RU2814320C1 - Power plant cooling system of railway vehicle with several internal combustion engines - Google Patents
Power plant cooling system of railway vehicle with several internal combustion engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814320C1 RU2814320C1 RU2023112364A RU2023112364A RU2814320C1 RU 2814320 C1 RU2814320 C1 RU 2814320C1 RU 2023112364 A RU2023112364 A RU 2023112364A RU 2023112364 A RU2023112364 A RU 2023112364A RU 2814320 C1 RU2814320 C1 RU 2814320C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engines
- engine
- cooling
- pipeline
- power plant
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 43
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 16
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к системам охлаждения силовых установок железнодорожных транспортных средств, реализованным на базе нескольких двигателей внутреннего сгорания, которые могут работать как совместно, так и независимо друг от друга.The invention relates to cooling systems for power plants of railway vehicles, implemented on the basis of several internal combustion engines, which can operate both jointly and independently of each other.
Известна система охлаждения тепловоза ТЭМ14, которая оснащена двумя двигателями внутреннего сгорания серии 8ДМ-21. Эта система охлаждения силовой установки состоит из систем охлаждения каждого из двигателей, но отличается наличием дополнительных трубопроводов с установленными на них дистанционно управляемыми вентилями, которые позволяют при определенном положении вентилей проводить подогрев неработающего двигателя от системы охлаждения работающего двигателя путем перепуска нагретой охлаждающей жидкости из горячего контура в холодный и далее в горячий контуры системы охлаждения неработающего двигателя с последующим возвратом охлаждающей жидкости в работающий двигатель.The known cooling system for the TEM14 diesel locomotive is equipped with two internal combustion engines of the 8DM-21 series. This cooling system of the power plant consists of cooling systems for each of the engines, but is distinguished by the presence of additional pipelines with remotely controlled valves installed on them, which allow, at a certain position of the valves, to heat the idle engine from the cooling system of the operating engine by bypassing the heated coolant from the hot circuit to cold and then into the hot circuits of the cooling system of an idle engine, followed by the return of coolant to a running engine.
Система охлаждения каждого двигателя содержит два центробежных насоса охлаждающей жидкости, полости охлаждения двигателя, секции водо-воздушного радиатора горячего и холодного контуров, водомасляный теплообменник, воздушный вентилятор радиатора с приводом, трубопровод охлаждающей жидкости, датчик температуры жидкости, систему автоматического включения привода воздушного вентилятора. (Тепловоз ТЭМ14 Руководство по эксплуатации).The cooling system of each engine contains two centrifugal coolant pumps, engine cooling cavities, sections of the water-air radiator of the hot and cold circuits, a water-oil heat exchanger, a radiator air fan with a drive, a coolant pipeline, a liquid temperature sensor, and an automatic activation system for the air fan drive. (Diesel locomotive TEM14 Operation Manual).
Недостатками такой конструкции системы охлаждения тепловоза являются:The disadvantages of this design of the locomotive cooling system are:
- усложнение и удорожание системы из-за применения в составе дистанционно управляемых вентилей на трубопроводах, соединяющих системы охлаждения двигателей;- complication and increase in cost of the system due to the use of remotely controlled valves on pipelines connecting engine cooling systems;
- низкая ремонтопригодность тепловоза, вызванная избыточным количеством соединительных трубопроводов, обеспечивающих заполнение нагретой охлаждающей жидкостью работающего двигателя сначала холодного, а затем горячего контуров системы охлаждения неработающего двигателя;- low maintainability of the diesel locomotive, caused by an excessive number of connecting pipelines, ensuring that the heated coolant of the running engine fills first the cold and then the hot circuits of the cooling system of the idle engine;
- пониженная эффективность прогрева неработающего двигателя, вызванная первоначальным заполнением нагретой охлаждающей жидкостью работающего двигателя холодного контура неработающего двигателя;- reduced efficiency of warming up an idle engine, caused by the initial filling of the cold circuit of an idle engine with heated coolant of a running engine;
- выбросом охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателей через паровоздушные клапаны расширительных баков, вызванные возможными неисправностями дистанционно управляемых кранов.- release of coolant from the engine cooling system through the steam-air valves of the expansion tanks, caused by possible malfunctions of remotely controlled valves.
Также известна система охлаждения силовой установки двухдизельного тепловоза, выбранная за прототип, содержащая центробежные насосы охлаждающей жидкости каждого из дизелей, нагнетательные полости которых соединены с полостями охлаждения соответствующих дизелей, воздушные радиаторы, трубопроводы охлаждающей жидкости, выходы охлаждающей жидкости которой из полости радиаторов соединены со входами центробежных насосов охлаждающей жидкости другого дизеля (патент РФ RU2375211, опубликован 10.12.2009 Бюл. №34).Also known is the cooling system of the power plant of a two-diesel diesel locomotive, chosen as a prototype, containing centrifugal coolant pumps of each of the diesel engines, the discharge cavities of which are connected to the cooling cavities of the corresponding diesel engines, air radiators, coolant pipelines, the coolant outlets of which from the cavity of the radiators are connected to the inputs of the centrifugal coolant pumps of another diesel engine (RF patent RU2375211, published 12/10/2009 Bulletin No. 34).
Недостатком указанного решения является то, что расширительные бачки каждого двигателя напрямую не соединены между собой, что при работе двигателей с разными частотами вращения коленчатых валов, может вызывать переполнение одного расширительного бачка и опорожнение другого, тем самым снижая эффективность работы системы охлаждения силовой установки в целом.The disadvantage of this solution is that the expansion tanks of each engine are not directly connected to each other, which, when operating engines with different crankshaft speeds, can cause overflow of one expansion tank and emptying of the other, thereby reducing the efficiency of the cooling system of the power plant as a whole.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание системы, способной эффективно обеспечивать поддержание теплового состояния силовой установки, реализованной на базе нескольких двигателей внутреннего сгорания, сочетающая в себе такие возможности как поддержание теплового состояния силовой установки в постоянной готовности к пуску и приему нагрузки двигателями без дополнительных затрат времени и энергии, повышение эффективности прогрева неработающего двигателя за счет эффективного распределения направлений потока охлаждающей жидкости от работающего двигателя, улучшения условий ремонтопригодности железнодорожного транспортного средства и уменьшения себестоимости его изготовления за счет исключения линий связи, создающих неэффективные направления течения потоков охлаждающей жидкости, а также лишенная недостатков рассмотренных аналогов, приведенных выше.The technical objective of the present invention is to create a system capable of effectively maintaining the thermal state of a power plant, implemented on the basis of several internal combustion engines, combining such capabilities as maintaining the thermal state of the power plant in constant readiness for starting and receiving load by the engines without additional time and energy, increasing the efficiency of warming up an idle engine due to the effective distribution of coolant flow directions from a running engine, improving the conditions for maintainability of a railway vehicle and reducing the cost of its production by eliminating communication lines that create ineffective flow directions of coolant flows, as well as devoid of the disadvantages of the considered analogues given above.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы системы охлаждения силовой установки железнодорожного транспортного средства, повышение ее надежности и ремонтопригодности.The technical result of the proposed invention is to increase the efficiency of the cooling system of the power plant of a railway vehicle, increase its reliability and maintainability.
Указанный технический результат обеспечивается благодаря системе охлаждения силовой установки железнодорожного транспортного средства с несколькими двигателями внутреннего сгорания, которая содержит центробежные насосы охлаждающей жидкости каждого из двигателей, соединенные с полостями охлаждения соответствующих двигателей, расширительные бачки и радиаторы охлаждения, элементы системы соединены трубопроводами охлаждающей жидкости. При этом на выходы каждого из двигателей установлены термостатические клапаны, а расширительные бачки каждого из двигателей соединены уравнительным трубопроводом, снабженным разобщительным вентилем. На трубопроводы, соединяющие двигатели, дополнительно установлены разобщительные вентили, а параллельно к двигателям подключен калорифер кабины управления и обводной трубопровод, сообщенные трехходовыми переключательными вентилями.The specified technical result is achieved thanks to the cooling system of the power plant of a railway vehicle with several internal combustion engines, which contains centrifugal coolant pumps of each engine connected to the cooling cavities of the corresponding engines, expansion tanks and cooling radiators, the system elements are connected by coolant pipelines. In this case, thermostatic valves are installed at the outputs of each of the engines, and the expansion tanks of each of the engines are connected by an equalizing pipeline equipped with an isolation valve. Isolation valves are additionally installed on the pipelines connecting the engines, and a control cabin heater and a bypass pipeline are connected in parallel to the engines, connected by three-way switching valves.
Система соединяет элементы системы охлаждения отдельных двигателей между собой таким образом, что автоматически обеспечивает подогрев неработающего двигателя и его поддержание в состоянии готовности к пуску и приему нагрузки за счет тепловыделения работающего двигателя, система дополнительно соединяет расширительные бачки двигателей силовой установки, что исключает сбои в работе системы охлаждения.The system connects the elements of the cooling system of individual engines to each other in such a way that it automatically heats up the idle engine and maintains it in a state of readiness to start and receive a load due to the heat generated by the running engine; the system additionally connects the expansion tanks of the power plant engines, which eliminates system failures cooling.
На фиг.1 представлена схема системы охлаждения силовой установки транспортного средства, реализованная на базе двух двигателей внутреннего сгорания.Figure 1 shows a diagram of the cooling system of a vehicle power plant, implemented on the basis of two internal combustion engines.
При наличии в силовой установке большего количества двигателей принцип работы схемы не изменяется, дополнительные двигатели подключаются параллельно.If there are more motors in the power plant, the principle of operation of the circuit does not change; additional motors are connected in parallel.
На железнодорожном транспортном средстве, силовая установка которого реализована на базе двух двигателей внутреннего сгорания, размещены двигатели 1 и 2 соответственно, которые могут работать как независимо друг от друга, так и совместно.On a railway vehicle, the power plant of which is based on two internal combustion engines, there are
В систему охлаждения такой силовой установки входят центробежные насосы охлаждающей жидкости 3 и 4, полости охлаждения двигателей 5 и 6, термостатические клапаны 7 и 8 соответственно двигателей 1 и 2, секции водо-воздушных радиаторов 9 и 10, трубопроводы охлаждающей жидкости:The cooling system of such a power plant includes
- трубопроводы 11 и 12 - трубопроводы малого круга системы охлаждения двигателей 1 и 2;-
- трубопроводы 13 и 14 - трубопроводы большого круга системы охлаждения двигателей 1 и 2;-
- трубопроводы 17 и 23 - соединительные трубопроводы систем охлаждения двигателей 1 и 2;-
- трубопроводы 30 и 31 - подпиточные трубопроводы систем охлаждения двигателей 1 и 2;-
- трубопровод 28 - уравнительный трубопровод расширительных бачков 26 и 27 двигателей 1 и 2;- pipeline 28 - equalizing pipeline of
- трубопровод 21 - обводной трубопровод калорифера кабины. Расширительные бачки 26 и 27, разобщительные вентили 15, 16, 24, 25, 29, трехходовые переключательные вентили 19 и 22, калорифер обогрева кабины управления 20.- pipeline 21 - cabin heater bypass pipeline.
В рамках принципиальной гидравлической схемы, приведенной на фиг.1 не рассматривается работа вспомогательных устройств силовой установки, таких как вентиляторов обдува секций водо-воздушных радиаторов и устройств, вызывающих их включение, устройств теплообмена с моторным маслом и наддувочным воздухом и других вспомогательных устройств, так как различные двигатели внутреннего сгорания имеют различные конструкции и соответственно принципы работы данных вспомогательных устройств.Within the framework of the basic hydraulic diagram shown in Fig. 1, the operation of auxiliary devices of the power plant, such as fans for blowing sections of water-air radiators and devices that cause their activation, heat exchange devices with engine oil and charge air and other auxiliary devices, is not considered Different internal combustion engines have different designs and, accordingly, operating principles for these auxiliary devices.
Система охлаждения силовой установки работает следующим образом: а) общие положения:The power plant cooling system operates as follows: a) general provisions:
- рассматриваемая система охлаждения заполнена охлаждающей жидкостью, тепловое расширение которой в результате работы двигателя 1 и/или двигателя 2 компенсируется паровоздушной прослойкой в расширительных бачках 26 и 27;- the cooling system in question is filled with coolant, the thermal expansion of which as a result of the operation of
- разобщительные вентили 15, 16, 24, 25, 29 предназначены для изолирования систем охлаждения двигателя 1 и двигателя 2 друг от друга в случаях выявления критических неисправностей, препятствующих работе единой системы охлаждения;-
- трехходовые переключательные вентили 19 и 22 предназначены для управления протеканием охлаждающей жидкости через калорифер обогрева кабины управления 20 с целью регулирования температуры воздуха в кабине управления;- three-
- трубопровод 28 предназначен для выравнивания уровня охлаждающей жидкости в расширительных бачках 26 и 27 двигателей 1 и 2 в переходных режимах (при работе двигателей с разными частотами вращения коленчатых валов);-
б) режим работы - работает первый двигатель, второй двигатель не работает:b) operating mode - the first engine is running, the second engine is not working:
- центробежный насос 3 двигателя 1 создает поток охлаждающей жидкости через полость охлаждения 5;-
- на выходе из полости охлаждения 5 двигателя 1 поток охлаждающей жидкости разделяется на два потока, один из которых (в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя 1) через термостатический клапан 7 направляется сразу на вход центробежного насоса 3 через трубопровод 11 или через секции водо-воздушного радиатора 9 по трубопроводу 13;- at the exit from the
- другая часть потока охлаждающей жидкости с выхода из полости охлаждения 5 двигателя 1 через разобщительный вентиль 15 направляется в трубопровод 17 где разделяется на два потока, один из которых через трехходовой переключательный вентиль 19 по трубопроводу 21 или через калорифер обогрева кабины управления 20 и далее через трехходовой переключательный вентиль 22, разобщительный вентиль 24 по трубопроводу 23 направляется на вход центробежного насоса 3;- the other part of the coolant flow from the outlet of the
- другая часть потока охлаждающей жидкости по трубопроводу 17 через разобщительный вентиль 16 направляется в двигатель 2 в точку между полостью охлаждения 6 и термостатическим клапаном 8, где разделяется на два потока, которые направляются в трубопровод 23 двумя путями: один направляется через полость охлаждения 6 и центробежный насос 4, второй, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, через термостатический клапан 8 сразу в трубопровод 23 по трубопроводу 12 или через секции водо-воздушного радиатора 10 по трубопроводу 14;- the other part of the coolant flow through
- объединенный в трубопроводе 23 поток охлаждающей жидкости из двигателя 2 возвращается на вход центробежного насоса 3 двигателя 1 через разобщительные вентили 25 и 24;- the flow of coolant from engine 2 combined in
в) режим работы - работает второй двигатель, первый двигатель не работает:c) operating mode - the second engine is running, the first engine is not working:
- центробежный насос 4 двигателя 2 создает поток охлаждающей жидкости через полость охлаждения 6;-
- на выходе из полости охлаждения 6 двигателя 2 поток охлаждающей жидкости разделяется на два потока, один из которых (в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя 2) через термостатический клапан 8 направляется сразу на вход центробежного насоса 4 через трубопровод 12 или через секции водо-воздушного радиатора 10 по трубопроводу 14;- at the exit from the
- другая часть потока охлаждающей жидкости с выхода из полости охлаждения 6 двигателя 2 через разобщительный вентиль 16 направляется в трубопровод 17 где разделяется на два потока, один из которых через трехходовой переключательный вентиль 19 по трубопроводу 21 или через калорифер обогрева кабины управления 20 и далее через трехходовой переключательный вентиль 22, разобщительный вентиль 25 по трубопроводу 23 направляется на вход центробежного насоса 4;- the other part of the coolant flow from the outlet of the
- другая часть потока охлаждающей жидкости по трубопроводу 17 через разобщительный вентиль 15 направляется в двигатель 1 в точку между полостью охлаждения 5 и термостатическим клапаном 7, где разделяется на два потока, которые направляются в трубопровод 23 двумя путями: один направляется через полость охлаждения 5 и центробежный насос 3, второй, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, через термостатический клапан 7 сразу в трубопровод 23 по трубопроводу 11 или через секции водо-воздушного радиатора 9 по трубопроводу 13;- the other part of the coolant flow through
- объединенный в трубопроводе 23 поток охлаждающей жидкости из двигателя 1 возвращается на вход центробежного насоса 4 двигателя 2 через разобщительные вентили 24 и 25;- the coolant flow from
г) режим работы - работают оба двигателя:d) operating mode - both engines are running:
- центробежные насосы 3 и 4 двигателей 1 и 2 создают потоки ОЖ через полости охлаждения 5 и 6;-
- на выходе из полости охлаждения 5 двигателя 1 поток охлаждающей жидкости разделяется на два потока, один из которых (в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя 1) через термостатический клапан 7 направляется сразу на вход центробежного насоса 3 через трубопровод 11 или через секции водо-воздушного радиатора 9 по трубопроводу 13;- at the exit from the
- на выходе из полости охлаждения 6 двигателя 2 поток охлаждающей жидкости разделяется на два потока, один из которых (в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя 2 через термостатический клапан 8 направляется сразу на вход центробежного насоса 4 через трубопровод 12 или через секции водо-воздушного радиатора 10 по трубопроводу 14;- at the exit from the
- части потоков охлаждающей жидкости из двигателя 1 и двигателя 2 через разобщительные вентили 15 и 16 объединяются в трубопроводе 17 в точке входа в трехходовой переключательный вентиль 19 и далее по трубопроводу 21 или через калорифер обогрева кабины управления 20 направляются в трубопровод 23 через трехходовой переключательный вентиль 22;- parts of the coolant flows from
- в трубопроводе 23 объединенный поток охлаждающей жидкости разделяется на два потока, которые направляются к входу в центробежные насосы 3 и 4 двигателей 1 и 2 через разобщительные вентили 24 и 25 соответственно.- in
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2814320C1 true RU2814320C1 (en) | 2024-02-28 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB548593A (en) * | 1941-05-15 | 1942-10-16 | Roland Claude Cross | Improvements relating to auxiliary internal combustion engines for aircraft and other vehicles |
GB665526A (en) * | 1949-08-25 | 1952-01-23 | Fell Developments Ltd | Improvements in and relating to cooling systems for the engines of a multi-engined vehicle |
SU1671913A2 (en) * | 1989-09-15 | 1991-08-23 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Cooling system of power plant with internal combustion engine |
US5553576A (en) * | 1994-08-11 | 1996-09-10 | Wartsila Sacam Diesel S.A. | Vehicle motorization unit |
RU2375211C1 (en) * | 2008-07-25 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИИКТИ") | Cooling system of power unit at two-diesel locomotive |
US9970370B2 (en) * | 2014-05-28 | 2018-05-15 | Kautex Textron Gmbh& Co. Kg | System for heating a storage container for an aqueous operating liquid in a motor vehicle and method for heating the storage container |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB548593A (en) * | 1941-05-15 | 1942-10-16 | Roland Claude Cross | Improvements relating to auxiliary internal combustion engines for aircraft and other vehicles |
GB665526A (en) * | 1949-08-25 | 1952-01-23 | Fell Developments Ltd | Improvements in and relating to cooling systems for the engines of a multi-engined vehicle |
SU1671913A2 (en) * | 1989-09-15 | 1991-08-23 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Cooling system of power plant with internal combustion engine |
US5553576A (en) * | 1994-08-11 | 1996-09-10 | Wartsila Sacam Diesel S.A. | Vehicle motorization unit |
RU2375211C1 (en) * | 2008-07-25 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИИКТИ") | Cooling system of power unit at two-diesel locomotive |
US9970370B2 (en) * | 2014-05-28 | 2018-05-15 | Kautex Textron Gmbh& Co. Kg | System for heating a storage container for an aqueous operating liquid in a motor vehicle and method for heating the storage container |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3623183B1 (en) | A system for thermal management of the components of a hybrid vehicle | |
US7721683B2 (en) | Integrated engine thermal management | |
RU2607930C2 (en) | Internal combustion engine with liquid cooling and such engine operating method | |
RU2477807C2 (en) | Temperature cooling and control system of power plant units of airborne vehicle | |
RU2647349C1 (en) | Cooling circuit for internal combustion engines | |
US10279656B2 (en) | Vehicle heating system and method of using the same | |
CN103748347B (en) | Rankine cycle | |
EP3156633A1 (en) | Unit for recovering and converting thermal energy from the exhaust gases of an internal combustion engine of a vehicle | |
JP2000335230A (en) | Heating device for vehicle | |
CN106837504A (en) | Engine cooling apparatus | |
CN109578126B (en) | High and low temperature dual cycle cooling system for hybrid vehicle | |
US5727396A (en) | Method and apparatus for cooling a prime mover for a gas-engine driven heat pump | |
JP5451594B2 (en) | Internal combustion engine cooling device | |
WO2016028546A1 (en) | Thermal management system and method of making and using the same | |
US5860595A (en) | Motor vehicle heat exhanger | |
RU2633109C1 (en) | Device for liquid cooling of electric vehicle components | |
US4892248A (en) | Heating installation comprising a heat generator, intended for an automobile | |
CN103032997A (en) | Rankine cycle and heat exchanger used in rankine cycle | |
EP2762789B1 (en) | Thermal integrated multi-source plant | |
CN109488438B (en) | Cooling system with DCT (discrete cosine transformation) cooling large circulation loop | |
RU2814320C1 (en) | Power plant cooling system of railway vehicle with several internal combustion engines | |
RU2375211C1 (en) | Cooling system of power unit at two-diesel locomotive | |
CN202280504U (en) | Engine cooling system | |
US2208157A (en) | System for recovering and utilizing waste heat | |
US2266193A (en) | Heating system |