СПОСОБ РАБОТЫ ДВУХСЕКЦИОННОГО ТЕПЛОВОЗА С ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ И ДВУХСЕКЦИОННЫЙ ТЕПЛОВОЗ С ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ
METHOD OF OPERATING TWIN-UNIT DIESEL LOCOMOTIVE WITH POWER PLANT AND TWIN-UNIT DIESEL LOCOMOTIVE WITH POWER PLANT

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к магистральным двухсекционным тепловозам с энергетической установкой.
Известен способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой, заключающийся в нагружении тяговых двигателей двухсекционного тепловоза одним дизель-генератором или двумя дизель-генераторами одинаковой мощности [Тепловозы 2ТЭ10М, 3ТЭ10М: Устройство и работа / С.П.Филонов, А.Е.Зиборов, В.Е.Ренкунас и др. - М.: Транспорт, 1986. - 228 с.: ил., табл.].
Известен двухсекционный тепловоз с энергетической установкой, содержащий первую секцию, вторую секцию и энергоустановку, состоящую из двух дизель-генераторов одинаковой мощности [Тепловозы 2ТЭ10М, 3ТЭ10М: Устройство и работа / С.П.Филонов, А.Е.Зиборов, В.Е.Ренкунас и др. - М.: Транспорт, 1986. - 228 с.: ил., табл.].
Недостатками способа работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционного тепловоза с энергетической установкой являются низкий процесс оптимизации режимов работы двухсекционного тепловоза и высокий расход топлива.
Известен способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой, заключающийся в нагружении тяговых двигателей двухсекционного тепловоза одним дизель-генератором или двумя дизель-генераторами одинаковой мощности [Тепловоз 2ТЭ116 / С.П.Филонов, А.И.Гибалов, Е.А.Никитин и др. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1996, 334 с.].
Известен двухсекционный тепловоз с энергетической установкой, содержащий первую секцию, вторую секцию и два дизель-генератора одинаковой мощности [Тепловоз 2ТЭ116 / С.П.Филонов, А.И.Гибалов, Е.А.Никитин и др. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1996, 334 с.].
Недостатками способа работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционного тепловоза с энергетической установкой являются низкий процесс оптимизации режимов работы двухсекционного тепловоза и высокий расход топлива.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение оптимизации режимов работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и снижение расхода топлива.
Технический результат достигается тем, что в способе работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой, заключающемся в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования, контролируют горизонтальный и вертикальный профиль и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают режимы работы по системе непрерывного контроля параметров локомотива, оптимизацию режимов работы энергетической установки производят с дизель-генераторами разной размерности, путем энергокомбинирования дизель-генераторов - на малых нагрузках и в режиме холостого хода подключают дизель-генератор малой размерности, на средних нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности; на больших нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности и дизель-генератор малой размерности, причем дизель-генератор малой размерности нагружают системами прогрева двухсекционного тепловоза и осушки тяговых двигателей.
В тепловозе с энергетической установкой, состоящем из первой секции и второй секции, дизель-генератора первой секции и дизель-генератора второй секции, дизель-генератор первой секции выполнен малоразмерным, и мощность дизель-генератора второй секции превышает мощность дизель-генератора первой секции.
Улучшение оптимизации режимов работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и снижение расхода топлива осуществляют технологией энергокомбинирования энергетической установки, путем нагружения тяговых электродвигателей дизель-генераторами разной размерности в различных комбинациях, причем режим работы дизеля и энергокомбинирование энергетической установки задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути, метеорологических и климатических факторов.
На фиг 1. - двухсекционный тепловоз с энергетической установкой, на фиг.2 - график зависимости удельного расхода топлива от мощности двухсекционного тепловоза.
Двухсекционный тепловоз с энергетической установкой состоит из первой секций 1, второй секции 2, дизель-генератора малой размерности 3 первой секции, дизель-генератора большой размерности 4 второй секции.
Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой реализуется следующим образом.
При запуске двухсекционного тепловоза с энергетической установкой запускают его дизель-генератор малой размерности 3, который размещен на первой секции 1 двухсекционного тепловоза, и им нагружают тяговые двигатели одной секции тепловоза.
Для привода тепловоза, его работы на холостом ходу и в режимах работы на небольших нагрузках достаточно запустить одну секцию двухсекционного тепловоза. При этом наблюдается значительное снижение расхода топлива при работе малоразмерного дизель-генератора под небольшой нагрузкой и снижение расхода топлива при работе двухсекционного тепловоза в режиме холостого хода.
При работе малоразмерного дизель-генератора 3 первой секции 1 на небольших нагрузках наблюдается максимальный удельный расход топлива. Далее при увеличении мощности малоразмерного дизель-генератора 3 удельный расход топлива снижается, и на максимальных нагрузках наблюдается рост удельного расхода топлива, что подтверждается графиком зависимости удельного расхода топлива от мощности тепловоза. В связи с этим работа тепловозного дизель-генератора в окрестности точки минимума функции удельного расхода топлива от мощности тепловоза является наиболее оптимальной с точки зрения оптимизации его работы по расходу топлива.
Таким образом, целесообразно отключать привод тепловоза на минимальных нагрузках от дизель-генератора большой размерности 4 и осуществлять привод тепловоза исключительно от дизель-генератора малой размерности 3.
При необходимости дальнейшего увеличения мощности тепловоза запускают дизель-генератор большой размерности 4, который размещен во второй секции тепловоза и отключают дизель-генератор малой размерности 3.
При необходимости выхода тепловоза на повышенные режимы работы и полную мощность запускают одновременно дизель-генератор малой размерности 3 и дизель-генератор большой размерности 4, и электродвигатели тепловоза нагружают обоими дизель-генераторами.
Для прогрева систем тепловоза, а также для осушки тяговых двигателей при заходе тепловоза в депо используют энергию, вырабатываемую дизель-генератором малой размерности 3.
Режим работы дизель-генератора и вариант комбинаций нагружения тяговых двигателей тепловоза дизель-генераторными установками задают по системе непрерывного контроля параметров локомотива в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути, метеорологических и климатических факторов.
Распределение мощности составляющих энергоустановки двухсекционного тепловоза можно выполнить следующим: дизель-генератор малой размерности - 40%, дизель-генератор большой размерности - 60%.
Из графика видно, что при работе двухсекционного тепловоза с дизель-генератором малой размерности по сравнению с работой тепловоза со штатным дизель-генератором, мощность которого равна 50% мощности тепловоза, наблюдается снижение удельного расхода топлива на 10-15%, при работе двухсекционного тепловоза с дизель-генератором большой размерности - на 15-25% по сравнению с работой двух дизель-генераторов.
Снижение расхода топлива на 5-10% при работе двухсекционного тепловоза на холостом ходу достигается за счет работы дизель-генератора малой размерности, расход топлива, которого на холостом ходу значительно меньше расхода топлива штатных дизель-генераторов.
Предлагаемый двухсекционный тепловоз с энергоустановкой способен работать по системе трех единиц тяги и позволяет снизить расход топлива при работе на холостом ходе на 5-10%, при работе на малых нагрузках на 10-15% и при работе на средних нагрузках на 15-25%.