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

Формула изобретения

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.

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, 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%.