Способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой



Способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой
Способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой

 


Владельцы патента RU 2428335:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) (RU)

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на повышение эффективности работы маневрового тепловоза. Способ работы маневрового тепловоза заключается в оптимизации режимов работы энергетической установки. Оптимизацию режимов работы энергетической установки согласовывают с дизель-генераторами разной размерности. Энергокомбинирование производят комбинацией подключения дизель-генераторов и дополнительной силовой аккумуляторной батарей. Запуск тепловоза осуществляют посредством силовой аккумуляторной батареи. На малых нагрузках работают дизель-генератор малой размерности с силовой аккумуляторной батареей. На средних нагрузках работают дизель-генератор большой размерности с силовой аккумуляторной батареей. На больших нагрузках работают два дизель-генератора и силовая аккумуляторная батарея. Рекуперацию электроэнергии производят в режиме торможения тепловоза, переводя тяговые двигатели в генераторный режим. Зарядку силовых аккумуляторных батарей, прогрев тепловоза и сушку электродвигателей производят от малоразмерного дизель-генератора. Режим работы дизеля и энергокомбинирование энергетической установки задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива спутниковой системой ГЛОНАС в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути метеорологических и климатических факторов двигателей. Технический результат заключается в оптимизации режимов силовой установки и снижении расхода топлива. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к маневровым тепловозам с энергетической установкой.

Известен способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой, содержащий дизель, тяговые двигатели, аккумуляторную батарею [Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт: Учебник для техн. школ / А.А.Пойда, Н.М.Хуторянский, В.Е.Кононов. М.: Транспорт, 1988. - 23-27 с.: ил., табл.].

Недостатком способа работы маневрового тепловоза с энергетической установкой является низкая эффективность работы тепловоза и высокий расход топлива.

Известен способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой содержащий дизель, тяговые двигатели, аккумуляторную батарею [Нотик З.Х. Тепловозы ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ, ЧМЭЗЭ: Пособие машинисту. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 996. 444 с.].

Недостатком способа работы маневрового тепловоза с энергетической установкой является низкая эффективность работы тепловоза и высокий расход топлива.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является повышение эффективности работы маневрового тепловоза с энергоустановкой и снижение расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что в способе работы маневрового тепловоза с энергетической установкой, тяговыми двигателями реверсивного типа и аккумуляторной батареей, заключающемся в оптимизации режимов работы энергетической установки, энергокомбинировании и рекуперации электрической энергии, оптимизацию режимов работы энергетической установки согласовывают с дизель-генераторами разной размерности, энергокомбинирование производят комбинацией подключения дизель-генераторов и дополнительной силовой аккумуляторной батарей - запуск тепловоза осуществляют нагружением силовой аккумуляторной батареи на тяговые электродвигатели тепловоза, на малых нагрузках работают дизель-генератор малой размерности с силовой аккумуляторной батареей, которую подключают при максимальной нагрузке дизель-генератора; на средних нагрузках работают дизель-генератор большой размерности с силовой аккумуляторной батареей, которую подключают при максимальной нагрузке дизель-генератора; на больших нагрузках работают два дизель-генератора и силовая аккумуляторная батарея, которую подключают при максимальной нагрузке дизель-генераторов, рекуперацию электроэнергии производят в режиме торможения тепловоза, переводя тяговые двигатели в генераторный режим, используя электрическую энергию для подзарядки силовых аккумуляторных батарей, а зарядку силовых аккумуляторных батарей производят от малоразмерного дизель-генератора, причем режим работы дизеля и энергокомбинирование энергетической установки задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива спутниковой системой ГЛОНАС в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути, метеорологических и климатических факторов, которые контролируют спутниковой системой ГЛОНАС. Дизель-генераторную установку малой размерности нагружают системами прогрева тепловоза и осушки тяговых двигателей.

Повышение эффективности работы маневрового тепловоза с энергетической установкой и снижение расхода топлива осуществляют энергокомбинированием энергетической установки путем нагружения тяговых электродвигателей реверсивного типа дизель-генераторами разной размерности и силовой аккумуляторной батареи в различных комбинациях, причем режим работы дизеля и энергокомбинирование энергетической установки задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива спутниковой системой ГЛОНАС в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути, метеорологических и климатических факторов, которые контролируются спутниковой системой ГЛОНАС.

На фиг 1. представлен тепловоз с энергетической установкой, на фиг.2 - график зависимости удельного расхода топлива от мощности тепловоза.

Тепловоз с энергетической установкой состоит из дизель-генератора большой размерности 1, дизель-генератора малой размерности 2, тяговых двигателей реверсивного типа 3, силовой аккумуляторной батареи 4.

Способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой реализуется следующим образом.

На маневровый тепловоз с энергетической установкой, помимо пусковой аккумуляторной батареи, дополнительно установлена силовая аккумуляторная батарея 4, которая обеспечивает кратковременное увеличение мощности тепловоза с работающим дизель-генератором малой размерности 2, например, при движении тепловоза по крутому профилю пути или при присоединении к тепловозу вагона. При этом электродвигатели 3 питаются как от дизель-генератора, так и от силовой аккумуляторной батареи 4.

При запуске тепловоза с энергетической установкой нагружают его тяговые двигатели силовой аккумуляторной батареей. При увеличении мощности тепловоза запускают один из дизель-генераторов, а затем отключают силовую аккумуляторную батарею. Привод тепловоза, его работа на холостом ходу и в движении при небольшой мощности от силовой аккумуляторной батареи обеспечивают значительное снижение удельного расхода топлива.

При работе дизель-генератора на небольших нагрузках наблюдается максимальный удельный расход топлива. Далее при увеличении мощности дизель-генератора 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 тепловоза 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 исключать привод тепловоза на небольших нагрузках от дизель-генераторов и осуществлять привод тепловоза исключительно от силовой аккумуляторной батареи.

В том случае, когда тепловоз находится в составе поезда и к нему присоединены вагоны, то при запуске тепловоза при работающей силовой аккумуляторной батарее запускают дизель-генератор большой размерности 1, при этом подают напряжение от пусковой аккумуляторной батареи на обмотку возбуждения генератора, если к тепловозу не присоединены вагоны, то запускают дизель-генератор малой размерности 2, после чего отключают аккумуляторную батарею.

При маневрировании тепловоза с энергетической установкой по станциям или перегонам без вагонов, когда необходима минимальная мощность для передвижения тепловоза, на нем работает только дизель-генератор малой размерности 2, мощности которого достаточно только для обеспечения движения тепловоза без вагонов. При необходимости дизель-генератор малой размерности 2 можно выполнить с мощностью, обеспечивающей движение тепловоза с одним вагоном груженым или порожним.

При движении тепловоза с вагонами, когда совместной мощности дизель-генератора малой размерности 2 и силовой аккумуляторной батареи 4 недостаточно, запускают дизель-генератор большой размерности 1, при этом дизель-генератор малой размерности 2 глушат. В случае, если мощности дизель-генератора большой размерности 1 для работы тепловоза недостаточно, то кратковременно ее можно увеличить путем подключения к тяговым электродвигателям 3 силовой аккумуляторной батареи 4.

Для выхода тепловоза на полную мощность запускают одновременно дизель-генератор малой размерности 2 и дизель-генератор большой размерности 1, и электродвигатели тепловоза 3 получают энергию от обоих дизель-генераторов. При необходимости кратковременного увеличения мощности тепловоза электродвигатели 3 тепловоза дополнительно нагружают силовой аккумуляторной батареей 4.

Силовую аккумуляторную батарею 4 на тепловозе размещают в шахте холодильника, а секции радиатора убирают, при этом масляную, топливную и водяную системы обоих дизелей соединяют между собой. Таким образом, при работе одного дизель-генератора водяная, масляная и топливная системы заглушенного дизель-генератора выполняют функции радиатора охлаждения систем работающего дизель-генератора, а также обеспечивают поддержание заглушенного дизель-генератора в предпусковом состоянии.

При торможении тепловоза переводят реверсивные тяговые двигатели 3 в генераторный режим и полученной энергией периодически подзаряжают силовую аккумуляторную батарею 4, при этом зарядку силовой аккумуляторной батареи осуществляют нагружением на силовую аккумуляторную батарею дизель-генератора малой размерности 2, например, во время стоянки тепловоза.

Для прогрева систем тепловоза, а также для осушки тяговых двигателей при заходе тепловоза в депо используют энергию, вырабатываемую дизель-генератором малой размерности 2.

Режим работы дизель-генератора и вариант комбинаций нагружения тяговых двигателей тепловоза дизель-генераторными установками и силовой аккумуляторной батареи задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива спутниковой системой ГЛОНАС в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути, метеорологических и климатических факторов, которые контролируются спутниковой системой ГЛОНАС.

Распределение мощности составляющих энергоустановки можно выполнить следующим: дизель-генератор большой размерности 60%, дизель-генератор малой размерности 30%, силовая аккумуляторная батарея 10%.

Из графика видно, что при работе тепловоза с дизель-генератором малой или большой размерности по сравнению с работой тепловоза с одним дизель-генератором, мощность которого равна суммарной мощности двух дизель-генераторов малой и большой размерности, наблюдается снижение удельного расхода топлива на 20-30% при работе дизель-генератора малой размерности, на 10-20% при работе дизель-генератора большой размерности.

Снижение расхода топлива на 60-80% при работе тепловоза на холостом ходу достигается за счет работы дизель-генератора малой размерности, удельный расход топлива которого значительно меньше дизель-генератора большой размерности.

Снижение расхода топлива до 100% наблюдается при запуске тепловоза от силовой аккумуляторной батареи.

Предлагаемый способ работы маневрового тепловоза с энергоустановкой позволяет снизить расход топлива при запуске тепловоза до 100%, при работе на холостом ходе на 60-80%, при работе на малых нагрузках на 20-30%, при работе на средних нагрузках на 10-20% и при работе на максимальных нагрузках на 5-10%.

1. Способ работы маневрового тепловоза с энергетической установкой, тяговыми двигателями реверсивного типа и аккумуляторной батареей, заключающийся в оптимизации режимов работы энергетической установки, энергокомбинировании и рекуперации электрической энергии, отличающийся тем, что в способе работы тепловоза оптимизацию режимов работы энергетической установки согласовывают с дизель-генераторами разной размерности, энергокомбинирование производят комбинацией подключения дизель-генераторов и дополнительной силовой аккумуляторной батареи, запуск тепловоза осуществляют нагружением силовой аккумуляторной батареи на тяговые электродвигатели тепловоза, на малых нагрузках работают дизель-генератор малой размерности с силовой аккумуляторной батареей, которую подключают при максимальной нагрузке дизель-генератора; на средних нагрузках работают дизель-генератор большой размерности с силовой аккумуляторной батареей, которую подключают при максимальной нагрузке дизель-генератора; на больших нагрузках работают два дизель-генератора и силовая аккумуляторная батарея, которую подключают при максимальной нагрузке дизель-генераторов, рекуперацию электроэнергии производят в режиме торможения тепловоза, переводя тяговые двигатели в генераторный режим, используя электрическую энергию для подзарядки силовой аккумуляторной батареи, а зарядку силовой аккумуляторной батареи производят от малоразмерного дизель-генератора, причем режим работы дизеля и энергокомбинирование энергетической установки задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива спутниковой системой ГЛОНАСС в зависимости от горизонтального и вертикального профиля и состояния пути, метеорологических и климатических факторов, которые контролируют спутниковой системой ГЛОНАСС.

2. Способ работы локомотива по п.1, отличающийся тем, что дизель-генераторную установку малой размерности нагружают системами прогрева тепловоза и осушки тяговых двигателей.



 

Похожие патенты:

Тепловоз // 2419565
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на повышение эффективности работы маневрового локомотива. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к области совершенствования поршневых компрессорных установок тягового подвижного состава. .

Изобретение относится к электрическому железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может найти применение в устройствах локомотивов. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может найти применение в устройствах локомотивов. .

Изобретение относится к шахтному электровозному транспорту и может быть использовано в угольной и горнорудной отраслях промышленности. .

Изобретение относится к рельсовому транспортному средству с кузовом, которое опирается на первый колесный блок и расположенный на расстоянии от него в продольном направлении кузова второй колесный блок, и электрическому приводному устройству, которое приводит в действие первый и второй колесные блоки, причем приводное устройство содержит, по меньшей мере, первый трансформаторный блок и приданный ему первый токовыпрямительный блок, расположенные в кузове

Изобретение относится к транспортным системам

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к кабинам управления для магистральных локомотивов

Изобретение относится к рельсовому транспорту

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к двухсекционным тепловозам с энергетической установкой

Изобретение относится к области транспортного машиностроения

Изобретение относится к области рельсового транспорта

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к маневровым тепловозам с дизелями

Автомотриса для перевозки пассажиров выполнена, по меньшей мере частично, двухуровневой, с распределенной силовой установкой. Автомотриса содержит последовательно расположенные первый ведущий вагон (2), не содержащий тяговой цепи, по меньшей мере один промежуточный вагон (3, 3а), не содержащий тяговой цепи, блок (Е), состоящий из двухуровневых моторизированных вагонов (4), при этом по меньшей мере одна тяговая цепь (8) расположена на каждом двухуровневом вагоне, по меньшей мере один промежуточный вагон (3, 3а), не содержащий тяговой цепи, и второй ведущий вагон (2), не содержащий тяговой цепи. Все смежные концы указанных двухуровневых вагонов (4) блока (Е) являются сочлененными или все являются несочлененными. Конец каждого из крайних вагонов (4) блока (Е) и конец смежного с ним промежуточного вагона (3а) являются несочлененным. Повышаются производительность и безопасность автомотрисы. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к управлению комбинированным приводом рельсового транспортного средства. В способе управления комбинированным приводом рельсового транспортного средства до начала движения с помощью электронного графика движения поездов предикативно через модель определяют относящиеся к участкам пути виды привода рельсового транспортного средства. Модель имеет вычислительное устройство, которое адаптируют, и в режиме движения определяют позиционное отклонение фактического положения рельсового транспортного средства от заданного. На основе позиционного отклонения положения вычисляют резервное время, в зависимости от которого сохраняют или изменяют действующий вид привода. Решение направлено на расширение функциональных возможностей. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх