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

Классы МПК:B61C3/02 с электрическими аккумуляторами 
B61C5/02 расположение всасывающих (впускных) устройств и устройств для подвода, циркуляции и фильтрации воздуха для камер сгорания и для охлаждения двигателя 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-09-28
публикация патента:

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к двухсекционным тепловозам с энергетической установкой. Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой заключается в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования. Контролируют горизонтальный и вертикальный профиль и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают режим работы тепловоза по системе непрерывного контроля его параметров. Оптимизацию режимов работы энергетической установки производят путем энергокомбинирования дизель-генераторов. На малых нагрузках и в режиме холостого хода подключают малоразмерный дизель-генератор. На средних нагрузках подключают дизель-генератор большого размера. На больших нагрузках подключают оба дизель-генератора, причем малоразмерный дизель-генератор нагружают системами прогрева двухсекционного тепловоза и осушки тяговых двигателей. Тепловоз с энергетической установкой состоит из первой секции с малоразмерным дизель-генератором и второй секции, дизель-генератор которой превышает мощность дизель-генератора первой секции. Решение направлено на повышение оптимизации работы двухсекционного тепловоза. 2 н.п. ф-лы, 2 ил. способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой   и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой, патент № 2459732

способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой   и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой, патент № 2459732 способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой   и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой, патент № 2459732

Формула изобретения

1. Способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой, заключающийся в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования, отличающийся тем, что контролируют горизонтальный и вертикальный профиль и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают режим работы по системе непрерывного контроля параметров локомотива, оптимизацию режимов работы энергетической установки производят с дизель-генераторами разной размерности, путем энергокомбинации дизель-генераторами - 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.

2. Тепловоз с энергетической установкой, состоящий из первой секции и второй секции, дизель-генератора первой секции и дизель-генератора второй секции, отличающийся тем, что дизель-генератор первой секции выполнен малоразмерным и мощность дизель-генератора второй секции превышает мощность дизель-генератора первой секции.

Описание изобретения к патенту

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%.

Класс B61C3/02 с электрическими аккумуляторами 

Класс B61C5/02 расположение всасывающих (впускных) устройств и устройств для подвода, циркуляции и фильтрации воздуха для камер сгорания и для охлаждения двигателя 

рельсовое транспортное средство с переключением между зимним и летним режимом -  патент 2501685 (20.12.2013)
смеситель-испаритель для топливных систем газотурбовозов -  патент 2487028 (10.07.2013)
система подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспортного средства -  патент 2457967 (10.08.2012)
локомотив -  патент 2446968 (10.04.2012)
система охлаждения тягового преобразователя газотурбовоза -  патент 2398682 (10.09.2010)
охлаждающее устройство железнодорожного транспортного средства -  патент 2381113 (10.02.2010)
способ регулирования системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания -  патент 2372228 (10.11.2009)
охлаждающее устройство силовой установки (варианты) -  патент 2329171 (20.07.2008)
воздухоприемное устройство локомотива -  патент 2323116 (27.04.2008)
охлаждающее устройство дизеля тепловоза (варианты) -  патент 2277485 (10.06.2006)
Наверх