Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой



Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой
Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой

 


Владельцы патента RU 2438896:

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

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на повышение оптимизации режимов работы двухсекционного тепловоза. Способ работы двухсекционного тепловоза заключается в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования. Спутниковой системой ГЛОНАС контролируют горизонтальный и вертикальный профиль и состояние пути, метеорологические и климатические факторы по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива. Оптимизацию режимов работы энергетической установки производят с дизель-генераторами разной размерности. На малых нагрузках и в режиме холостого хода подключают дизель-генератор малой размерности. На средних нагрузках подключают штатный дизель-генератор. На средних повышенных нагрузках подключают дизель-генератор малой размерности и дизель-генератор большой размерности. На больших нагрузках подключают дизель-генератор малой размерности и штатный дизель-генератор. На больших повышенных нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности и штатный дизель-генератор. На максимальных нагрузках подключают штатный дизель-генератор, дизель-генератор большой размерности и дизель-генератор малой размерности. Тепловоз состоит из двух секций, в первой из которых расположен штатный дизель-генератор, а во второй - дизель-генераторы большой и малой размерности. Технический результат заключается в снижении расхода топлива. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

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, ЗТЭ10М: Устройство и работа / С.П.Филонов, А.Е.Зиборов, В.Е.Ренкунас и др. - М.: Транспорт, 1986. - 228 с.: ил., табл.].

Недостатком способа работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционного тепловоза с энергетической установкой является 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.].

Недостатком способа работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционного тепловоза с энергетической установкой является 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 энергоустановкой 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, спутниковой системой ГЛОНАС контролируют горизонтальный и вертикальный профиль и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива, оптимизацию режимов работы энергетической установки производят с дизель-генераторами разной размерности, путем энергокомбинации дизель-генераторов - на малых нагрузках и в режиме холостого хода подключают дизель-генератор малой размерности, на малых повышенных нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности, на средних нагрузках подключают штатный дизель-генератор, на средних повышенных нагрузках подключают дизель-генератор малой размерности и дизель-генератор большой размерности, на больших нагрузках подключают дизель-генератор малой размерности и штатный дизель-генератор, на больших повышенных нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности и штатный дизель-генератор, на максимальных нагрузках подключают штатный дизель-генератор, 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, штатного дизель-генератора первой секции и энергоустановки второй секции, дополнительно на вторую секцию установлены не менее одного дизель-генератора большой размерности и не менее одного дизель-генератора малой размерности, причем мощность штатного дизель-генератора больше мощности дизель-генератора малой размерности и меньше мощности дизель-генератора большой размерности.

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 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. - 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, штатного дизель-генератора первой секции 3, дизель-генератора большой размерности 4 и дизель-генератора малой размерности 5 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 5, который размещен на второй секции 2 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 тепловоза в режиме холостого хода по сравнению с работой тепловоза с работающим штатным дизель-генератором.

При работе штатного дизель-генератора 3 первой секции 1 на небольших нагрузках наблюдается максимальный удельный расход топлива. Далее при увеличении мощности штатного 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 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 минимальных нагрузках от штатного дизель-генератора 3 и осуществлять привод тепловоза исключительно от дизель-генератора малой размерности 5.

При необходимости дальнейшего увеличения мощности тепловоза запускают дизель-генератор большой размерности 4 и отключают дизель-генератор малой размерности 5.

При движении тепловоза с вагонами, когда мощности дизель-генератора большой размерности 4 недостаточно, запускают штатный дизель-генератор 3, при этом дизель-генератор большой размерности 4 глушат. В случае если мощности штатного дизель-генератора 3 для работы тепловоза недостаточно, то дополнительно к штатному дизель-генератору 3 подключают дизель-генератор малой размерности 5. При необходимости дальнейшего увеличения мощности отключают дизель-генератор малой размерности 5 и подключают дизель-генератор большой размерности 4, таким образом, осуществляется совместная работа дизель-генератора большой размерности 4 и штатного дизель-генератора 3.

Для выхода тепловоза на полную мощность запускают одновременно штатный дизель-генератор 3, дизель-генератор малой размерности 5 и дизель-генератор большой размерности 4 и электродвигатели тепловоза нагружают всеми дизель-генераторами.

Аккумуляторную батарею на второй секции 2 тепловоза размещают в шахте холодильника, а секции радиатора убирают, при этом масляную, топливную и водяную системы дизель-генераторов малой и большой размерности 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.

Для прогрева систем тепловоза, а также для осушки тяговых двигателей при заходе тепловоза в депо используют энергию, вырабатываемую дизель-генератором малой размерности 5.

Режим работы дизель-генератора и вариант комбинаций нагружения тяговых двигателей тепловоза дизель-генераторными установками 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 двухсекционного тепловоза можно выполнить следующим: штатный дизель-генератор 45%, дизель-генератор большой размерности 35%, дизель-генератор малой размерности 20%.

Из графика видно, что при работе двухсекционного тепловоза с дизель-генератором малой размерности по сравнению с работой двухсекционного тепловоза с одним штатным дизель-генератором наблюдается снижение удельного расхода топлива на 45-55%, при работе двухсекционного тепловоза с дизель-генератором большой размерности - на 25%, при совместной работе дизель-генераторов большой и малой размерности по сравнению с работой двухсекционного тепловоза с двумя штатными дизель-генераторами наблюдается снижение удельного расхода топлива на 25-30%, при совместной работе штатного дизель-генератора и дизель-генератора малой размерности - на 10-15%, при совместной работе штатного дизель-генератора и дизель-генератора большой размерности - на 5-10%.

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

Предлагаемый двухсекционный тепловоз с энергоустановкой способен работать по системе семи единиц тяги и позволяет снизить расход топлива при работе на холостом ходе на 60-80%, при работе на малых нагрузках на 25-55%, при работе на средних нагрузках на 10-20% и при работе на максимальных нагрузках на 5-10%.

1. Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой, заключающийся в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования, отличающийся тем, что спутниковой системой ГЛОНАС контролируют горизонтальный и вертикальный профили и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива оптимизацию режимов работы энергетической установки, которую производят с дизель-генераторами разной размерности путем энергокомбинаций дизель-генераторами - на малых нагрузках и в режиме холостого хода подключают дизель-генератор малой размерности, на малых повышенных нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности, на средних нагрузках подключают штатный дизель-генератор, на средних повышенных нагрузках подключают дизель-генератор малой размерности и дизель-генератор большой размерности, на больших нагрузках подключают дизель-генератор малой размерности и штатный дизель-генератор, на больших повышенных нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности и штатный дизель-генератор, на максимальных нагрузках подключают штатный дизель-генератор, дизель-генератор большой размерности и дизель-генератор малой размерности, причем дизель-генератор малой размерности нагружают системами прогрева двухсекционного тепловоза и осушки тяговых двигателей.

2. Тепловоз с энергетической установкой, состоящий из первой секции и второй секции, штатного дизель-генератора первой секции и энергоустановки второй секции, отличающийся тем, что дополнительно на вторую секцию установлено не менее одного дизель-генератора большой размерности и не менее одного дизель-генератора малой размерности, причем мощность штатного дизель-генератора больше мощности дизель-генератора малой размерности и меньше мощности дизель-генератора большой размерности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области газоснабжения транспортных средств, в частности газотепловозов и газотурбовозов, сжиженными природным и нефтяным газами. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на усовершенствование маневрового локомотива. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции маневровых тепловозов, выполненных с возможностью работы на дизельном и газодизельном топливе.

Изобретение относится к тепловозам, силовая установка которых включает два или несколько двигателей внутреннего сгорания - дизелей, и к способам и устройствам регулирования работы многодизельных тепловозов.

Тепловоз // 2417910
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на усовершенствование локомотивов типа тепловоза. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и направлено на усовершенствование системы жидкостного охлаждения тягового преобразователя генератора газотурбовоза, работающего на криогенном газовом топливе.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, содержащих силовую установку с атомным газотурбинным двигателем. .

Изобретение относится к локомотивам с силовой установкой, работающей на сжиженном природном газе. .

Изобретение относится к локомотивам с газотурбинным двигателем, работающим на сжиженном природном газе, - газотурбовозам. .

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к тепловозам, и касается конструкции охлаждающих устройств. .

Тепловоз // 2440261
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано при конструировании тепловозов

Локомотив // 2446968
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на усовершенствование локомотивов, предназначенных для перевозки грузов в условиях тропического климата с высокой запыленностью воздуха

Изобретение относится к системам подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспорта

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

Изобретение относится к железнодорожному транспорту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается усовершенствования конструкции газотурбовозов, включающих секции, оборудованные криогенными емкостями для газового или жидкого топлива газотурбинных силовых установок

Изобретение относится к устройствам усовершенствования локомотивов, в частности газотурбовозов, в части устройств смешивания газообразных и жидких, в том числе криогенных, компонентов газового топлива

Изобретение относится к рельсовому транспортному средству (1), содержащему охлаждающую систему для расположенных в зоне (2) под полом компонентов, таких как блок электроснабжения, выпрямитель переменного тока, трансформатор или тяговый электродвигатель (4), которые охлаждаются либо непосредственно, либо с помощью соответствующего охладителя, при этом охлаждающая система имеет, по меньшей мере, одно первое входное отверстие для применяемого в качестве охлаждающего воздуха наружного воздуха, которое расположено в зоне (2) под полом, и по меньшей мере один вентилятор (5) для направления охлаждающего воздуха по меньшей мере на один из компонентов (4), и охлаждающая система имеет по меньшей мере одно соединенное по потоку с вентилятором (5) второе входное отверстие для применяемого в качестве охлаждающего воздуха наружного воздуха, которое расположено над боковыми фартуками (8) рельсового транспортного средства (1) и соединено через воздушный канал (13) с зоной (2) под полом, при этом первое входное отверстие снабжено снежным фильтром (16). Технический результат заключается в упрощении охлаждающего устройства и снижении подаваемой на него мощности. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Локомотив // 2529245
Изобретение направлено на упрощение конструкции с расширением функциональных возможностей за счет размещения вдоль продольной оси локомотива в подрамном пространстве силовой установки с системами жизнеобеспечения и параллельно ей оборудования энергетического модуля. Указанная задача достигается конструкцией несущей главной рамы (1), которая опирается на две колесные пары с осевыми редукторами и буксовыми узлами. На несущей раме (1) установлена кабина машиниста, силовое оборудование, вспомогательное оборудование, пневмокомпрессор и холодильная установка. Несущая главная рама (1) дополнительно содержит внутреннюю продольную центральную балку (16), соединенную поперечными балками (17) с боковыми продольными балками (18). Силовое оборудование расположено под рамой (1), где расположен энергетический модуль, регулирующая аппаратура, холодильник, выхлопная и воздушная системы, а в торцевых частях под несущей главной рамой находятся системы жизнеобеспечения локомотива. Силовое оборудование состоит из двигателя (3), соединенного с гидромеханической передачей (4), и системы карданных валов, передающих крутящий момент через реверсивную коробку (6) и раздаточный редуктор (8) к осевым редукторам колесных пар. Система жизнеобеспечения локомотива состоит из пневматической системы, системы автоматики, электрооборудования, системы управления, контроля и диагностики. Технический результат заключается в упрощении конструкции локомотива и повышении надежности. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Тепловоз // 2531707
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструированию тепловозов. Согласно изобретению тепловоз содержит раму, подвески, ходовую часть, кузов, силовую установку, тяговый генератор, тяговые электродвигатели, контролер, двухмашинный агрегат, компрессор, механизмы управления. Силовая установка выполнена в форме четырехтактного дизельного двигателя, каждый цилиндр которого имеет внутри перегородку с центральным отверстием, которая делит внутренний объем цилиндра на две равные полости. Снизу цилиндр закрыт нижней крышкой с центральным отверстием. Внутрь полостей цилиндра вставлены поршни, по одному в каждую полость. Поршни соединены штоком, пропущенным в отверстия перегородки и нижней крышки, нижний конец которого соединен с шатуном, связанным с кривошипом коленчатого вала. Технический результат заключается в повышении КПД силовой установки. 1 табл., 13 ил.
Наверх