антифриза, с помощью контактора -27 блок программирования - 25 отключает нагреватель проточного типа - 26 от питающей сети. Цикл прогрева повторяется до достижения комфортной температуры в салоне рельсового автобуса.
По окончанию прогрева рельсового автобуса, оператор, переводит переключатель «Помпы» и переключатель бортовой сети в положение «ВЫКЛ» отключает штепсельные разъемы цепи 220В и низковольтные штепсельные разъемы от цепи аккумуляторной батареи и внешнего источника питания. Предлагаемое техническое решение позволяет снизить расход дизельного топлива до 38% в зимних условиях, повысить ресурс кислотных аккумуляторных батарей на 13%; позволяет поддерживать комфортные условия для пассажиров рельсового автобуса перед выпуском в рейс.