EA005176B1 - System and method for providing auxiliary power to a large diesel engine - Google Patents

System and method for providing auxiliary power to a large diesel engine Download PDF

Info

Publication number
EA005176B1
EA005176B1 EA200300581A EA200300581A EA005176B1 EA 005176 B1 EA005176 B1 EA 005176B1 EA 200300581 A EA200300581 A EA 200300581A EA 200300581 A EA200300581 A EA 200300581A EA 005176 B1 EA005176 B1 EA 005176B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
engine
primary
temperature
controller
auxiliary power
Prior art date
Application number
EA200300581A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200300581A1 (en
Inventor
Лоренс Дж. Бесс
Кристер Готмэлм
Original Assignee
Си Эс Экс Ти Интеллекчуал Пропертиз Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CA 2326299 external-priority patent/CA2326299A1/en
Priority claimed from US09/773,072 external-priority patent/US6470844B2/en
Application filed by Си Эс Экс Ти Интеллекчуал Пропертиз Корпорейшн filed Critical Си Эс Экс Ти Интеллекчуал Пропертиз Корпорейшн
Publication of EA200300581A1 publication Critical patent/EA200300581A1/en
Publication of EA005176B1 publication Critical patent/EA005176B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D25/00Controlling two or more co-operating engines
    • F02D25/04Controlling two or more co-operating engines by cutting-out engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/02Conditioning lubricant for aiding engine starting, e.g. heating
    • F01M5/021Conditioning lubricant for aiding engine starting, e.g. heating by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F2007/0097Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

1. An auxiliary power system for operation in cooperation with a primary engine having a battery, comprising: (A) a secondary engine; and (B) a controller having a timer, the controller being configured to shut down the primary engine based at least in part on a predetermined time period of idling of the primary engine, and to enable automatic operation of the secondary engine. 2. The auxiliary power system of claim 1, wherein the controller is configured to start the secondary engine based at least in part on a predetermined ambient temperature. 3. The auxiliary power system of claim 1, further comprising electrical power producing means driven by the secondary engine. 4. The auxiliary power system of claim 3, wherein the electrical power producing means comprise a 240vac, 60Hz, single-phase electrical generator. 5. The auxiliary power system of claim 4, wherein the electrical generator produces at least 17kVA. 6. The auxiliary power system of claim 4, further comprising battery charging means. 7. The auxiliary power system of claim 6, wherein the controller is configured to: (i) isolate the primary engine battery from dc loads upon operation of the secondary engine; and (ii) charge the primary engine battery, using the battery charging means, during operation of the secondary engine. 8. The auxiliary power system of claim 1, further comprising: (A) primary engine coolant pumping means; and (B) heat exchanging means. 9. The auxiliary power system of claim 8, further comprising engine coolant heating means. 10. The auxiliary power system of claim 9, further comprising coolant temperature sensing means, wherein the controller is configured to maintain, using at least the coolant temperature sensing means and the engine coolant heating means, primary engine coolant temperature within a predetermined temperature range. 11. The auxiliary power system of claim 9, wherein the engine coolant heating means comprise electric heaters. 12. The auxiliary power system of claim 1, further comprising primary engine lube-oil pumping means. 13. The auxiliary power system of claim 12, further comprising lube-oil heating means. 14. The auxiliary power system of claim 13, further comprising primary engine lube-oil temperature sensing means, wherein the controller is configured to maintain, using at least the primary engine lube-oil temperature sensing means and the lube-oil heating means, primary engine lube-oil temperature within a predetermined temperature range. 15. The auxiliary power system of claim 13, wherein the lube-oil heating means comprise electric heaters. 16. The auxiliary power system of claim 1, further comprising a remotely operable primary engine coolant drain valve. 17. The auxiliary power system of claim 16, wherein the controller is configured to cause the remotely operable drain valve to open and to drain primary engine coolant after a predetermined time period, responsive to at least a predetermined ambient temperature, if the primary engine is not operating and the secondary engine does not start. 18. The auxiliary power system of claim 1, wherein the primary engine is mounted in a locomotive. 19. A method of supplying auxiliary power to a primary engine, comprising: (A) providing a secondary engine coupled to an electrical generator, and a controller having (i) a primary engine idle timer and (ii) a plurality of selectable control modes; (B) monitoring an operating condition of the primary engine; (C) automatically shutting down the primary engine based at least in part on a predetermined time period of idling of the primary engine; and (D) operating the secondary engine in response to at least one predetermined condition of the primary engine. 20. The method of claim 19, wherein the operating the secondary engine comprises: (i) if the controller is selected to a first mode, (a) starting the secondary engine in response to a first selected coolant temperature or lube-oil temperature, and (b) shutting down the secondary engine in response to a second selected coolant temperature or lube-oil temperature; (ii) if the controller is selected to a second mode, (a) enabling manual control of the secondary engine, (b) starting the secondary engine in response to a first selected coolant temperature or lube-oil temperature, and (c) shutting down the secondary engine in response to a second selected coolant temperature or lube-oil temperature; and (iii) if the controller is selected to a third mode, (a) enabling manual control of the secondary engine. 21. The method of claim 19, wherein the primary engine is mounted in a locomotive.

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к большим дизельным системам, а более конкретно к системе и способу подачи дополнительной энергии на локомотивный двигатель с целью выполнения автоматического выключения такого локомотивного двигателя при любых погодных условиях.The present invention relates to large diesel systems, and more particularly, to a system and method for supplying additional energy to a locomotive engine in order to automatically shut off such a locomotive engine in all weather conditions.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Обычно большие дизельные двигатели, такие как локомотивные двигатели, не выключают в условиях холодной погоды из-за трудностей при запуске. У дизельных двигателей нет преимуществ, связанных с электрической искрой, создающей сгорание, и они должны основываться на тепле, создаваемом в результате сжатия воздуха, для воспламенения топлива в цилиндрах двигателя. В условиях низких температур (окружающая температура ниже примерно 40°Б) два главных фактора приводят к трудности запуска дизельного двигателя. Во-первых, у холодного окружающего воздуха, всасываемого в двигатель, должна быть в достаточной степени повышена температура, чтобы вызвать сгорание. Во-вторых, у дизельного топлива наблюдается тенденция проявления низких вязкостных качеств при низких температурах, делая трудным запуск двигателя. Кроме того, моторное масло, которое обеспечивает смазку двигателя, наиболее эффективно в пределах определенных температур, обычно соответствующих нормальной рабочей температуре двигателя. Когда смазочное масло для двигателя холодное, оно имеет тенденцию препятствовать запуску двигателя. Более того, для большинства двигателей требуется подведение большой электрической энергии, обычно обеспечиваемой при помощи аккумуляторной батареи, для того чтобы провернуть и запустить двигатель. На аккумуляторные батареи, к сожалению, также оказывает неблагоприятное влияние погода со значительно пониженной температурой.Typically, large diesel engines, such as locomotive engines, do not turn off in cold weather due to difficulty starting up. Diesel engines do not have the advantages associated with an electric spark creating combustion, and they must be based on the heat generated by air compression to ignite the fuel in the engine cylinders. At low temperatures (ambient temperature below about 40 ° C), two main factors make it difficult to start a diesel engine. Firstly, in cold ambient air drawn into the engine, the temperature must be sufficiently elevated to cause combustion. Secondly, diesel fuel tends to exhibit low viscosity at low temperatures, making it difficult to start the engine. In addition, engine oil, which provides lubrication to the engine, is most effective within certain temperatures, usually corresponding to the normal operating temperature of the engine. When engine lubricant is cold, it tends to prevent the engine from starting. Moreover, most engines require the supply of large electrical energy, usually provided by a battery, in order to crank and start the engine. Unfortunately, weather with significantly lower temperatures also has an adverse effect on batteries.

При холодной погоде большие двигатели обычно работают на холостом ходу ночью, чтобы избежать необходимости повторного запуска утром и получить тепло для помещения бригады. Локомотивы, которые должны работать в очень холодных окружающих условиях, должны работать непрерывно с большими расходами на топливо, или, если они выключены, из них должен быть слит охлаждающий состав двигателя и должно быть предусмотрено дополнительное энергоснабжение и нагреватели, также с большими затратами. Большинство локомотивов предусмотрены с краном для слива, который приводится в действие, если охлаждающий состав двигателя близок к замерзанию, для слива всего охлаждающего состава двигателя, чтобы исключить повреждение двигателя. Если у локомотива сливается охлаждающий состав его основного двигателя, вагон-цистерна или авто цистерна должны снова его наполнить перед запуском, что создает задержки и повышает затраты.In cold weather, large engines usually idle at night to avoid having to restart in the morning and get heat to house the brigade. Locomotives that must operate in very cold ambient conditions must operate continuously with high fuel costs, or, if they are turned off, the engine cooling compound must be drained from them and additional power supply and heaters must be provided, also at high cost. Most locomotives are provided with a drain cock, which is activated if the engine coolant is close to freezing, to drain the entire engine coolant to prevent damage to the engine. If the cooling compound of its main engine merges at the locomotive, the tank car or tank car must be filled again before starting, which creates delays and increases costs.

При теплой погоде локомотивные двигатели обычно работают на холостом ходу, чтобы предусмотреть кондиционирование воздуха и другие услуги, включая освещение, подачу давления воздуха и работу электрических приборов. Если локомотив выключается, твердотельные статические инверторы, которые преобразуют энергию постоянного тока от локомотивных аккумуляторных батарей в полезную энергию переменного тока, могут обеспечить электрическую энергию для кондиционирования воздуха и других услуг. Приборы, такие как инверторы, являются паразитными нагрузками, которые стремятся истощить аккумуляторные батареи, что имеет неблагоприятное влияние на надежность двигателя. Альтернативно, может быть использована придорожная электрическая энергия, но она обычно не поддерживает кондиционирование воздуха.In warm weather, locomotive engines usually idle to provide air conditioning and other services, including lighting, air pressure and electrical appliances. If the locomotive turns off, solid state static inverters, which convert DC energy from locomotive batteries to usable AC energy, can provide electrical energy for air conditioning and other services. Appliances, such as inverters, are parasitic loads that tend to drain batteries, which adversely affects motor reliability. Alternatively, roadside electric energy may be used, but it usually does not support air conditioning.

Было разработано несколько систем для поддержания тепла в большом дизельном двигателе в окружающих условиях низких температур. Например, в патенте США № 4 424 775 показан дополнительный двигатель для поддержания охлаждающего состава, смазочного масла и аккумуляторных батарей первичного дизельного двигателя в состоянии повторного запуска посредством использования тепла выхлопа дополнительного двигателя для поддержания охлаждающего состава, смазочного масла и аккумуляторных батарей в достаточно теплом состоянии. В патенте США № 4 762 170 показана система облегчения повторного запуска автомобильного дизельного двигателя при холодной погоде посредством поддержания топлива, охлаждающего состава и смазочного масла теплыми при помощи присоединяемых жидкостных систем. В патенте США № 4 711 204 описывается небольшой дизельный двигатель для подачи тепла на охлаждающий состав первичного дизельного двигателя при холодной погоде. Небольшой двигатель приводит во вращение центробежный насос с ограниченным потоком, так что охлаждающий состав нагревается и затем закачивается через первичные трубопроводы охлаждения обратным потоком. Во многих таких системах электрический генератор или инвертор может содержаться для поддержания заряда аккумуляторных батарей.Several systems have been developed to maintain heat in a large diesel engine in low-temperature environments. For example, US Pat. No. 4,424,775 shows an additional engine for maintaining a cooling composition, lubricating oil and batteries of a primary diesel engine in a restart state by using the exhaust heat of an additional engine to keep the cooling composition, lubricating oil and batteries in a sufficiently warm state. US Pat. No. 4,762,170 shows a system for facilitating the restarting of an automotive diesel engine in cold weather by keeping the fuel, coolant, and lubricating oil warm by connecting fluid systems. US Pat. No. 4,711,204 describes a small diesel engine for supplying heat to a coolant composition of a primary diesel engine in cold weather. A small motor drives a limited flow centrifugal pump, so that the coolant is heated and then pumped back through the primary cooling pipes. In many such systems, an electric generator or inverter may be contained to maintain battery charge.

Никакая из этих систем, однако, не касается конкретно других проблем, связанных с работой большого дизельного двигателя на холостом ходу, таких как износ первичного двигателя, влажные отложения вследствие утечки через поршневые кольца в результате работы на холостом ходу в течение длительных периодов времени при холодной погоде, большой расход топлива и смазочного масла и т.д. Как известно, не существует никакой эффективной альтерна тивы для работы на холостом ходу при теплой погоде.None of these systems, however, deals specifically with other problems associated with a large diesel engine idling, such as wear on the prime mover, wet deposits due to leakage through piston rings resulting from idling for long periods of time in cold weather. high fuel and lubricant consumption, etc. As you know, there is no effective alternative to idling in warm weather.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Задачей настоящего изобретения является создание надежной системы подачи дополнительной энергии, позволяющей осуществлять выключение первичного дизельного двигателя при любых погодных условиях.The present invention is the creation of a reliable system for supplying additional energy, allowing to turn off the primary diesel engine in all weather conditions.

Другой задачей является создание системы, которая запускает блок дополнительной энергии для поддержания первичного двигателя прогретым под влиянием предварительно определенной окружающей температуры.Another objective is to create a system that starts the additional energy block to keep the primary engine warmed up under the influence of a predetermined ambient temperature.

Другой задачей является создание системы, которая выключает первичный двигатель через некоторый предварительно определенный период времени, независимо от окружающей температуры, и запускает блок дополнительной энергии.Another objective is to create a system that turns off the prime mover after a predetermined period of time, regardless of the ambient temperature, and starts the unit of additional energy.

Другой задачей является создание системы, которая поддерживает уровень температуры топлива, охлаждающего состава и смазочного масла первичного двигателя достаточным для того, чтобы облегчить его повторный запуск при холодной температуре окружающей среды. Более конкретной задачей настоящего изобретения является сохранение охлаждающего состава первичного двигателя теплым посредством использования электрических нагревателей и теплообменника. Связанной с вышеуказанными задачами является задача сохранения смазочного масла первичного двигателя теплым посредством использования рециркуляционного насоса и электрических нагревателей.Another objective is the creation of a system that maintains the temperature level of the fuel, coolant and lubricating oil of the prime mover sufficient to facilitate its restarting at cold ambient temperatures. A more specific object of the present invention is to keep the primary engine coolant composition warm by using electric heaters and a heat exchanger. Related to the above tasks is the task of keeping the prime mover lubricating oil warm by using a recirculation pump and electric heaters.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение обогрева и кондиционирования воздуха в помещении кабины для удобства бригады.Another objective of the present invention is the provision of heating and air conditioning in the cabin for the convenience of the team.

Другой задачей настоящего изобретения является создание электрического генератора для заряда аккумуляторных батарей первичного двигателя, а также для генерирования стандартных 240 В переменного тока и 120 В переменного тока, позволяющих использование для не жизненно важных и бытовых нагрузок.Another objective of the present invention is to provide an electric generator for charging primary engine batteries, as well as to generate standard 240 VAC and 120 VAC, allowing use for non-vital and household loads.

Более конкретной задачей изобретения является изолирование аккумуляторных батарей первичного двигателя, когда такой первичный двигатель выключается, чтобы предотвратить разряд батарей.A more specific object of the invention is to isolate the primary engine storage batteries when such a primary engine is turned off to prevent battery discharge.

Настоящее изобретение обеспечивает такие систему и способ, которые автоматически предоставляют защиту при остановке в холодную погоду в мобильном блоке, который будет защищать системы первичного двигателя и отделения кабины от замерзания. Решения известного уровня техники требуют того, чтобы первичный двигатель оставался работать, или требуют использование придорожных станций. Настоящее изобретение позволяет осуществлять автоматическое выключение первичного двигателя вместо продолжительной работы на холо стом ходу, тем самым сохраняя заряд аккумуляторной батареи первичного двигателя. Решения известного уровня техники, которые обеспечивают автоматическое выключение первичного двигателя, требуют того, чтобы первичный двигатель автоматически запускался и работал на холостом ходу, чтобы защитить первичный двигатель от замерзания, или чтобы первичный двигатель запускался под действием низкого заряда аккумуляторной батареи первичного двигателя. Настоящее изобретение позволяет осуществлять работу кондиционирования воздуха кабины, когда первичный двигатель выключен. Решения известного уровня техники требуют, чтобы первичный двигатель работал для получения кондиционирования воздуха. Настоящее изобретение обеспечивает электрической энергией стандартных бытовых напряжений бытовые и не жизненно важные нагрузки, позволяя производить установку и использование имеющихся в большинстве случаев электрических приборов без необходимости поддержания работы первичного двигателя. Решения известного уровня техники основываются на использовании энергии локомотива 74 В постоянного тока со специально разработанными компонентами. Такие компоненты дорогие и ограниченной поставки, так как они должны быть разработаны для работы с необычным напряжением, которое не является широко распространенными вне железнодорожной отрасли промышленности, или они требуют использование твердотельных инверторов. В любом случае, первичный двигатель должен оставаться работающим для получения электрической энергии или для заряда аккумуляторных батарей.The present invention provides such a system and method that automatically provides protection when stopped in cold weather in a mobile unit that will protect the primary engine and compartment separation systems from freezing. Prior art solutions require the prime mover to remain operational, or require the use of roadside stations. The present invention allows automatic shutdown of the prime mover instead of continuous idling, thereby preserving the charge of the primary engine battery. Prior art solutions that automatically turn off the prime mover require the prime mover to automatically start and idle to protect the prime mover from freezing, or that the prime mover start up when the prime mover’s battery is low. The present invention allows cab air conditioning to operate when the prime mover is turned off. Prior art solutions require the prime mover to operate for air conditioning. The present invention provides electrical energy for standard household voltage household and non-vital loads, allowing the installation and use of electrical appliances that are available in most cases without the need to maintain the prime mover. Prior art solutions are based on using the energy of a 74 V DC locomotive with specially designed components. Such components are expensive and of limited supply, as they must be designed to handle unusual voltages that are not widespread outside the railway industry, or they require the use of solid state inverters. In any case, the prime mover must remain running to receive electrical energy or to charge the batteries.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Вышеупомянутые и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения подробно рассматриваются в связи со следующим описанием его вариантов выполнения, показанных на прилагаемых чертежах, на которых на фиг. 1 представлен схематический общий вид компонентов варианта выполнения настоящего изобретения;The above and other features, aspects and advantages of the present invention are discussed in detail in connection with the following description of its embodiments shown in the accompanying drawings, in which in FIG. 1 is a schematic general view of the components of an embodiment of the present invention;

на фиг. 2 - иллюстрация блок-схемы механических компонентов варианта выполнения изобретения;in FIG. 2 is an illustration of a block diagram of mechanical components of an embodiment of the invention;

на фиг. 3 - иллюстрация блок-схемы механических компонентов изобретения для описания признаков системы охлаждения дополнительного двигателя;in FIG. 3 is an illustration of a block diagram of the mechanical components of the invention for describing the features of an additional engine cooling system;

на фиг. 4 - иллюстрация блок-схемы механических компонентов изобретения для описания признаков системы смазки дополнительного двигателя;in FIG. 4 is an illustration of a block diagram of the mechanical components of the invention for describing features of an additional engine lubrication system;

на фиг. 5 - иллюстрация блок-схемы электрических компонентов изобретения для описания рабочих отличительных признаков варианта выполнения настоящего изобретения;in FIG. 5 is an illustration of a block diagram of electrical components of the invention for describing operational features of an embodiment of the present invention;

на фиг. 6 - иллюстрация блок-схемы электрических компонентов изобретения для описа ния отличительных признаков электрического управления варианта выполнения настоящего изобретения;in FIG. 6 is an illustration of a block diagram of electrical components of the invention for describing features of electrical control of an embodiment of the present invention;

на фиг. 7 представлена электрическая принципиальная схема части фиг. 5;in FIG. 7 is an electrical schematic diagram of part of FIG. 5;

на фиг. 8 - схема соединений электрических схем управления для описания рабочих отличительных признаков варианта выполнения изобретения; и на фиг. 9 - схема последовательности операций, иллюстрирующая логические шаги, выполняемые одним вариантом выполнения настоящего изобретения для работы описанной здесь системы.in FIG. 8 is a connection diagram of electrical control circuits for describing operational distinctive features of an embodiment of the invention; and in FIG. 9 is a flowchart illustrating logical steps performed by one embodiment of the present invention to operate the system described herein.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Изобретение, кратко изложенное выше и определенное пунктами формулы изобретения, можно легче понять в результате ссылки на следующее подробное описание совместно с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые позиции используются для одинаковых деталей. Это подробное описание варианта выполнения, изложенное ниже для того, чтобы можно было выполнить и использовать осуществление изобретения, как предполагается, не ограничивает перечисленные пункты формулы изобретения, но служит в качестве их конкретного примера. Специалист в данной области техники должен понимать, что он легко может использовать идею и конкретный вариант выполнения, описанный как основа для модифицирования или разработки других способов и систем осуществления этих же целей настоящего изобретения. Специалист в этой области техники также должен понимать, что такие эквивалентные узлы не выходят за пределы сущности и объема изобретения в его самой широкой форме.The invention, summarized above and defined by the claims, can be more easily understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, in which like numbers are used for like details. This is a detailed description of an embodiment, set forth below in order to be able to carry out and use an embodiment of the invention, is not intended to limit the listed claims, but serves as a specific example thereof. The person skilled in the art should understand that he can easily use the idea and the specific embodiment described as the basis for modifying or developing other methods and systems for implementing the same objectives of the present invention. One skilled in the art should also understand that such equivalent assemblies do not depart from the spirit and scope of the invention in its broadest form.

Настоящее изобретение создает улучшенную систему обеспечения нагрева или охлаждения и получения электричества в железнодорожном локомотиве при всех рабочих окружающих условиях и экономит локомотивное топливо и смазочное масло. Блок дополнительной энергии, содержащий дизельный двигатель, соединенный с электрическим генератором, установлен в кабине локомотива. В предпочтительном варианте выполнения двигателем может быть четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, такой как двигатель, производимый КиЬо!а и имеющий номинальную эффективную мощность примерно 32 л.с. при 1800 об./мин. Двигатель дополнительного блока может получать топливо непосредственно из основного топливного бака локомотива. Оснащение дополнительного блока отстойником смазочного масла емкостью 20 галлонов и рециркуляционным насосом, позволяющими удлинить интервалы смены масла, может минимизировать техническое обслуживание такого двигателя дополнительного блока. Для защиты двигателя дополнительного блока он также должен быть оснащен выключением при превышении темпе ратуры и понижении давления смазочного масла, чтобы предотвратить повреждение двигателя в случае перегрева двигателя или работы при недостатке смазочного масла.The present invention provides an improved system for providing heating or cooling and generating electricity in a railway locomotive under all operating environmental conditions and saves locomotive fuel and lubricating oil. An additional energy unit containing a diesel engine connected to an electric generator is installed in the locomotive cab. In a preferred embodiment, the engine may be a turbocharged four-cylinder engine, such as an engine manufactured by KiOo and having a rated effective power of about 32 hp. at 1800 rpm The engine of the auxiliary unit can receive fuel directly from the main fuel tank of the locomotive. Equipping the additional unit with a 20 gallon lube oil sump and recirculation pump to extend the oil change intervals can minimize the maintenance of such an additional unit engine. To protect the engine of the auxiliary unit, it must also be equipped with a shutdown when the temperature is too high and the lubricating oil pressure is reduced, in order to prevent engine damage in case of engine overheating or operation when there is insufficient lubricating oil.

В предпочтительном варианте выполнения электрическим генератором может быть однофазный генератор на 240 В переменного тока/60 Гц и мощностью 17 кВА, механически соединенный с таким двигателем. Агрегат для заряда аккумуляторной батареи на 240 В переменного тока/74 В постоянного тока, такой как агрегат для заряда аккумуляторной батареи локомотива А-40 Башагсйе для локомотивных аккумуляторных батарей, предусмотрен для поддержания локомотивной аккумуляторной батареи заряженной, когда работает дополнительный блок.In a preferred embodiment, the electric generator may be a single-phase generator for 240 V AC / 60 Hz and a power of 17 kVA, mechanically connected to such an engine. A 240 VAC / 74 VDC battery charger, such as an A-40 Bashagsye locomotive battery charger for locomotive batteries, is provided to keep the locomotive battery charged when the optional unit is running.

Как показано на чертежах, представлен общий вид системы примерного варианта выполнения настоящего изобретения. В конкретном варианте выполнения, показанном на фиг. 1, первичный двигатель 10 имеет составляющую одно целое систему охлаждения, включающую в себя радиатор 13 для рассеивания тепла, поглощенного от первичного двигателя 10, и компоненты поддержания, такие как маслоохладитель 15. Путь протекания охлаждающего состава для первичного двигателя 10 образует замкнутый контур. Охлаждающий состав выходит из первичного двигателя 10 через соединение 17 по выпускному трубопроводу 19 и течет на радиатор 13, в котором тепло передается от такого охлаждающего состава в атмосферу. Такой охлаждающий состав протекает через трубопровод 22 передачи на маслоохладитель 15, в котором тепло передается от смазочного масла первичного двигателя 10 такому охлаждающему составу. Такой охлаждающий состав протекает по обратному трубопроводу 25 и повторно входит в первичный двигатель 10 через корпус 27 фильтра. Канал 28 для слива охлаждающего состава двигателя предусмотрен для того, чтобы осуществлять удаление охлаждающего состава во время холодной погоды для предотвращения повреждения от замерзания.As shown in the drawings, a General view of the system of an exemplary embodiment of the present invention. In the particular embodiment shown in FIG. 1, the prime mover 10 has an integral cooling system including a radiator 13 for dissipating heat absorbed from the prime mover 10 and support components such as oil cooler 15. The flow path of the coolant for the prime mover 10 forms a closed loop. The cooling composition exits the primary engine 10 through the connection 17 through the exhaust pipe 19 and flows to the radiator 13, in which heat is transferred from such a cooling composition to the atmosphere. Such a cooling composition flows through a transfer pipe 22 to an oil cooler 15 in which heat is transferred from the primary engine lubricating oil 10 to such a cooling composition. Such a cooling composition flows through the return pipe 25 and re-enters the prime mover 10 through the filter housing 27. A channel 28 for draining the engine coolant is provided in order to remove the coolant during cold weather to prevent damage from freezing.

Смазочное масло первичного двигателя обеспечивает смазку первичного двигателя 10 и способствует удалению тепла сгорания от первичного двигателя 10. Такое смазочное масло выходит из первичного двигателя 10 через соединение 30 по выпускной трубе 31 на маслоохладитель 15, где оно передает тепло первичному охлаждающему составу. Смазочное масло выходит из маслоохладителя 15, течет на масляный фильтр 33 по соединительной трубе 35 и возвращается на первичный двигатель 10 по обратной трубе 37. Канал 40 для слива фильтра соединен с корпусом 27 фильтра и предусмотрен для слива масла из системы во время периодического технического обслуживания. Во время периодических смен масла смазочное масло сливается из всей системы через слив 42 смазочного масла.The primary engine lubricating oil provides lubrication to the primary engine 10 and helps to remove the heat of combustion from the primary engine 10. Such lubricating oil leaves the primary engine 10 through a connection 30 through the exhaust pipe 31 to the oil cooler 15, where it transfers heat to the primary cooling composition. Lubricating oil exits the oil cooler 15, flows to the oil filter 33 through the connecting pipe 35 and returns to the prime mover 10 through the return pipe 37. The channel 40 for draining the filter is connected to the filter housing 27 and is provided for draining the oil from the system during periodic maintenance. During periodic oil changes, lubricating oil is drained from the entire system through a drain of 42 lubricating oils.

В соответствии с настоящим изобретением предусмотрен вторичный двигатель 45, имеющий электрический генератор 48, механически соединенный с таким вторичным двигателем 45. Вторичным двигателем 45 может быть четырехцилиндровый дизельный двигатель с турбонаддувом, такой как двигатель, производимый КиЬо1а и имеющий номинальную эффективную мощность 32 л.с. при 1800 об./мин. Такой двигатель может получать топливо непосредственно из топливного бака первичного двигателя. Вторичный двигатель 45 получает топливо для работы из общей топливоподачи для первичного двигателя 10 через топливные соединения 51, 52. Вторичный двигатель 45 представляет отдельную дополнительную систему 55 охлаждения с замкнутым контуром, включающую в себя теплообменник 57, который предназначен для передачи тепла, создаваемого в результате работы вторичного двигателя 45, на систему, предназначенную для поддержания первичного двигателя 10 прогретым. Дополнительный охлаждающий состав в такой отдельной системе 55 с замкнутым контуром протекает через вторичный двигатель 45 и поглощает использованную теплоту, создаваемую внутренним сгоранием во вторичном двигателе 45. Такой дополнительный охлаждающий состав протекает на теплообменник 57, где он передает такое поглощенное тепло охлаждающему составу первичного двигателя в отдельном контуре.In accordance with the present invention, there is provided a secondary engine 45 having an electric generator 48 mechanically coupled to such a secondary engine 45. The secondary engine 45 may be a turbocharged four-cylinder diesel engine, such as an engine manufactured by KiBo1a and having a rated effective power of 32 hp. at 1800 rpm Such an engine can receive fuel directly from the fuel tank of the prime mover. The secondary engine 45 receives fuel for operation from a common fuel supply for the primary engine 10 through the fuel connections 51, 52. The secondary engine 45 is a separate additional closed loop cooling system 55 including a heat exchanger 57 that is designed to transfer heat generated by operation secondary engine 45, to a system designed to keep primary engine 10 warm. The additional cooling composition in such a separate closed-loop system 55 flows through the secondary engine 45 and absorbs the used heat generated by internal combustion in the secondary engine 45. Such additional cooling composition flows to the heat exchanger 57 where it transfers such absorbed heat to the cooling composition of the primary engine in a separate circuit.

Как показано на фиг. 2, предусмотрены два дополнительных контура для поддержания первичного двигателя 10 прогретым при холодных окружающих условиях. Настоящее устройство использует два насоса, показанные позициями 62 и 77. Насос 62 используется для приведения в надлежащее состояние охлаждающего состава. Насос 77 используется для приведение в надлежащее состояние смазочного масла. Охлаждающий контур 60 включает в себя насос 62 охлаждающего состава, который может быть с электрическим приводом или, в альтернативном варианте выполнения, может приводиться в действие непосредственно вторичным двигателем 45. Впускное отверстие насоса 62 оперативно соединено посредством трубопровода с соответствующим местом в системе охлаждения первичного двигателя 10.As shown in FIG. 2, two additional loops are provided to keep the prime mover 10 warm in cold environments. This device uses two pumps, shown at 62 and 77. Pump 62 is used to bring the coolant into proper condition. Pump 77 is used to properly lubricate oil. The cooling circuit 60 includes a cooling composition pump 62, which may be electrically driven or, in an alternative embodiment, may be driven directly by the secondary engine 45. The inlet of the pump 62 is operatively connected via a pipe to a suitable location in the cooling system of the primary engine 10 .

Насос 62 получает энергию от электрического двигателя 63. Его выпускное отверстие под позицией 64 соединено с трубопроводом, ведущим к впускному отверстию теплообменника 57. Охлаждающий состав выпускается из насоса 62 на теплообменник 57. (Для ясности соединения на теплообменнике 57 были пронумерованы на фиг. 2 и 3.) Охлаждающий состав входит в теплообменник 57 в позиции 2 и выходит под позицией 1 и поступает на нагреватель 65 охлаждающего состава. Трубопровод соединяет выпускное отверстие теплообменника 57 с нагревателем 65 охлаждающего состава.Pump 62 receives energy from electric motor 63. Its outlet at 64 is connected to a conduit leading to the inlet of heat exchanger 57. Coolant is discharged from pump 62 to heat exchanger 57. (For clarity, the connections on heat exchanger 57 were numbered in FIG. 2 and 3.) The cooling compound enters the heat exchanger 57 at position 2 and exits under position 1 and enters the heater 65 of the cooling composition. A pipe connects the outlet of the heat exchanger 57 with a heater 65 of the cooling composition.

Нагреватель 65 охлаждающего состава в охлаждающем контуре 60 дополняет теплообменник 57, добавляя тепло охлаждающему составу первичного двигателя. В предпочтительном варианте выполнения нагреватель 65 охлаждающего состава включает в себя три электрических водонагревательных элемента 66, 67, 68 мощностью примерно 3 кВт каждый. Альтернативные варианты выполнения могут включать в себя больше или меньше нагревательных элементов и нагревательные элементы других размеров. Нагреватель 65 охлаждающего состава включает в себя термостат 70 охлаждающего состава для определения температуры охлаждающего состава и термометр 73 для отображения температуры первичного двигателя. Термостат 70 охлаждающего состава используется в цепи регулирования температуры охлаждающего состава, как описано ниже. В предпочтительном варианте выполнения охлаждающий состав от первичного двигателя 10 засасывается из соединения в канале 28 для слива охлаждающего состава двигателя (фиг. 1) посредством всасывания насосом 62. По желанию могут быть выбраны другие точки засасывания охлаждающего состава. Охлаждающий состав затем поступает на теплообменник 57 и нагреватель 65 охлаждающего состава и возвращается на первичный двигатель 10 через обратный трубопровод. Такой трубопровод может включать в себя соответствующий обратный клапан и запорный клапан (не показаны). Такой обратный клапан может осуществлять прохождение охлаждающего состава на насос 62, но предотвращает поступление жидкости в охлаждающий контур 60 выше по направлению потока от нагревателя 65 охлаждающего состава, когда первичный двигатель 10 работает. Клапан 74 для слива воды из первичного двигателя (фиг. 1) открывается, и сливается охлаждающий состав из первичного двигателя 10, чтобы защитить первичный двигатель 10 от повреждения из-за замерзания в случае, если не будет произведен запуск вторичного двигателя 45 и не будет предпринято действие оператора. Регулирование температуры охлаждающего состава первичного двигателя компонентами охлаждающего контура 60 подробно описано ниже с ссылкой на фиг. 7 и 8.A heater 65 of the cooling composition in the cooling circuit 60 complements the heat exchanger 57 by adding heat to the cooling composition of the prime mover. In a preferred embodiment, the cooling composition heater 65 includes three electric water heaters 66, 67, 68 of approximately 3 kW each. Alternative embodiments may include more or less heating elements and heating elements of other sizes. The coolant composition heater 65 includes a coolant thermostat 70 for detecting the temperature of the coolant composition and a thermometer 73 for displaying the temperature of the prime mover. Coolant composition thermostat 70 is used in the temperature control circuit of the coolant composition as described below. In a preferred embodiment, the cooling composition from the primary engine 10 is sucked from the connection in the channel 28 to drain the cooling composition of the engine (FIG. 1) by suction by the pump 62. Other suction points of the cooling composition can be selected as desired. The cooling composition then enters the heat exchanger 57 and the heater 65 of the cooling composition and returns to the prime mover 10 via a return line. Such a conduit may include a corresponding check valve and a check valve (not shown). Such a check valve may allow the cooling compound to pass to the pump 62, but prevents the liquid from entering the cooling circuit 60 upstream from the cooling compound heater 65 when the prime mover 10 is operating. The valve 74 for draining the water from the prime mover (FIG. 1) opens and the coolant from the prime mover 10 is drained to protect the prime mover 10 from freezing damage in the event that the secondary motor 45 is not started and is not taken operator action. The temperature control of the primary engine coolant composition by the components of the cooling circuit 60 is described in detail below with reference to FIG. 7 and 8.

В альтернативном варианте выполнения первичный охлаждающий состав также может быть пропущен через теплообменник, соединенный с выпуском вторичного двигателя. Это позволяет передать дополнительное тепло охлаждающему составу первичного двигателя, повышая эффективность.In an alternative embodiment, the primary cooling composition may also be passed through a heat exchanger connected to the outlet of the secondary engine. This allows you to transfer additional heat to the cooling composition of the primary engine, increasing efficiency.

Контур 75 смазочного масла включает в себя масляный насос 77, который может быть с электрическим приводом или, в альтернативном варианте выполнения, может быть с приводом непосредственно от вторичного двигателя 45. В предпочтительном варианте выполнения масляный насос 77 может быть поршневым насосом, и двигатель 78 приводит в действие масляный насос 77. Нагреватель 79 масла в контуре 75 смазочного масла добавляет тепло смазочному маслу первичного двигателя. В предпочтительном варианте выполнения нагреватель 79 масла включает в себя два электрических маслонагревательных элемента 80, 81 мощностью примерно 3 кВт каждый. Альтернативные варианты выполнения могут включать в себя больше или меньше нагревательных элементов и нагревательные элементы другого размера. Нагреватель 79 масла включает в себя термостат 83 масла для определения температуры смазочного масла и термометр 85 для отображения температуры смазочного масла первичного двигателя. Термостат 83 масла используется в цепи регулирования температуры масла, как описано ниже. В предпочтительном варианте выполнения масло из первичного двигателя 10 засасывается из соединения в канале 42 для слива смазочного масла (фиг. 1) посредством всасывания масляным насосом 77 в направлении стрелки 88 (фиг. 1). По желанию, могут быть выбраны другие точки засасывания масла. Смазочное масло выпускается из насоса 77 на нагреватель 79 масла и возвращается на первичный двигатель 10 через соединение в канале 40 для слива фильтра (фиг. 1). По желанию, могут быть выбраны другие точки возврата масла. Регулирование температуры смазочного масла первичного двигателя посредством компонентов контура 75 смазочного масла подробно описано с ссылкой на фиг. 7 и 8.The lubricating oil circuit 75 includes an oil pump 77, which may be electrically driven or, in an alternative embodiment, may be driven directly by the secondary engine 45. In a preferred embodiment, the oil pump 77 may be a piston pump, and the engine 78 drives activating the oil pump 77. The oil heater 79 in the lubricating oil circuit 75 adds heat to the primary engine lubricating oil. In a preferred embodiment, the oil heater 79 includes two electric oil heaters 80, 81 of approximately 3 kW each. Alternative embodiments may include more or less heating elements and heating elements of a different size. The oil heater 79 includes an oil thermostat 83 for determining the temperature of the lubricating oil and a thermometer 85 for displaying the temperature of the lubricating oil of the prime mover. An oil thermostat 83 is used in the oil temperature control circuit as described below. In a preferred embodiment, the oil from the prime mover 10 is sucked out of the connection in the lubricating oil drain channel 42 (FIG. 1) by suction by the oil pump 77 in the direction of arrow 88 (FIG. 1). Optionally, other oil suction points can be selected. Lubricating oil is discharged from the pump 77 to the oil heater 79 and returned to the prime mover 10 through a connection in the channel 40 for draining the filter (FIG. 1). Optionally, other oil return points can be selected. The control of the temperature of the primary engine lubricating oil by the components of the lubricating oil circuit 75 is described in detail with reference to FIG. 7 and 8.

На фиг. 3 изображена дополнительная система охлаждения для вторичного двигателя 45. Охлаждающий состав в такой системе поглощает использованную теплоту сгорания от вторичного двигателя 45 и передает такую теплоту в теплообменнике 57 охлаждающему контуру 60 (фиг. 2). (Для ясности соединения на теплообменнике 57 были пронумерованы на фиг. 2 и 3.) Дополнительный охлаждающий состав поступает в теплообменник 57 через соединение 4 и выходит из соединения 3 и затем подходит к и пополняет водяной бак 90 и возвращается на вторичный двигатель 45. Водяной бак 90 для пополнения расположен в такой дополнительной системе охлаждения для обеспечения того, что достаточное количество охлаждающего состава имеется для безопасной работы вторичного двигателя 45. Чувствительный к температуре прибор 92 двигателя включен в состав для отображения рабочей температуры вторичного двигателя 45.In FIG. 3 shows an additional cooling system for the secondary engine 45. The cooling composition in such a system absorbs the used heat of combustion from the secondary engine 45 and transfers such heat in the heat exchanger 57 to the cooling circuit 60 (FIG. 2). (For clarity, the connections on the heat exchanger 57 were numbered in Figs. 2 and 3.) An additional cooling compound enters the heat exchanger 57 through connection 4 and exits connection 3 and then goes to and replenishes the water tank 90 and returns to the secondary engine 45. Water tank 90 for replenishment is located in such an additional cooling system to ensure that a sufficient amount of coolant is available for the safe operation of the secondary engine 45. A temperature-sensitive engine device 92 is included in I display a working temperature of the secondary motor 45.

На фиг. 4 изображена система смазки вторичного двигателя 45. Большой масляный отстойник 95 или резервуар предусмотрен для достижения удлиненной работы между сменами масла в связи с периодическим техническим обслуживанием первичного двигателя 10. Масло засасывается из отстойника 95 через фильтр 97 в блок 100 смены масла, который содержит измерительную форсунку 101 для регулирова ния величины потока масла на вторичный двигатель 45. В блоке 100 смены масла также содержится составляющий одно целое перепускной клапан 103 для защиты компонентов вторичного двигателя от состояния избыточного давления. Если перепускной клапан 103 поднимается, то масло направляется обратно в отстойник 95. Такая система смазки вторичного двигателя также предусмотрена с отверстием 105 для слива из картера двигателя для предотвращения повреждения компонентов вторичного двигателя от избыточного масла в картере двигателя. Приборы 106, чувствительные к температуре масла и давлению масла в двигателе, содержатся для отображения рабочей температуры и давления масла вторичного двигателя 45. Для защиты вторичного двигателя 45 он также оснащен выключением при избыточной температуре и низком давлении смазочного масла, чтобы предотвратить повреждение двигателя в том случае, когда двигатель перегревается или работает при недостаточном количестве смазочного масла.In FIG. 4, the lubrication system of the secondary engine 45 is depicted. A large oil sump 95 or reservoir is provided to achieve extended operation between oil changes due to periodic maintenance of the primary engine 10. Oil is sucked from the sump 95 through a filter 97 into the oil change unit 100, which contains a measuring nozzle 101 to control the amount of oil flow to the secondary engine 45. The oil change unit 100 also contains a integral bypass valve 103 to protect the components of the secondary engine atelier from overpressure. If the bypass valve 103 rises, the oil is directed back to the sump 95. Such a secondary engine lubrication system is also provided with an opening 105 for draining the engine crankcase to prevent damage to the secondary engine components from excess oil in the engine crankcase. Instruments 106 that are sensitive to oil temperature and oil pressure in the engine are contained to display the operating temperature and oil pressure of the secondary engine 45. To protect the secondary engine 45, it is also equipped with a shutdown when the temperature and low pressure of the lubricating oil are turned off to prevent damage to the engine in the event of when the engine overheats or runs with insufficient lubricating oil.

В альтернативном варианте выполнения система смазки вторичного двигателя 45 может быть перекрестно соединена с контуром 75 смазочного масла первичного двигателя 10. Как показано на фиг. 1, масло может засасываться из вторичного двигателя 45 в соединении 110 через трубку 111 в направлении, указанном стрелкой 113, а затем в масляный насос 77. По меньшей мере, часть выпуска масляного насоса 77 направляется обратно во вторичный двигатель 45 через соединительную трубку 115, как указано стрелкой 119. Оснащение вторичного двигателя 45 большим отстойником смазочного масла, таким как емкостью 20 галлонов, и насосом 77 может обеспечить удлиненные интервалы смены масла и минимизировать техническое обслуживание вторичного двигателя 45.In an alternative embodiment, the lubrication system of the secondary engine 45 may be cross-connected to the lubricating oil circuit 75 of the primary engine 10. As shown in FIG. 1, oil may be sucked in from the secondary engine 45 at connection 110 through the pipe 111 in the direction of the arrow 113, and then into the oil pump 77. At least a portion of the outlet of the oil pump 77 is directed back to the secondary engine 45 through the connecting pipe 115, as indicated by arrow 119. Equipping the secondary engine 45 with a large lube oil sump, such as a 20 gallon tank, and pump 77 can provide extended oil change intervals and minimize maintenance of the secondary engine 45.

На фиг. 5 представлен общий вид блоксхемы электрической распределительной системы в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Электрическая энергия для запуска вторичного двигателя 45 обеспечивается отдельной аккумуляторной батареей 120, предназначенной для этой цели, такой батареей может быть стандартная аккумуляторная батарея напряжением 12 В постоянного тока. Стартер 122 проворачивает вторичный двигатель 45 при сигнале запуска, как описано ниже в связи с фиг. 9. Генератор 125 переменного тока поддерживает аккумуляторную батарею 120 в готовом состоянии во время работы вторичного двигателя 45. Электрический генератор 48 может быть однофазным генератором на 240 В переменного тока/60 Гц мощностью 17 кВА, механически соединенным с вторичным двигателем 45. Могут быть использованы генераторы другого размера и мощности. Выход генератора 48 подается на выходную распределительную коробку 130, где электрическая энергия распреде ляется на выбранные электрические нагрузки, такие как агрегат 132 для заряда аккумуляторной батареи на 240 В переменного тока/74 В постоянного тока, такой как агрегат для заряда аккумуляторной батареи локомотива Ьататсйе А-40 для локомотивных аккумуляторных батарей, для поддержания в заряженном состоянии аккумуляторной батареи первичного двигателя, всякий раз, когда работает вторичный двигатель. Другие электрические нагрузки могут включать в себя дополнительный воздушный компрессор 133, блок 134 кондиционирования воздуха и нагреватель 135 кабины. В предпочтительном варианте выполнения комфортность в кабине может поддерживаться во время периодов холодной погоды посредством дополнительных нагревателей 135 кабины, которые реагируют на установленный на стене термостат. Также может быть предусмотрен кондиционер 134 воздуха кабины на 240 В переменного тока для поддержания комфортности в кабине в течение периодов теплой погоды. Также может быть предусмотрен воздушный компрессор 133 с электрическим или механическим приводом для поддержания давления и объема воздуха в поездной магистрали.In FIG. 5 is a perspective view of a block diagram of an electrical distribution system in accordance with an embodiment of the present invention. The electrical energy for starting the secondary engine 45 is provided by a separate battery 120 designed for this purpose, such a battery may be a standard battery voltage of 12 V DC. The starter 122 rotates the secondary engine 45 at a start signal, as described below in connection with FIG. 9. The alternator 125 keeps the battery 120 ready during operation of the secondary motor 45. The electric generator 48 may be a single-phase generator of 240 V AC / 60 Hz with a power of 17 kVA, mechanically connected to the secondary motor 45. Generators may be used different size and power. The output of the generator 48 is supplied to the output junction box 130, where electrical energy is distributed to selected electrical loads, such as a unit 132 for charging a battery at 240 V AC / 74 V DC, such as a unit for charging a battery at locomotive A- 40 for locomotive batteries, to keep the primary engine battery charged, whenever the secondary engine is running. Other electrical loads may include an optional air compressor 133, an air conditioning unit 134, and a cabin heater 135. In a preferred embodiment, cabin comfort can be maintained during periods of cold weather by additional cabin heaters 135 that respond to a wall mounted thermostat. An air conditioning 134 of cab air at 240 VAC may also be provided to maintain cab comfort during periods of warm weather. An air compressor 133 with an electric or mechanical drive may also be provided to maintain the pressure and volume of air in the train line.

Другие электрические нагрузки на 240 В переменного тока включают в себя электрические водонагревательные элементы 66, 67, 68 и электрические маслонагревательные элементы 80, 81. В одном варианте выполнения также может быть предусмотрен электрический нагреватель топлива. Электрические водонагревательные элементы и электрические маслонагревательные элементы служат двум целям. Одной целью является создание нагрева погружением для охлаждающего контура 60 и контура 75 смазочного масла. Второй целью является нагрузка вторичного двигателя 45 посредством генератора 48 и передача тепла, образуемого этой нагрузкой, через теплообменник 57 в охлаждающий состав первичного двигателя в контуре 60.Other 240 VAC electrical loads include electric water heaters 66, 67, 68 and electric oil heaters 80, 81. In one embodiment, an electric fuel heater may also be provided. Electric water heaters and electric oil heaters serve two purposes. One goal is to create immersion heating for the cooling circuit 60 and the lubricating oil circuit 75. The second goal is to load the secondary engine 45 by means of a generator 48 and transfer the heat generated by this load through the heat exchanger 57 to the cooling composition of the primary engine in circuit 60.

Как показано на фиг. 6, выход 240 В переменного тока от генератора 48 также может быть понижен до стандартных бытовых 120 В переменного тока для освещения 136 и розеток 137 через автоматические выключатели 138 и 139 соответственно. Штепсельные розетки 240 В переменного тока и 120 В переменного тока предусмотрены для не жизненно важных электрических и бытовых нагрузок. Для эксплуатационных целей некоторые автоматические выключатели 240 В переменного тока могут быть сблокированы, как изображено на фиг. 6. Например, для того чтобы предотвратить перегрузку генератора 48 во время работы при теплой погоде, автоматический выключатель 140 кондиционера сблокирован с автоматическим выключателем 142 электрического нагревателя, так что одновременно не могут быть включены оба автоматических выключателя. Кроме того, нет необходимости, чтобы кондиционер 134 работал одновременно с нагревателями 135 кабины, следовательно, автоматический выключатель 140 кондиционера сблокирован с автоматическим выключателем 145 нагревателя кабины, так что одновременно не могут быть включены оба автоматических выключателя. Электрическая энергия для агрегата 132 для заряда аккумуляторной батареи на 240 В переменного тока/74 В постоянного тока подается через автоматический выключатель 149, чтобы поддерживать аккумуляторную батарею 150 первичного двигателя заряженной, когда работает вторичный двигатель 45.As shown in FIG. 6, the 240 VAC output from generator 48 can also be lowered to standard household 120 VAC for lighting 136 and outlets 137 via circuit breakers 138 and 139, respectively. Sockets 240 V AC and 120 V AC are provided for non-vital electrical and household loads. For operational purposes, some 240 VAC circuit breakers may be interlocked as shown in FIG. 6. For example, in order to prevent overload of the generator 48 during operation in warm weather, the air conditioner circuit breaker 140 is interlocked with the electric heater circuit breaker 142, so that both circuit breakers cannot be turned on simultaneously. In addition, it is not necessary that the air conditioner 134 operate simultaneously with the cabin heaters 135, therefore, the air conditioner circuit breaker 140 is interlocked with the cabin heater circuit breaker 145, so that both circuit breakers cannot be turned on at the same time. Electric energy for the 240 VAC / 74 VDC battery pack 132 is supplied through a circuit breaker 149 to keep the primary engine battery 150 charged when the secondary engine 45 is running.

На фиг. 7 представлена электрическая принципиальная схема электрической панели 152 управления, включенной в предпочтительный вариант выполнения для описания управляющих признаков настоящего изобретения. Панель 152 управления содержит автоматические выключатели и индикаторы для электрических цепей. Главный автоматический выключатель 151 предусмотрен на панели 152 для отключения энергии, потребляемой от генератора 48. Автоматические выключатели также предусмотрены для систем, как описано в отношении фиг. 5 и 6, таких как кондиционер 134, нагреватель 135 кабины и агрегат 132 для заряда аккумуляторной батареи. Панель 152 также содержит автоматические выключатели для водяного насоса 82 охлаждающего состава и масляного насоса 77. На панели 152 также предусмотрены выключатели для нагревателей 80, 81 масла и для водонагревателей 66, 67, 68. Вольтметр 153, расположенный на панели 152, предусмотрен для контроля выходного напряжения генератора 48. На цепь 155 вторичного напряжения 24 В переменного тока подается питание для работы контакторов и индикаторного освещения, такого как индикаторная лампочка 157 подачи энергии, индикаторная лампочка 158 включения водонагревателя и индикаторная лампочка 159 включения нагревателя масла. На панели 152 расположен понижающий трансформатор 161 с 240 В переменного тока до 120 В переменного тока. На панели 152 также расположен понижающий трансформатор 163 с 240 В переменного тока до 120 В переменного тока.In FIG. 7 is an electrical schematic diagram of an electrical control panel 152 included in a preferred embodiment for describing control features of the present invention. The control panel 152 contains circuit breakers and indicators for electrical circuits. A main circuit breaker 151 is provided on the panel 152 for shutting off the energy consumed from the generator 48. Circuit breakers are also provided for systems, as described in relation to FIG. 5 and 6, such as air conditioning 134, cabin heater 135, and unit 132 for charging a battery. The panel 152 also contains circuit breakers for the water pump 82 of the cooling compound and the oil pump 77. The panel 152 also provides switches for the oil heaters 80, 81 and for the water heaters 66, 67, 68. A voltmeter 153 located on the panel 152 is provided for monitoring the output voltage of the generator 48. The secondary power supply circuit 24 VAC is supplied with power 155 for operation of the contactors and indicator light, such as an indicator light 157 for energy supply, an indicator light 158 for turning on the water heater A and the indicator lamp 159 turn on the oil heater. Panel 152 has a step-down transformer 161 from 240 VAC to 120 VAC. Panel 152 also has a step-down transformer 163 from 240 VAC to 120 VAC.

Для того чтобы поддерживать первичный двигатель 10 прогретым в условиях низких окружающих температур, предусмотрена система управления, такая как изображена на фиг. 8. Локомотивные насос 62 охлаждающего состава, теплообменник 57 и нагреватель 65 охлаждающего состава, включающий в себя погружные нагреватели 66, 67, 68, поддерживают температуру в системе охлаждения первичного двигателя выше предварительно выбранной температуры, такой как 23,9°С (75°Р). Поршневой насос 77 рециркуляции смазочного масла и нагреватель 79 масла, включающий в себя погружные нагреватели 80, 81, поддерживают температуру смазочного масла локомотива выше предвари тельно выбранной температуры, такой как 10°С (50°Е).In order to keep the prime mover 10 warmed up at low ambient temperatures, a control system such as that shown in FIG. 8. Locomotive coolant pump 62, heat exchanger 57, and coolant heater 65, including immersion heaters 66, 67, 68, maintain the temperature in the primary engine cooling system above a pre-selected temperature, such as 23.9 ° C (75 ° P) ) A piston lubricating oil recirculation pump 77 and an oil heater 79 including immersion heaters 80, 81 maintain the locomotive's lubricating oil temperature above a preselected temperature, such as 10 ° C (50 ° E).

Различные компоненты устройства могут быть с электрическим управлением, чтобы обеспечить автоматический контроль его работы и термостатическое регулирование температуры жидкостей, циркулируемых по охлаждающему контуру 60 и контуру 75 смазочного масла, чтобы обеспечить надлежащую работу устройства приведения в надлежащее состояние для поддержания двигателя 10 в готовности к использованию. Блок электрического управления, такой как показанный на фиг. 8, подсоединен к двигателям 63 и 78 для насосов 62, 77 соответственно.The various components of the device can be electrically controlled to provide automatic control of its operation and thermostatic control of the temperature of the fluids circulating along the cooling circuit 60 and the lubricating oil circuit 75 to ensure the proper functioning of the adjusting device to keep the engine 10 ready for use. An electrical control unit such as that shown in FIG. 8 is connected to motors 63 and 78 for pumps 62, 77, respectively.

Схема 170 управления охлаждающим составом управляет работой насоса 62 охлаждающего состава и нагревателя 65 охлаждающего состава. Температура охлаждающего состава контролируется термостатическим элементом 70, и реагирующие на поток выключатели 174 и 175 контролируют скорость потока охлаждающего состава. Если поток прерывается, схема 170 управления охлаждающим составом способна выключить насос 62, чтобы предотвратить разрушение охлаждающего состава или повреждение оборудования. Термостатический элемент 70 дополнительно контролирует температуру охлаждающего состава и правильно эксплуатирует нагревательные элементы 66, 67, 68 посредством обмотки 178 контактора нагревательных элементов.The coolant control circuit 170 controls the operation of the coolant pump 62 and the coolant heater 65. The temperature of the refrigerant composition is controlled by a thermostatic element 70, and the flow-responsive switches 174 and 175 control the flow rate of the refrigerant composition. If the flow is interrupted, the coolant control circuit 170 is able to turn off the pump 62 to prevent the breakdown of the coolant or damage to the equipment. The thermostatic element 70 additionally controls the temperature of the cooling composition and correctly operates the heating elements 66, 67, 68 through the coil 178 of the contactor of the heating elements.

При нормальном использовании термостатический элемент 70 предварительно установлен на температуру, при которой должен находиться охлаждающий состав при циркуляции по двигателю 10, такую как 23,9°С (75°Е). Пока циркулирующий охлаждающий состав не достигнет этой температуры, термостатический элемент 70 будет продолжать работу нагревательных элементов 66, 67, 68, добавляющих тепло охлаждающему контуру 60. Охлаждающий состав нагревается посредством непосредственного контакта с нагревательными элементами 66, 67, 68. Когда охлаждающий состав достигает требуемой температуры, термостатический элемент 70 вызывает размыкание, посредством обмотки 178 контактора нагревательных элементов, цепи нагревательных элементов 66, 67, 68 до тех пор, пока температура жидкости не упадет ниже такого предварительно определенного уровня температуры.In normal use, the thermostatic element 70 is pre-set to the temperature at which the coolant should be when circulating through the engine 10, such as 23.9 ° C (75 ° E). Until the circulating cooling composition reaches this temperature, the thermostatic element 70 will continue to operate the heating elements 66, 67, 68, adding heat to the cooling circuit 60. The cooling composition is heated by direct contact with the heating elements 66, 67, 68. When the cooling composition reaches the desired temperature , the thermostatic element 70 causes, by means of the coil 178 of the contactor of the heating elements, to open the circuit of the heating elements 66, 67, 68 until the temperature bone does not fall below that predetermined temperature level.

В альтернативном варианте выполнения предусмотрен микроконтроллер. Такой микроконтроллер программируется, так что используется только такое количество электрического нагрева, которое необходимо в соответствии с окружающими условиями, чтобы исключить большие колебания температур со связанными с этим остановами и запусками вторичного двигателя 45 и повышенным расходом топлива и износом такого вторичного двигателя 45.In an alternative embodiment, a microcontroller is provided. Such a microcontroller is programmed, so that only the amount of electric heating that is necessary in accordance with the surrounding conditions is used to avoid large temperature fluctuations with the associated shutdowns and starts of the secondary engine 45 and increased fuel consumption and wear of such a secondary engine 45.

Для того чтобы исключить повреждение нагревательных элементов 66, 67, 68 из-за отсутствия рециркуляции жидкости, выключатели 174, 175 управления потоком контролируют прохождение охлаждающего состава через нагреватель 65 охлаждающего состава. Пока продолжается протекание, выключатель 174 остается замкнутым. Он размыкается при отсутствии потока через нагреватель 65 охлаждающего состава. Это приведение в действие используется для немедленного размыкания цепи нагревательных элементов 66, 67, 68 для предотвращения их повреждения и предотвращения разрушения охлаждающего состава в нагревателе 65 охлаждающего состава. Схема 170 управления охлаждающим составом также включает в себя обмотку 179 задержки времени, способную контролировать приведение в действие выключателя 175 управления потоком. Если поток прекратился в течение предварительно определенного времени, то обмотка 179 задержки времени затем отключает все устройство и требуется его ручной повторный запуск. Таким образом, работа устройства может автоматически контролироваться, в то же самое время обеспечивая то, что не будет разрушения ни циркулируемой жидкости, ни оборудования или двигателя 10.In order to prevent damage to the heating elements 66, 67, 68 due to the lack of liquid recirculation, the flow control switches 174, 175 control the passage of the coolant through the heater 65 of the coolant. As flow continues, switch 174 remains closed. It opens in the absence of flow through the heater 65 of the cooling compound. This actuation is used to immediately open the circuit of the heating elements 66, 67, 68 to prevent damage to them and prevent the destruction of the coolant in the heater 65 of the coolant. The coolant control circuit 170 also includes a time delay coil 179 capable of controlling the actuation of the flow control switch 175. If the flow has stopped within a predetermined time, then the time delay coil 179 then turns off the entire device and requires its manual restart. Thus, the operation of the device can be automatically controlled, at the same time ensuring that there will be no destruction of the circulated fluid, nor the equipment or engine 10.

Схема 170 управления смазочным маслом управляет работой масляного насоса 77 и нагревателя 79 смазочного масла. Температура смазочного масла контролируется посредством термостатического элемента 83, и реагирующие на поток выключатели 184 и 185 контролируют скорость потока смазочного масла. Если поток прерывается, схема 180 управления смазочным маслом способна выключить насос 77, чтобы предотвратить разрушение масла или оборудования. Термостатический элемент 83 дополнительно контролирует температуру смазочного масла и правильно эксплуатирует нагревательные элементы 80, 81 посредством обмотки 188 контактора нагревательных элементов. Термостат 183 верхнего предела работает в качестве защитного выключателя для снятия энергии с нагревательных элементов 80, 81 в случае превышения предварительно определенной температуры смазочного масла.The lubricating oil control circuit 170 controls the operation of the oil pump 77 and the lubricating oil heater 79. The temperature of the lubricating oil is controlled by a thermostatic element 83, and the flow-responsive switches 184 and 185 control the flow rate of the lubricating oil. If the flow is interrupted, the lubricating oil control circuit 180 is able to turn off the pump 77 to prevent the destruction of the oil or equipment. The thermostatic element 83 additionally controls the temperature of the lubricating oil and correctly operates the heating elements 80, 81 through the coil 188 of the contactor of the heating elements. The upper limit thermostat 183 acts as a safety switch to remove energy from the heating elements 80, 81 in case of exceeding a predetermined temperature of the lubricating oil.

При нормальном использовании термостатический элемент 83 установлен на температуру, при которой смазочное масло должно поддерживать двигатель 10 прогретым, такую как 10°С (50°Е). Пока циркулирующее смазочное масло не достигнет этой температуры, термостатический элемент 83 продолжает работу нагревательных элементов 80, 81, добавляющих тепло контуру 75 смазочного масла. Смазочное масло нагревается в результате непосредственного контакта с нагревательными элементами 80, 81. Когда смазочное масло достигает требуемой температуры, термостатический элемент 83 вызывает размыкание, посредством обмотки 188 контактора нагревательных элементов, цепи нагревательных элементов 80, 81 до тех пор, пока температура жидкости снова не упадет ниже такого предварительно определенного уровня температуры. Если смазочное масло достигает небезопасной температуры, термостат 183 верхнего предела вызывает размыкание, посредством обмотки 188 контактора нагревательных элементов, цепи нагревательных элементов 80, 81, пока температура жидкости снова не упадет ниже заранее определенного уровня температуры.In normal use, the thermostatic element 83 is set to a temperature at which the lubricating oil must keep the engine 10 warm, such as 10 ° C (50 ° E). Until the circulating lubricating oil reaches this temperature, the thermostatic element 83 continues to operate the heating elements 80, 81, adding heat to the lubricating oil circuit 75. The lubricating oil is heated by direct contact with the heating elements 80, 81. When the lubricating oil reaches the required temperature, the thermostatic element 83 causes, by winding 188 of the contactor of the heating elements, the heating element circuit 80, 81 to until the temperature of the liquid drops again below such a predetermined temperature level. If the lubricating oil reaches an unsafe temperature, the upper limit thermostat 183 causes, through the coil 188 of the heating element contactor, the circuit of the heating elements 80, 81 to open until the liquid temperature again falls below a predetermined temperature level.

Для того чтобы предотвратить повреждение нагревательных элементов 80, 81 из-за отсутствия рециркуляции жидкости, выключатели 184, 185 управления потоком контролируют прохождение смазочного масла через нагреватель 79 смазочного масла. Пока поток продолжается, выключатель 184 остается замкнутым. Он размыкается при отсутствии потока через нагреватель 79 смазочного масла. Это приведение в действие используется для немедленного размыкания цепи нагревательных элементов 80, 81, чтобы предотвратить их повреждение и предотвратить разрушение смазочного масла в нагревателе 79 смазочного масла. Схема 180 управления смазочным маслом также включает в себя обмотку 189 задержки времени, способную контролировать приведение в действие выключателя 185 управления потоком. Если поток прерывается в течение предварительно определенного времени, обмотка 189 задержки времени затем отключает все устройство и требуется его ручной запуск. Таким образом, работа устройства может автоматически контролироваться, в то же самое время обеспечивая то, что не будет разрушения ни циркулируемой жидкости, ни оборудования или двигателя 10.In order to prevent damage to the heating elements 80, 81 due to the lack of liquid recirculation, the flow control switches 184, 185 control the passage of lubricating oil through the lubricating oil heater 79. As flow continues, switch 184 remains closed. It opens when there is no flow through the lubricating oil heater 79. This actuation is used to immediately open the circuit of the heating elements 80, 81 in order to prevent damage to them and to prevent the destruction of the lubricating oil in the lubricating oil heater 79. The lubricating oil control circuit 180 also includes a time delay coil 189 capable of controlling the actuation of the flow control switch 185. If the flow is interrupted for a predetermined time, the time delay coil 189 then turns off the entire device and requires manual start. Thus, the operation of the device can be automatically controlled, at the same time ensuring that there will be no destruction of the circulated fluid, nor the equipment or engine 10.

Цель устройства заключается в создании циркуляции охлаждающего состава и смазочного материала по оборудованию или двигателю 10, когда оно не работает. Насосы 62 и 77 предварительно установлены так, чтобы направлять жидкость в контуры 60, 75 соответственно с давлениями, аналогичными нормальным рабочим давлениям охлаждающего состава и смазочного материала во время использования оборудования или двигателя. Таким образом, охлаждающий состав и смазочный материал или другие жидкости, используемые в подобном оборудовании, могут непрерывно циркулировать по неработающему оборудованию для осуществления передачи тепла, когда оборудование (или двигатель) не используется. В случае смазочного материала, также осуществляется смазка поверхности, поддерживая подвижные элементы оборудования в готовности для запуска и последующего использования. Эта предварительная смазка поверхностей неработающего оборудования минимизирует нормальный износ, происходящий между подвижными поверхностями, которые оставались неподвижными в течение значительных периодов времени.The purpose of the device is to circulate the coolant and lubricant through the equipment or engine 10 when it is not working. Pumps 62 and 77 are pre-installed to direct fluid to circuits 60, 75, respectively, with pressures similar to the normal operating pressures of the coolant and lubricant during use of the equipment or engine. Thus, the coolant and lubricant or other fluids used in such equipment can be continuously circulated through idle equipment to effect heat transfer when the equipment (or engine) is not in use. In the case of a lubricant, surface lubrication is also carried out, keeping the moving parts of the equipment ready for start-up and subsequent use. This pre-lubrication of surfaces of non-working equipment minimizes the normal wear and tear that occurs between moving surfaces that have remained stationary for significant periods of time.

Логические схемы управления обеспечивают период охлаждения для автоматических нагревателей перед автоматическим выключением вторичного двигателя 45 для охлаждения и защиты таких электрических нагревателей под напряжением.The control logic provides a cooling period for automatic heaters before automatically turning off the secondary engine 45 to cool and protect such energized electric heaters.

В соответствии с настоящим изобретением система может работать во множестве режимов. На фиг. 9 представлена схема последовательности операций, иллюстрирующая логические шаги, выполняемые одним вариантом выполнения настоящего изобретения для работы системы. В предпочтительном варианте выполнения вторичный двигатель 45 может быть выбран для работы локально с панели управления двигателем или дистанционно из кабины локомотива. Логические схемы управления позволяют производить работу в любом из трех режимов «термостат», «кабина» и «ручной», описанных ниже.In accordance with the present invention, the system can operate in a variety of modes. In FIG. 9 is a flowchart illustrating the logical steps performed by one embodiment of the present invention to operate the system. In a preferred embodiment, the secondary engine 45 may be selected to operate locally from the engine control panel or remotely from the locomotive cab. Logic control schemes allow you to work in any of the three modes "thermostat", "cabin" and "manual", described below.

Во время нормальной работы первичного двигателя 10 вторичный двигатель 45 не работает. Таймер работы холостого хода двигателя в блоке 200 определяет, работал ли первичный двигатель 10 на холостом ходу в течение предварительно определенного периода неактивности и работы на холостом ходу, например 30 мин. После такого периода неактивности следующий логический шаг предназначен для определения режима работы вторичного двигателя 45.During normal operation of the primary engine 10, the secondary engine 45 does not work. The engine idle timer in block 200 determines whether the prime mover 10 has been idling for a predetermined period of inactivity and idling, for example 30 minutes. After such a period of inactivity, the next logical step is to determine the operating mode of the secondary engine 45.

Если вторичный двигатель 45 выбран для режима «термостат», указанного в блоке 205, то автоматическое управление характеризуется выключением первичного двигателя 10, как указано в блоке 210. Режим «термостат» является предпочтительным режимом работы для поддержания первичного двигателя 10 прогретым во время окружающих условий холодной погоды. В режиме «термостат» система управления выключает первичный двигатель 10 после предварительно определенного периода неактивности и работы на холостом ходу, например 30 мин. Под действием первого предварительно определенного окружающего состояния 215, такого как низкая температура охлаждающего состава или низкая температура смазочного масла у локомотива, вторичный двигатель 45 запускается 220 для прогрева систем первичного двигателя, как описано ниже. При втором предварительно определенном окружающем состоянии 225, таком как превышение выбранной температурой установленного заданного значения, вторичный двигатель 45 автоматически выключается 230. В предпочтительном варианте выполнения таким окружающим состоянием может быть температура охлаждающего состава двигателя, измеренная термостатом блока первичного двигателя.If the secondary engine 45 is selected for the “thermostat” mode indicated in block 205, then the automatic control is characterized by turning off the primary engine 10, as indicated in block 210. The “thermostat” mode is the preferred mode of operation for keeping the primary engine 10 warm during ambient conditions the weather. In the “thermostat” mode, the control system turns off the prime mover 10 after a predetermined period of inactivity and idling, for example 30 minutes. Under the influence of the first predetermined ambient state 215, such as the low temperature of the cooling compound or the low temperature of the lubricating oil at the locomotive, the secondary engine 45 is started 220 to warm up the primary engine systems, as described below. In a second predetermined ambient state 225, such as exceeding the selected temperature by the selected temperature, the secondary engine 45 is automatically turned off 230. In a preferred embodiment, such an ambient state may be the temperature of the engine coolant as measured by the thermostat of the primary engine block.

Если вторичный двигатель 45 выбран в режиме «кабины», указанном в блоке 235, в соответствии с признаками автоматического управления происходит выключение первично го двигателя 10, как указано в блоке 240. Режим «кабины» является предпочтительным режимом работы для работы при теплой погоде, чтобы максимизировать экономию топлива посредством ограничения работы на холостом ходу первичного двигателя 10. В режиме «кабины» система управления автоматически выключает первичный двигатель 10 через предварительно определенный период неактивности и работы на холостом ходу, например 30 мин. Оператор может запустить вторичный двигатель 45 вручную, как указано в блоке 245. Вторичный двигатель 45 остается работающим по команде оператора. Если оператор не запускает вторичный двигатель 45, он запускается автоматически под действием первого предварительно определенного окружающего состояния, такого как низкая температура охлаждающего состава или низкая температура смазочного масла, и выключается, когда выбранная температура превышает установленное заданное значение, как описано выше для управления в режиме «термостат». В альтернативном варианте выполнения может быть предусмотрено переопределение, разрешающее удлиненные периоды работы на холостом ходу по усмотрению оператора.If the secondary engine 45 is selected in the "cabin" mode indicated in block 235, in accordance with the automatic control features, the primary engine 10 is turned off, as indicated in block 240. The "cabin" mode is the preferred operating mode for operation in warm weather, so that maximize fuel economy by limiting idling of the primary engine 10. In the "cab" mode, the control system automatically turns off the primary engine 10 after a predetermined period of inactivity and p bots idling, such as 30 minutes. The operator can start the secondary engine 45 manually, as indicated in block 245. The secondary engine 45 remains operational at the command of the operator. If the operator does not start the secondary engine 45, it starts automatically under the action of the first predetermined ambient state, such as a low temperature of the cooling compound or low temperature of the lubricating oil, and turns off when the selected temperature exceeds the set set value, as described above for control in the " thermostat". In an alternative embodiment, an override may be provided to allow extended periods of idling at the discretion of the operator.

«Ручной» режим, указанный в блоке 250, позволяет вторичному двигателю 45 запускаться в результате ручной заправки вторичного двигателя 45. Эта мера предусматривает работу вторичного двигателя 45 в случае неисправности автоматического запуска или заправки вторичного двигателя 45 в случае, если он израсходует все топливо.The “manual” mode indicated in block 250 allows the secondary engine 45 to start as a result of manual refueling of the secondary engine 45. This measure provides for the secondary engine 45 to operate in the event of a failure to automatically start or refuel the secondary engine 45 if it runs out of fuel.

Во всех режимах работы вторичный двигатель 45 заряжает первичные аккумуляторные батареи 150 и подает энергию на термостатически управляемые нагреватели 135 кабины и освещение 136 и розетки 137 на 120 В переменного тока. При работе, когда первичный двигатель 10 автоматически выключается, блокировочный диод изолирует первичные аккумуляторные батареи 150 от нагрузок на 74 В постоянного тока для предотвращения разряда локомотивной аккумуляторной батареи 150 во время периода выключения.In all operating modes, secondary engine 45 charges primary batteries 150 and supplies energy to thermostatically controlled cabin heaters 135 and lighting 136 and sockets 137 for 120 VAC. In operation, when the primary motor 10 is automatically turned off, a blocking diode isolates the primary batteries 150 from 74 V DC loads to prevent the locomotive battery 150 from being discharged during the shutdown period.

В альтернативном варианте выполнения могут звучать и загораться внешние звуковые и визуальные тревожные сигналы, если вторичный двигатель 45 не запускается в течение термостатически инициируемого запуска при холодной погоде. Эти сигналы тревоги питаются от аккумуляторной батареи, так что они не зависят от работы вторичного двигателя, и в одном варианте выполнения включают в себя систему беспроводной связи для соединения с операторским центром.In an alternative embodiment, external audible and visual alarms may sound and light up if the secondary engine 45 does not start during a thermostatically initiated cold weather start. These alarms are battery powered so that they are independent of the operation of the secondary engine and, in one embodiment, include a wireless communication system for connecting to a call center.

Еще в другом варианте выполнения внутреннее и внешнее освещение на 120 В переменного тока может управляться при помощи фотодатчиков и детекторов движения для безопасности локомотива.In yet another embodiment, the internal and external illumination of 120 VAC can be controlled by photosensors and motion detectors for the safety of the locomotive.

Хотя конкретные величины, зависимости, материалы и шаги были изложены с целью описания идей изобретения, необходимо признать, что, в свете вышеупомянутых идей, специалист в данной области техники может модифицировать эти особенности в пределах основных идей и рабочих принципов предлагаемого в настоящей заявке на изобретение. Поэтому, с целью определения объема патентной защиты, ссылка должна быть сделана на прилагаемую формулу изобретения в комбинации с вышеприведенным подробным описанием.Although specific values, dependencies, materials, and steps have been set forth to describe the ideas of the invention, it must be recognized that, in light of the above ideas, one skilled in the art can modify these features within the basic ideas and operating principles of the present invention application. Therefore, in order to determine the scope of patent protection, reference should be made to the attached claims in combination with the above detailed description.

Claims (21)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система подачи дополнительной энергии, предназначенная для работы совместно с первичным двигателем, имеющим аккумуляторную батарею, содержащая (A) вторичный двигатель; и (B) контроллер, имеющий таймер, причем контроллер сконфигурирован так, чтобы выключать первичный двигатель, основываясь, по меньшей мере частично, на предварительно определенном периоде времени работы на холостом ходу первичного двигателя, и осуществлять автоматическую работу вторичного двигателя.1. The system of supplying additional energy, designed to work in conjunction with a primary engine having a battery containing (A) a secondary engine; and (B) a controller having a timer, wherein the controller is configured to shut down the prime mover based at least in part on a predetermined period of idle operation of the prime mover and to perform automatic operation of the secondary motor. 2. Система по п.1, в которой контроллер сконфигурирован так, чтобы запускать вторичный двигатель, основываясь, по меньшей мере частично, на предварительно определенной окружающей температуре.2. The system of claim 1, wherein the controller is configured to start the secondary engine based at least in part on a predetermined ambient temperature. 3. Система энергии по п.1, дополнительно содержащая средство, вырабатывающее электрическую энергию, приводимое в действие вторичным двигателем.3. The energy system of claim 1, further comprising a means of generating electrical energy driven by a secondary engine. 4. Система энергии по п.3, в которой средство, вырабатывающее электрическую энергию, содержит однофазный электрический генератор на 240 В переменного тока, 60 Гц.4. The energy system of claim 3, wherein the means producing electrical energy comprises a 240 V AC, 60 Hz single-phase electric generator. 5. Система по п.4, в которой электрический генератор вырабатывает по меньшей мере 17 кВА.5. The system according to claim 4, in which the electric generator produces at least 17 kVA. 6. Система по п.4, дополнительно содержащая средство заряда аккумуляторной батареи.6. The system of claim 4, further comprising a means of charging the battery. 7. Система по п.6, в которой контроллер сконфигурирован так, чтобы (I) изолировать аккумуляторную батарею первичного двигателя от нагрузок постоянного тока при работе вторичного двигателя и (II) заряжать аккумуляторную батарею первичного двигателя, используя средство заряда аккумуляторной батареи, во время работы вторичного двигателя.7. The system according to claim 6, in which the controller is configured to (I) isolate the primary battery from DC loads when the secondary engine is running and (II) charge the primary battery using the battery charging means during operation secondary engine. 8. Система по п.1, дополнительно содержащая (A) средство накачивания охлаждающего состава первичного двигателя; и (B) средство теплообменника.8. The system of claim 1, further comprising (A) means for inflating the primary engine cooling composition; and (B) heat exchanger means. 9. Система по п.8, дополнительно содержащая средство нагрева охлаждающего состава двигателя.9. The system of claim 8, further comprising means for heating the cooling composition of the engine. 10. Система по п.9, дополнительно содержащая средство, чувствительное к температуре охлаждающего состава, в которой контроллер сконфигурирован так, чтобы поддерживать температуру охлаждающего состава первичного двигателя в пределах предварительно определенного диапазона температур с использованием средства, чувствительного к температуре охлаждающего состава, и средство нагрева охлаждающего состава двигателя.10. The system according to claim 9, further comprising means sensitive to the temperature of the cooling composition in which the controller is configured to maintain the temperature of the cooling composition of the primary motor within a predetermined temperature range using means sensitive to the temperature of the cooling composition and heating means engine cooling composition. 11. Система по п.9, в которой средство нагрева охлаждающего состава двигателя содержит электрические нагреватели.11. The system according to claim 9, in which the means for heating the cooling composition of the engine comprises electric heaters. 12. Система по п.1, дополнительно содержащая средство накачивания смазочного масла первичного двигателя.12. The system of claim 1, further comprising means for pumping a primary engine lubricating oil. 13. Система по п.12, дополнительно содержащая средство нагрева смазочного масла.13. The system of claim 12, further comprising means for heating the lubricating oil. 14. Система по п.13, дополнительно содержащая средство, чувствительное к температуре смазочного масла первичного двигателя, в которой контроллер сконфигурирован так, чтобы поддерживать температуру смазочного масла первичного двигателя в пределах предварительно определенного диапазона температур с использованием средства, чувствительного к температуре смазочного масла, и средство нагрева смазочного масла.14. The system of claim 13, further comprising means sensitive to the temperature of the primary engine lubricating oil, wherein the controller is configured to maintain the temperature of the primary engine lubricating oil within a predetermined temperature range using the means sensitive to the temperature of lubricating oil, and means of heating lubricating oil. 15. Система п.13, в которой средство нагрева смазочного масла содержит электрические нагреватели.15. The system of item 13, in which the means of heating the lubricating oil contains electric heaters. 16. Система по п.1, дополнительно содержащая дистанционно действующий клапан слива охлаждающего состава первичного двигателя.16. The system of claim 1, further comprising a remotely acting valve for discharging the cooling composition of the prime mover. 17. Система п.16, в которой контроллер сконфигурирован так, чтобы вызывать открытие дистанционно действующего клапана слива и слив охлаждающего состава первичного двигателя через предварительно определенный период времени, в зависимости, по меньшей мере, от предварительно определенной окружающей температуры, если первичный двигатель не работает и вторичный двигатель не запускается.17. The system of clause 16, in which the controller is configured to cause the opening of the remotely operating drain valve and draining of the primary engine coolant composition after a predetermined period of time, depending at least on the predetermined ambient temperature if the primary engine is not working and the secondary engine does not start. 18. Система по п.1, в которой первичный двигатель установлен в локомотиве.18. The system according to claim 1, in which the primary engine is installed in the locomotive. 19. Способ подачи дополнительной энергии на первичный двигатель, содержащий следующие этапы:19. A method of supplying additional energy to the prime mover, comprising the following steps: (A) предусматривают вторичный двигатель, соединенный с электрическим генератором, и контроллер, имеющий (I) таймер времени работы первичного двигателя в режиме холостого хода и (II) множество выбираемых режимов управления;(A) provide a secondary engine connected to an electric generator, and a controller having (I) a prime engine idle timer and (II) a plurality of selectable control modes; (B) осуществляют контроль рабочего состояния первичного двигателя;(B) monitor the working condition of the prime mover; (C) осуществляют автоматическое выключение первичного двигателя, основанное, по меньшей мере частично, на предварительно определенном периоде времени работы на холостом ходу первичного двигателя; и (Ό) обеспечивают работу вторичного двигателя под действием по меньшей мере одного предварительно определенного состояния первичного двигателя.(C) perform automatic shutdown of the prime mover, based, at least in part, on a predetermined period of idle run time of the prime mover; and (Ό) ensure the operation of the secondary engine under the action of at least one predetermined state of the primary engine. 20. Способ по п.19, в котором работа вторичного двигателя содержит (I) если контроллер выбран в первом режиме (a) запуск вторичного двигателя под действием первой выбранной температуры охлаждающего состава или температуры смазочного масла и (b) выключение вторичного двигателя под действием второй выбранной температуры охлаждающего состава или температуры смазочного масла;20. The method of claim 19, wherein the operation of the secondary engine comprises (I) if the controller is selected in the first mode (a) starting the secondary engine under the action of the first selected temperature of the cooling composition or the temperature of the lubricating oil and (b) shutting down the secondary engine under the action of the second the selected temperature of the cooling composition or the temperature of the lubricating oil; (II) если контроллер выбран во втором режиме (a) осуществление ручного управления вторичным двигателем, (b) запуск вторичного двигателя под действием первой выбранной температуры охлаждающего состава или температуры смазочного масла и (c) выключение вторичного двигателя под действием второй выбранной температуры охлаждающего состава или температуры смазочного масла; и (III) если контроллер выбран в третьем режиме (а) осуществление ручного управления вторичным двигателем.(Ii) if the controller is selected in the second mode (a) exercising manual control of the secondary engine, (b) starting the secondary engine under the action of the first selected temperature of the cooling composition or the temperature of the lubricating oil and (c) turning off the secondary engine under the action of the second selected temperature of the cooling composition or lubricating oil temperatures; and (iii) if the controller is selected in the third mode (a) manual control of the secondary engine. 21. Способ по п.19, в котором первичный двигатель установлен в локомотиве.21. The method according to claim 19, in which the primary engine is installed in the locomotive.
EA200300581A 2000-11-17 2001-11-08 System and method for providing auxiliary power to a large diesel engine EA005176B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA 2326299 CA2326299A1 (en) 2000-11-17 2000-11-17 Lay over support system for locomotives (or locomotive with lay over support system)
US09/773,072 US6470844B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 System and method for supplying auxiliary power to a large diesel engine
PCT/US2001/046758 WO2002040845A2 (en) 2000-11-17 2001-11-08 Supplying auxiliary power to a diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200300581A1 EA200300581A1 (en) 2003-12-25
EA005176B1 true EA005176B1 (en) 2004-12-30

Family

ID=25682235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200300581A EA005176B1 (en) 2000-11-17 2001-11-08 System and method for providing auxiliary power to a large diesel engine

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1339981B1 (en)
AT (1) ATE422611T1 (en)
AU (2) AU2002228832B2 (en)
DE (1) DE60137642D1 (en)
EA (1) EA005176B1 (en)
GE (1) GEP20053556B (en)
NZ (1) NZ525721A (en)
WO (1) WO2002040845A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10895199B2 (en) 2018-09-24 2021-01-19 Transportation Ip Holdings, Llc Method and systems for an auxiliary power unit
US10919412B2 (en) 2018-09-24 2021-02-16 Transportation Ip Holdings, Llc Method and systems for an auxiliary power unit

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4614811B2 (en) 2005-04-04 2011-01-19 トヨタ自動車株式会社 Drive device, automobile equipped with the same, and drive device control method
DE102011000951B4 (en) * 2011-02-25 2012-10-04 Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg Vehicle, in particular military vehicle, with a device for controlling the temperature of vehicle components.
US9731604B2 (en) 2013-08-01 2017-08-15 General Electric Company Distributed auxiliary power unit
CA2914185A1 (en) * 2015-11-27 2017-05-27 Impco Technologies Canada Inc. Idle and cold-start start elimination system in locomotives
DE102016117327A1 (en) 2016-09-15 2018-03-15 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Auxiliary unit for a locomotive
CN110091880B (en) * 2019-05-23 2020-05-22 湘潭牵引机车厂有限公司 Power management system of tunnel engineering electric locomotive based on super capacitor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4424775A (en) * 1981-11-09 1984-01-10 Microphor, Inc. Apparatus for maintaining a diesel engine in restarting condition
US4448157A (en) * 1982-03-08 1984-05-15 Eckstein Robert J Auxiliary power unit for vehicles
US4711204A (en) * 1983-08-08 1987-12-08 Rusconi David M Apparatus and method for cold weather protection of large diesel engines
US4935689A (en) * 1987-02-03 1990-06-19 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle mounted engine generator system
US5398508A (en) * 1992-03-05 1995-03-21 Brown; Arthur E. Three displacement engine and transmission systems for motor vehicles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10895199B2 (en) 2018-09-24 2021-01-19 Transportation Ip Holdings, Llc Method and systems for an auxiliary power unit
US10919412B2 (en) 2018-09-24 2021-02-16 Transportation Ip Holdings, Llc Method and systems for an auxiliary power unit
EA039614B1 (en) * 2018-09-24 2022-02-16 ТРАНСПОРТЕЙШН АйПи ХОЛДИНГС, ЛЛС Method and systems for an auxiliary power unit of a locomotive

Also Published As

Publication number Publication date
GEP20053556B (en) 2005-06-27
EP1339981B1 (en) 2009-02-11
EP1339981A4 (en) 2006-06-28
AU2002228832B2 (en) 2005-05-19
EP1339981A2 (en) 2003-09-03
NZ525721A (en) 2004-09-24
WO2002040845A3 (en) 2002-07-11
DE60137642D1 (en) 2009-03-26
ATE422611T1 (en) 2009-02-15
AU2883202A (en) 2002-05-27
WO2002040845A2 (en) 2002-05-23
EA200300581A1 (en) 2003-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6470844B2 (en) System and method for supplying auxiliary power to a large diesel engine
US7481187B2 (en) System and method for supplying auxiliary power to a large diesel engine
US6928972B2 (en) Locomotive and auxiliary power unit engine controller
US11067049B2 (en) Auxiliary power system for vehicle
US20110089911A1 (en) Integrated generator field flash
CN113847140B (en) Range extender lubricating and cooling system, hybrid electric vehicle and control method
EA005176B1 (en) System and method for providing auxiliary power to a large diesel engine
US9413206B2 (en) Cogeneration apparatus
AU2002228832A1 (en) Supplying auxiliary power to a diesel engine
US6010076A (en) Heater core enhancer for use in warming up an automobile
RU2109148C1 (en) Combination system of automatic control and regulation of internal combustion engine thermal conditions
JP2015169360A (en) Cogeneration device
JP6397152B1 (en) Simple emergency power supply device
ZA200303455B (en) System and method for supplying auxiliary power to a large diesel engine.
RU83982U1 (en) SYSTEM OF AUTONOMOUS HEATING OF DIESELS OF DIESEL DIESEL TRANSPORT "VORTEX"
CA2363582C (en) System and method for supplying auxiliary power to a large diesel engine
RU216257U1 (en) Auxiliary power unit
EP2697496A1 (en) Apparatus for generating electric power for elements for human and/or animal use such as watercraft, boats, campers, caravans, bungalows, camping tents, vehicles, kiosks, dwelling units and the like
JP6251066B2 (en) Cogeneration equipment
RU2206784C2 (en) Device for maintaining systems of internal combustion engine in warmed up and reliable pre-starting condition
RU2212558C2 (en) Method of heating of systems of internal combustion engine by independent power source
Wilson et al. The Cooperative Extension Service
NO793584L (en) ENERGY UNIT.
PL124865B1 (en) Common heating system for heating a working machine and its internal combustion engine,the both intended for operation in low ambient temperatures
JP2015145734A (en) cogeneration system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU