СПОСОБ ПОДОГРЕВА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА ДЛЯ ЕГО ЗАПУСКА
PRESTART DIESEL LOCOMOTIVE ENGINE COOLING SYSTEM WARMING UP PROCEDURE

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания тепловозов, в частности, к способу подогрева охлаждающей жидкости двигателя, при горячем отстое тепловоза для его запуска.
Известна автоматизированная система прогрева тепловоза при горячем простое, принцип работы которой заключается в обеспечении заданного теплового режима дизельного двигателя тепловоза, его систем подачи топлива и смазки, путем включения обогревателей, водяные контуры которых подключены один к системе охлаждения дизеля, другой - к масляной и топливной системам тепловоза, и имеют запорную арматуру для переключения режимов охлаждения и нагрева, а также насосы для подачи воды в контуры циркуляции (RU, патент 2324826, МПК F01M 5/02, опубл. 20.05.2008 г.).
Недостатком данного изобретения является установка дополнительного оборудования на тепловоз, что приводит к дополнительным затратам, связанным с его стоимостью и обслуживанием.
Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, принцип работы которой заключается в том, что после остановки дизеля в системе охлаждения дизеля осуществляют постоянную прокачку охлаждающей жидкости в контуре радиаторных секций, а при снижении температуры остова дизеля или перед запуском дизеля осуществляют прогрев всей системы охлаждения, при этом нагрев охлаждающей жидкости производят от предпускового подогревателя (SU 1728512 А2, МПК F01P 11/20, 3/20, 5/00, опубл. 23.04.1992 г.).
Недостатком данного изобретения является установка большого количества дополнительного оборудования на тепловоз, что приводит к дополнительным затратам, связанным с его стоимостью и обслуживанием, а также снижение ресурса аккумуляторной батареи за счет постоянной работы предпускового подогревателя.
Известен способ обогрева водяной системы тепловоза периодическим запуском дизеля, принятый за прототип, заключающийся в том, что отключение дизеля осуществляется автоматически при заданной не зависящей от температуры окружающей среды рабочей температуре элемента водяной системы охлаждения, обладающего наибольшей теплоемкостью, автоматическое включение дизеля в работу - при заданном снижении температуры в этом элементе или при снижении температуры ниже допустимого предела в элементе системы с наименьшей теплоемкостью, причем контроль запуска дизеля ведется по наличию крутящего (эффективного) момента на валу дизеля (RU, патент №2169274, МПК F01P 11/20, опубл. 20.06.2001 г.).
Серьезным недостатком данной системы является отсутствие циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения дизеля тепловоза, что приводит к быстрому снижению температуры элементов системы охлаждения с наименьшей теплоемкостью, необходимости частого запуска дизеля и снижению ресурса аккумуляторной батареи, а также увеличению расхода дизельного топлива.
Техническим результатом изобретения является: повышение топливной экономичности тепловоза за счет снижения периодических запусков дизеля и увеличение ресурса аккумуляторной батареи.
Технический результат достигается тем, что в способе подогрева системы охлаждения дизеля тепловоза для его запуска, заключающемся в том, что периодически запускают прогретый дизель, осуществляя нагрев дизеля и его системы охлаждения, при этом отключение дизеля происходит автоматически при заданной, не зависящей от температуры окружающей среды, рабочей температуре элемента системы охлаждения дизеля, обладающего наибольшей теплоемкостью, автоматическое включение дизеля в работу происходит при снижении температуры элемента системы охлаждения с наибольшей теплоемкостью до заданного значения или при снижении значения температуры ниже допустимого предела в элементе системы охлаждения с наименьшей теплоемкостью, причем после отключения дизеля осуществляют прокачку охлаждающей жидкости во всей системе охлаждения дизеля тепловоза.
На чертеже представлена структурная схема системы, реализующая способ подогрева системы охлаждения дизеля тепловоза для его запуска.
Система, реализующая способ подогрева системы охлаждения дизеля, содержит установленные на тепловозе дизель 1, механически соединенный с тяговым генератором 2 и вспомогательным генератором 3, аккумуляторную батарею 4, блок 5 пуска-остановки дизеля 1, термореле 6 и 7, блок 8 контроля возбуждения вспомогательного генератора, подключенный к вспомогательному генератору 3, блок 9 контроля самостоятельной работы дизеля 1 на топливе, автоматический двухпозиционный регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости и циркуляционный насос 11, включенный в систему 12 охлаждения дизеля 1 тепловоза. Термореле 6 установлено на элементе системы 12 охлаждения дизеля 1, скорость нагрева и охлаждения которого минимальна, т.е. на элементе с наибольшей теплоемкостью (дизеле 1), термореле 7 - на элементе системы 12 охлаждения дизеля, скорость нагрева и охлаждения которого максимальна, т.е. на элементе с наименьшей теплоемкостью. Выходы термореле 6 и 7, блока 8 контроля возбуждения вспомогательного генератора 3 и блока 9 контроля самостоятельной работы дизеля 1 на топливе связаны со входом автоматического двухпозиционного регулятора 10 температуры охлаждающей жидкости, выход которого подключен ко входу блока 5 пуска-остановки дизеля 1, питающийся от аккумуляторной батареи 4 и подключенный к тяговому генератору 2. Вход блока 9 контроля самостоятельной работы дизеля 1 на топливе подключен к тяговому генератору 2. Выход блока 5 пуска-останова дизеля подключен к циркуляционному насосу 11.
Способ подогрева системы охлаждения дизеля тепловоза для его запуска реализуется следующим образом.
При снижении температуры в элементе системы 12 охлаждения дизеля 1 до ее заданного значения периодически запускают прогретый дизель 1, осуществляя нагрев дизеля 1 и его системы 12 охлаждения, отключение дизеля происходит автоматически при заданной, не зависящей от температуры окружающей среды, рабочей температуре элемента системы охлаждения дизеля, обладающего наибольшей теплоемкостью, за счет того, что система 12 охлаждения дизеля 1 прогревается и при достижении заданной температуры контакты термореле 6, установленного на элементе системы 12 охлаждения дизеля 1 с наибольшей, тем самым передавая сигнал через автоматический двухпозиционный теплоемкостью, замыкаются регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости дизеля 1 на штатный выключатель остановки дизеля 1 в блоке 5 пуска-остановки дизеля 1. Дизель 1 останавливается. После отключения дизеля осуществляют прокачку охлаждающей жидкости в системе 12 охлаждения дизеля 1 тепловоза циркуляционным насосом 11, который включается блоком 5 пуска-остановки дизеля 1, при этом осуществляется передача энергии от элементов системы 12 охлаждения дизеля с наибольшей теплоемкостью к элементам системы 12 охлаждения дизеля с меньшей теплоемкостью. Циркуляция охлаждающей жидкости в системе 12 охлаждения дизеля 1 тепловоза, осуществляемая циркуляционным насосом 11, предотвращает снижение температуры всех элементов системы 12 охлаждения дизеля ниже допустимого значения. Автоматическое включение дизеля в работу происходит при снижении до заданного значения температуры элемента системы 12 охлаждения с наибольшей теплоемкостью за счет того, что контакты термореле 6, установленного на элементе системы 12 охлаждения дизеля 1 с наименьшей скоростью охлаждения, размыкаются, подавая сигнал на двухпозиционный регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости или при снижении значения температуры ниже допустимого предела в элементе системы 12 охлаждения с наименьшей теплоемкостью за счет того, что контакты термореле 7, установленного на элементе системы 12 охлаждения дизеля 1 с наименьшей скоростью охлаждения размыкаются, подавая сигнал на двухпозиционный регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости. Автоматический двухпозиционный регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости в свою очередь подает управляющий сигнал на вход блока 5 пуска-останова дизеля 1, который отключает циркуляционный насос 11, и тяговый генератор 2 через блок 5 пуска-останова дизеля подключается к аккумуляторной батарее 4 и начинает работать как стартер в режиме двигателя последовательного возбуждения, приводя во вращение коленчатый вал дизеля 1. После вспышки топлива дизель 1 работает самостоятельно, приводя во вращение вспомогательный генератор 3. Блок контроля 8 возбуждения вспомогательного генератора 3 при достижении номинальной ЭДС отключает автоматический двухпозиционный регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости, чем переводит процесс пуска дизеля 1 в штатный самостоятельный режим работы дизеля 1, при этом тяговый генератор 2 отключается от аккумуляторной батареи 4.
При срыве пуска из-за неисправности пусковой системы или разрядки аккумуляторной батареи собственный вращающий момент на валу дизеля 1 отсутствует и тогда блок 9 контроля самостоятельной работы дизеля 1 на топливе отключает автоматический двухпозиционный регулятор 10 температуры охлаждающей жидкости, включает нулевую защиту и выдает звуковой и световой сигналы обслуживающему персоналу.
Предлагаемый способ подогрева системы охлаждения дизеля тепловоза для его запуска опробован на тепловозе ЧМЭЗ. Экспериментальная проверка подтвердила эффективность предлагаемого способа, т.к. благодаря прокачке всей системы охлаждения дизеля и циркуляции жидкости в водяной системе тепловоза частота запусков дизеля снизилась, что привело к повышению топливной экономичности и увеличению срока службы аккумуляторной батареи.