Тепловоз двосекційний з генераторним пуском зупиненої секції

Тепловоз двосекційний, що складається із двох однакових секцій, кожна з яких містить дизель-генераторну установку, випрямляч електричного струму, стартер-генератор, джерело живлення (акумуляторну батарею), комутуючий контактор, що зв'язує електричним колом джерело живлення та стартер-генератор, комутуючий контактор, що зв'язує електричним колом джерела 3 29402 час пуску дизель-генераторної установки. Також секції обладнані комутаційним контактором, який з'єднує акумуляторні батареї на двох секціях тепловозу при пуску дизель-генераторної установки на одній із секцій. Недоліком цього тепловозу є неможливість пуску зупиненої секції тепловоза за рахунок роботи дизель-генераторної установки на працюючій секції. По цій причині, за рахунок зупинки однієї із секцій тепловоза не реалізується можливість економії палива при роботі на низьких позиціях контролера машиніста, або при роботі на холостому ході. Задача корисної моделі - розробити схему керування електричними апаратами тепловозу, яка б забезпечувала можливість пуску зупиненої секції тепловозу за рахунок енергії дизельгенераторної установки на працюючій секції тепловоза і за рахунок цього заощаджувати дизельне паливо та подовжувати строк служби акумуляторних батарей. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому рішенні - двосекційному тепловозі 2ТЕ116 - кожна секція тепловоза, що включає дизель-генераторну установку, випрямляч електричного струму, стартер-генератор для провороту колінчастого вала під час пуску дизеля, джерело живлення (акумуляторну батарею) для живлення стартер-генератора при пуску дизеля, комутуючий контактор, що зв'язує електричним колом джерела живлення на двох секціях тепловоза при пуску однієї з дизель-генераторних установок, комутуючий контактор, що зв'язує електричним колом джерело живлення та стартергенератор, кнопки пуску дизель-генераторних установок, додатково обладнана комутуючим контактором, що зв'язує електричним колом випрямляч електричного струму на працюючій секції тепловоза з електричними ланцюгами керування пуском дизель-генераторної установки на зупиненій секції та запобігає електричному зв'язку джерел живлення (акумуляторних батарей) зі стартер-генератором на непрацюючій секції, комутуючим контактором, що забезпечує подачу електричної енергії на стартер-генератор непрацюючої секції від випрямної установки працюючої секції тепловоза, кнопкою керування генераторним пуском. Наявність додатково встановлених контакторів, що зв'язують електричні ланцюги і кнопки генераторного пуску зупиненої секції, дозволяє виконувати пуск зупиненої дизельгенераторної установки на одній із секцій за рахунок роботи дизель-генераторної установки на іншій секції тепловоза. На рисунку 1 схематично показані основні вузли електричного устаткування, що використовуються при пуску з упиненої дизельгенераторної установки на одній із секцій тепловоза за рахунок роботи другої секції. Тепловоз складається із двох однакових секцій А і Б, на кожній з яких є дизельний двигун (дизель) 1, електричний генератор 2, з'єднаний з дизелем 1 напівтвердою муфтою, стартергенератор 3, що працює під час пуску дизеля в 4 режимі двигуна та здійснює проворот колінчастого вала дизеля з розгоном обертання колінчастого вала до 250...280 об/хв, а після цього, працює в режимі генератора та здійснює зарядку акумуляторної батареї, живить ланцюги керування дизель-генераторної установки, джерело живлення (акумуляторна батарея) 5, що здійснює живлення стартера-генератора при пуску дизеля, випрямляч електричного струму 6, що живить електричною енергією тягові електродвигуни, комутуючий контактор 7, що поєднує джерела живлення при пуску першої дизель-генераторної установки (наприклад в секції А), комутуючий контактор 8, що з'єднує електричним колом джерело живлення (акумуляторні батареї) 5 зі стартер-генератором 3, додатково встановлені кнопки 9 для пуску зупиненої дизель-генераторної установки, комутуючий контактор 10, що забезпечує подачу електричної енергії на стартергенератор непрацюючої секції від випрямної установки працюючої секції, комутуючий контактор 11, що з'єднує випрямну установку 6 на працюючій секції з ланцюгами керування пуском дизельгенераторної установки на зупиненій секції та запобіжний електричному зв'язку джерел живлення (акумуляторних батарей) зі стартергенератором на непрацюючій секції. Пуск тепловоза в роботу (в прототипі) здійснюють у такий спосіб. При пуску в роботу першої секції, наприклад секції А, натискають короткочасно на кнопку 4 п уску дизеля. При цьому, в ланцюгах керування пуском дизеля проходять передпускові операції, в тому числі - підготовка ланцюгів керування до пуску дизеля, прокачування масляної системи дизеля. Після закінчення 60 секунд комутуючий контакт 7 автоматично з'єднує джерела живлення (акумуляторні батареї) обох секцій, далі комутуючий контактор 8 приєднує джерела живлення 5 до стартер-генератора 3, що починає працювати в режимі електродвигуна послідовного збудження та забезпечує прокручування колінчастого вала двигуна. Після досягнення частоти обертання колінчастого вала дизеля 250...280 об/хв і підвищення тиску масла в масляній системі дизеля до 0,06...0,08МПа, схема пуску дизеля автоматично розбирається і дизель пускається в роботу. Стартер-генератор автоматично переводиться в режим генератора, і вироблювана в ньому енергія витрачається на зарядку акумуляторної батареї та живлення ланцюгів керування дизель-генераторної установки. Пуск в роботу дизель-генераторної установки на другій секції здійснюється натисканням другої кнопки 4 пуску дизеля та всі описані вище процеси пуску повторюються на другій секції тепловоза. За корисною моделлю пуск дизельгенераторної установки на першій секції тепловоза виконують так як і в прототипі, а пуск другої секції виконують не за рахунок енергії акумуляторних батарей, а за рахунок роботи дизель-генераторної установки на працюючій секції. Для цього, після пуску в роботу першої секції, дизель-генераторна установка на цій секції переводиться в режим 5 29402 холостого ходу, при цьому напруга головного генератора становить 100...110В, і для пуску дизель-генераторної установки на другій секції натискають не на другу кнопку пуску дизеля 4, як це робилося в прототипі, а на кнопку 9 - керування генераторним пуском зупиненої секції. Такі кнопки є в кабінах керування обох секцій тепловоза. Після короткочасного натискання кнопки 9, вмикається комутуючий контактор 10 на працюючій секції, що з'єднує електричним ланцюгом випрямляч електричного струму 6 на працюючій секції тепловоза з ланцюгами пуску дизеля на непрацюючій секції та запобігає включенню комутуючи х контакторів 7 і 8 на непрацюючій секції. Після підготовлених в такий спосіб ланцюгів керування пуском дизеля на непрацюючій секції, натискають короткочасно на кнопку 4 пуску дизеля. Це можна зробити з кабіни керування тепловозом як першої так і другої секції. Протягом витримки 60 секунд проходять передпускові операції, після чого автоматично включається контактор 11, що забезпечує живлення стартергенератора на непрацюючій секції за рахунок енергії, що подається від випрямляча на працюючій секції. Після досягнення частоти обертання колінчастого вала 250...280об/хв і тиску масла в масляній системі 0,06...0,08МПа, схема пуску дизеля автоматично розбирається і дизельгенераторна установка переводиться в режим стаціонарної роботи. Один з варіантів реалізації рішення за корисною моделлю, стосовно серійної електричної схеми 2ТЕ116.70.01.005Е3 показані на рисунках 2 і 3. При цьому на рисунку 2 зображена схема ланцюгів керування, а на рисунку 3 - схема силових ланцюгів. Суцільними лініями показані електричні ланцюги серійної схеми, а пунктирними лініями - апарати керування і ланцюги, що прокладаються додатково. Пуск дизель-генераторної установки на зупиненій секції виконується при роботі дизельгенераторної установки працюючої секції в режимі холостого ходу (при нульовому положенні контролера машиніста). На нульовому положенні контролера машиніста напруга живлення ланцюгів керування працюючої секції від 4-го пальця контролера по дроту 0100, діоду Д53, дроту 0101 підводить до розімкнутого контакту кнопки керування генераторним пуском ГП, а по дроту 0102, роз'єму 6с, дроту 0103 до замикаючого контакту реле генераторного пуску РГП (рисунок 2). Діод Д53 (дроти 0100, 0101) запобігає перенос напруги живлення ланцюгів керування працюючої секції на електричні ланцюги непрацюючої секції. При короткочасному натисканні кнопки ГП працюючої секції напруга живлення по дротам 0106, 0105, замикаючому контакту реле завищеної напруги РЗН, дроту 0107 надходить до розмикальних контактів реле контролю роботи дизеля КРНЗ, котушка якого підключена паралельно котушці контактора КРН, клема 13/17, дріт 0117, роз'єм 7а, дріт 0118, котушка КРНЗ, дріт 0119, роз'єму 8с, дріт 0120, клема 21/6 через роз'єм 7с, дріт 0104 до замикаючого контакту РГП. По дроту 0105, через контакт РЗН, клему 21/11, 6 дроти 71, 72, роз'єм міжтепловозного з'єднання 2Т-34 напруга живлення надходить до розмикальних контактів КРНЗ, замикаючому контакту РГП і розімкнутому контакту кнопки ГП веденої секції. На працюючій секції КРНЗ ввімкнене і його контакти між дротами 0107 і 0108 розімкнуті, тому напруга живлення на котушки контакторів Д4, Д5 і реле РГП по цьому ланцюзі не надходить. На зупиненій секції напруга живлення через замкнуті контакти КРНЗ, дріт 0108, роз'єм 7в, дроти 0109, 0110 надходить повз котушки Д4, Д5, а по дроту 0116 до котушки РГП. У той же час по дроту 0111 через клему 21/12, дроти 70, 69, роз'єм міжтепловозного з'єднання 2Т-32 напруга живлення надходить до котушок контакторів Д4, Д5 і котушці РГП працюючої секції. Оскільки контакти КРИЗ в мінусовому ланцюзі котушок Д4, Д5 зупиненої секції розімкнуті (дроти 0112, 0113, роз'єм 10а, дріт 0114, контакти КРНЗ), то їхнього включення не відбувається. На працюючій секції живлення котушок контакторів Д4, Д5 відбувається по ланцюзі: роз'єм міжтепловозного з'єднання 2Т-32, дроти 69, 70, клема 21/12, дроти 0111, 0110, котушки Д4, Д5, дроти 0112, 0113, роз'єм 10а, дріт 0114, замикаючий контакт реле КРНЗ, дроти 0115, 0114, загальний "мінус", а живлення котушок РГП: дріт 0116, котушка РГП, дріт 0114, загальний "мінус". Ввімкнене РГП замикає контакти між дротами 0103, 0104 і створює дублюючий ланцюг живлення котушок РГП, котушок контакторів Д4, Д5, працюючої секції. Після відпускання кнопки ГП котушки РГП обох секцій і контакторів Д4, Д5 працюючої секції, стають на саможивлення. Ввімкнені контактори Д4, Д5 підключають випрямну установку тягового генератора працюючої секції до силових ланцюгів пуску зупиненої секції (рисунок 3) по схемі: - "плюс" випрямної установки, дріт 0200, замкнений головний контакт контактора Д4, дроти 0205, 83, 76, міжтепловозне з'єднання, дроти непрацюючої секції 76, 83, 0205, розімкнутий головний контакт Д4, дріт 0201, розімкнутий головний контакт контактора Д3; - "мінус" випрямної установки, дріт 0212, замкнутий головний контакт контактора Д5, дріт 0213, клему 26/1, дроти 82, 75, міжтепловозне з'єднання, дроти непрацюючої секції 75, 82, клему 26/1. Одночасно напруга тягового генератора працюючої секції по дроту 0206, діод Д50 типу ВЛ200, дріт 0207 надходить до ланцюгів живлення маслопрокачуючого насоса та "плюсу" акумуляторних батарей обох секцій, а по дротам 0201, 0202, діод Д52, дріт 0203 до електричних ланцюгів керування тепловозом. Діоди в згаданих ланцюгах призначені для запобігання появи зрівняльних струмів у ланцюгах генераторного пуску. Ввімкнене РГП розмикає свої контакти в ланцюзі живлення контакторів Д1, Д2 і одночасно збирає ланцюг живлення котушки контактора ДЗ від БПД непрацюючої секції: клема 21/18, дроти 1008, 1009, 0124, роз'єм 8а, дроти 0125, 0123, 7 29402 розмикаючий контакт КРНЗ, дріт 0122, роз'єм 8в, дріт 0121, клема 15/11, дріт 1130, роз'єм 17-20, дріт 1131, клема Д9, блокування 105, клема Д8. Далі живлення надходить на котушку прискорювача пуску ВП7, а по дроту 1132, роз'єм 17-34, дріт 1134, клему 12/15, дріт 0133, роз'єм 9с, дроти 0132, 0131, замкнутий контакт РГП, проведення 0130, рознімання 9в, дріт 0129, котушка контактора Д3 і далі по дроту 0128, клем 21/6 на загальний "мінус". В результаті електричні ланцюги обох секцій тепловоза, виявляються підготовленими до генераторного пуску. Пуск дизель-генераторної установки виконується звичайним порядком. Після натискання кнопки "Пуск дизеля" і автоматичного проведення передпускових операцій, відбувається подача живлення з БПД запускаємої секції по дротам 1087, 1128 на котушк у контактора Д3. Увімкнувшись, контактор Д3 своїм головним контактом підключає напругу тягового генератора по дроту 0204 до обмотки стартер-генератора С1С2. Стартер-генератор починає працювати в руховому режимі, відбувається пуск зупиненої дизель-генераторної установки. Замикаючий контакт Д3 шунтує розімкнутий контакт Д2 (дроти 1041, 374) у ланцюзі подачі живлення на обмотку збудження збудника СВ (рисунок 2). Процес пуску відбувається звичайним порядком. Після закінчення процесу пуску, коли на секції, що запускається, включається КРН і, відповідно, КРНЗ, контакти останнього відключають живлення котушок контакторів Д3...Д5 і реле керувань РГП. Відбувається автоматичне розбирання схеми пуску від тягового генератора. Для запобігання електричних ланцюгів керування тепловоза від підвищеної напруги тягового генератора працюючої секції на час генераторного пуску, передбачене підключення напруги останнього до котушки реле завищеної напруги РЗН по ланцюзі: головний контакт контактора Д4, дріт 0206, діод, дріт 0207, 0208, котушка РЗН (рисунок 3). Для запобігання попадання напруги тягового генератора на блок регулятора напруги РН між клемою 29/9 і котушкою РЗН встановлюється діод Д51 (котушка РЗН, дріт 0209, діод Д51, дріт 0210, клема29/9). Робота захисту відбувається в такий спосіб: 1. Якщо напруга тягового генератора не перевищує уста вку РЗН, то процес пуску дизельгенераторної установки відбувається у вищеописаному порядку. 2. Якщо напруга тягового генератора перевищує уставку РЗН, то відбувається включення реле. Розмикальний контакт РЗН розмикає ланцюг живлення між дротами 0105, 0107 і 0138 (рисунок 1). Відбувається автоматичне розбирання ланцюгів керування генераторним пуском. При даній системі керування пуском зупиненої дизель-генераторної установки, безпосередньо в процесі пуску другої секції акумуляторні батареї не беруть участь. Дана система пуску дозволяє при аварійному стані акумуляторної батареї секції, що запускається, на час пуску її відключити. Таким чином, запропонована схема керування 8 електричними ланцюгами дизель-генераторних установок дозволяє виконувати пуск зупиненої секції тепловоза за рахунок роботи в режимі холостого ходу дизель-генераторної установки працюючої секції без використання акумуляторної батареї. Це створює можливість зупинки однієї із секцій тепловоза при низьких навантаженнях і при роботі на холостому ході. Це, в свою чергу, приведе до зниження витрати палива та подовженню терміну служби акумуляторних батарей за рахунок більш рідкого їхнього включення. Список використаних джерел: 1. Тепловоз ТЭЗ. Издательство 6-е, доп. М. «Транспорт», 1976, 384 с, переплет. 2. Тепловоз 2ТЭ116. С.П. Филонов, А.И. Гибалов, В.Е. Быковский и др. 2-е издание, переплет и доп. - М.: Транспорт. 1985, 358 с, переплет. 9 29402 10