專利名稱：內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)車保溫裝置，尤其涉及一種使用車站地面電源在內(nèi) 燃機(jī)車停車待機(jī)狀態(tài)下，維持機(jī)車的水、潤滑油和燃油的溫度，滿足機(jī)車隨時 起車運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，屬節(jié)能、環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行條件規(guī)定柴油機(jī)的潤滑油、循環(huán)水溫度低于2(TC時不得起
車。在溫度較低的各季節(jié)，為了保證內(nèi)燃機(jī)車的機(jī)動性，防止凍害事故的發(fā)生， 內(nèi)燃機(jī)車在站、段內(nèi)停留時必須打溫。
目前我國運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)車在溫度較低的時候主要采用柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)(空載運(yùn)
行)方式打溫，其存在的問題是消耗大量的燃油(約20kg/小時)， 增加運(yùn)動 器件的磨損，減少機(jī)車使用壽命；燃油燃燒狀態(tài)不良，造成大量有害氣體污染 環(huán)境。因此，亟待解決和研究新的節(jié)能、環(huán)保的方式來滿足內(nèi)燃機(jī)車隨時起車 正常運(yùn)行的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述問題提出來的，目的就是提供一種具有自動運(yùn)行、低 能耗、無污染，保證內(nèi)燃機(jī)車隨時起車正常運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目，本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是內(nèi)燃機(jī)車的停車保 溫裝置，包括機(jī)車原有的電機(jī)電源；地面電源，用于提供停車保溫裝置所消耗 的能量，其在于地面電源，為加熱器、機(jī)車駕駛室空調(diào)提供交流電源；110伏輸 出整流元件，用于為循環(huán)泵電機(jī)提供110伏直流動力電源；24伏輸出整流元件， 用于為控制單元提供24伏直流電源；溫度采集元件，用于為控制單元提供溫度 數(shù)據(jù)信息；所述的控制單元根據(jù)溫度釆集元件的數(shù)據(jù)信息，通過互鎖切換電機(jī)控制元件控制循環(huán)泵電機(jī)的起停和通過加熱器投切控制元件控制加熱器的投 切，完成電能與熱能的轉(zhuǎn)換及熱能的傳遞，滿足柴油機(jī)的潤滑油、燃油、循環(huán)
水的溫度不低于2(TC的基本起機(jī)運(yùn)行條件要求。
所述的地面電源為兩相電源或三相電源中的任意一種。 所述的溫度采集元件由熱電阻溫控器或熱電偶溫控器中的任意一種構(gòu)成， 溫度采集元件所采集的數(shù)據(jù)信息包括循環(huán)水、潤滑油和燃油的溫度值。 所述的循環(huán)泵電機(jī)包括水泵電機(jī)、潤滑油泵電機(jī)、燃油泵電機(jī)。 所述的加熱器是將若干加熱管至少分三組放置在一個水箱中構(gòu)成，所述的
分組按等值或不等值分組形式或直接采用8421比例分組形式中的任意一種。 所述的互鎖切換電機(jī)控制元件由直流電動開關(guān)或直流接觸器中的任意一種
形式構(gòu)成，主觸頭兩開兩閉，保持整流元件提供的直流電源或機(jī)車原有的電機(jī)
電源中的任意一路電源與循環(huán)泵電機(jī)連接。
所述的加熱器投切控制元件由交流電動開關(guān)或交流接觸器中的任意一種形
式構(gòu)成。
所述的控制單元為可編程控制器與手動、自動開關(guān)組合或單片機(jī)與手動、 自動開關(guān)組合中的任意一種；手動、自動功能可混合使用。
所述的機(jī)車駕駛室空調(diào)與總開關(guān)之間設(shè)有微型斷路器，用于為機(jī)車駕駛室 空調(diào)提供過壓、過流保護(hù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了以上的整合技術(shù)，解決了以往內(nèi)燃機(jī) 車在溫度較低的各季節(jié)，采用柴油機(jī)空載運(yùn)行的方式打溫起車，消耗大量能源 的問題。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理，自動運(yùn)行，安全可靠，能耗低、無污染， 而且與內(nèi)燃機(jī)車原有電源系統(tǒng)各自獨(dú)立，相互隔離。使用本發(fā)明的保溫裝置還 可以避免機(jī)油稀釋，噴油嘴積炭等不良后果，同時完全避免內(nèi)燃機(jī)車非工作性 磨耗，滿足內(nèi)燃機(jī)車隨時起車運(yùn)行的需要，制作成本低，最大限度地延長了內(nèi) 燃機(jī)車的使用壽命。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明的電氣原理圖3是本發(fā)明的控制單元9的電氣原理圖。
圖中地面電源l，總開關(guān)2，微型斷路器3，整流元件4，整流元件5， 機(jī)車駕駛室空調(diào)6，機(jī)車原有的電機(jī)電源7，互鎖切換電機(jī)控制元件8，控制單 元9，加熱器投切控制元件IO，循環(huán)泵電機(jī)ll，溫度采集元件12，加熱器13， 加熱管Q，水泵電機(jī)DJ1，潤滑油泵電機(jī)DJ2，燃油泵電機(jī)DJ3，水溫控器1WD， 潤滑油溫控器1WD，燃油溫控器1WD。
具體實(shí)施例方式
下面參見本發(fā)明的附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明， 但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受具體的實(shí)施例所限制，以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。另外，以 不違背本發(fā)明技術(shù)方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí) 現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1:
如圖1所示，本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，包括機(jī)車原有的電機(jī)電源 7;地面電源l，用于提供停車保溫裝置所消耗的能量，其地面電源l，為加熱 器13、機(jī)車駕駛室空調(diào)6提供交流電源；整流元件4，用于為循環(huán)泵電機(jī)ll提 供110伏直流動力電源；整流元件5，用于為控制單元9提供24伏直流電源；
溫度采集元件12，用于為控制單元9提供溫度數(shù)據(jù)信息；所述的控制單元9根 據(jù)溫度采集元件12的數(shù)據(jù)信息，通過互鎖切換電機(jī)控制元件8控制循環(huán)泵電機(jī) 11的起停和通過加熱器投切控制元件IO控制加熱器13的投切，完成電能與熱 能的轉(zhuǎn)換及熱能的傳遞交換，滿足柴油機(jī)的潤滑油、燃油、循環(huán)水的溫度不低 于2(TC的基本起機(jī)運(yùn)行條件要求。 所述的地面電源1為兩相電源。所述的溫度采集元件12由熱電阻溫控器構(gòu)成，溫度采集元件12所采集的
數(shù)據(jù)信息包括循環(huán)水、潤滑油和燃油的溫度值。
所述的循環(huán)泵電機(jī)ll包括水泵電機(jī)、潤滑油泵電機(jī)、燃油泵電機(jī)。 所述的加熱器13是將加熱管Q按等值分組形式分為三組后放置在一個水
箱中構(gòu)成。
所述的互鎖切換電機(jī)控制元件8由直流接觸器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)二選一功能，即 四個主觸頭中有兩個常開、兩個常閉，保持整流元件4提供的直流電源或機(jī)車 原有的電機(jī)電源7中的任意一路電源與循環(huán)泵電機(jī)11連接。
所述的加熱器投切控制元件10由交流接觸器構(gòu)成。
所述的控制單元9為可編程控制器與手動、自動開關(guān)組合；手動、自動功 能可混合使用。
所述的機(jī)車駕駛室空調(diào)6與總開關(guān)2之間設(shè)有微型斷路器3，用于為機(jī)車 駕駛室空調(diào)6提供過壓、過流保護(hù)。 實(shí)施例2:
所述的地面電源1為三相電源。
所述的溫度采集元件12由熱電偶溫控器構(gòu)成，溫度采集元件12所采集的 數(shù)據(jù)信息包括循環(huán)水、潤滑油和燃油的溫度值。
所述的加熱器13是采用8421比例分組形式分組后放置在一個水箱中構(gòu)成。
所述的互鎖切換電機(jī)控制元件8由直流電動開關(guān)構(gòu)成，主觸頭兩開兩閉， 保持整流元件4提供的直流電源或機(jī)車原有的電機(jī)電源7中的任意一路電源與 循環(huán)泵電機(jī)ll連接。
所述的加熱器投切控制元件10由交流電動開關(guān)構(gòu)成。
所述的控制單元9為單片機(jī)與手動、自動開關(guān)組合；手動、自動功能可混 合使用。
其它同實(shí)施例l，不再螯述。實(shí)施例3:
如圖2是本發(fā)明的電氣原理圖；圖3是本發(fā)明的控制單元9的電氣原理圖， 地面電源1取兩相220V;控制單元9采用可編程控制器與手動、自動開關(guān)組合；
互鎖切換電機(jī)控制元件8采用直流接觸器；加熱器投切控制元件10采用交流接
觸器，具體說明如下
總開關(guān)2的輸出端分別與微型斷路器3、整流元件4、整流元件5交流輸入 端相連及總開關(guān)2的輸出端的火線L與加熱器投切控制元件10的交流接觸器 K4、 K5、 K6、 K7的輸入端的12個端子相連；其中微型斷路器3的輸出端與 機(jī)車駕駛室空調(diào)6的電源輸入端連接;整流電源4的直流110V輸出端與互鎖切 換電機(jī)控制元件8中的直流接觸器K1、 K2、 K3的輸入端的常開觸點(diǎn)連接，常 開觸點(diǎn)的輸出端與循環(huán)泵電機(jī)(水泵電機(jī)DJ1，潤滑油泵電機(jī)DJ2，燃油泵電 機(jī)DJ3)的電源輸入端連接；對應(yīng)于循環(huán)泵電機(jī)(水泵電機(jī)DJ1，潤滑油泵電 機(jī)DJ2，燃油泵電機(jī)DJ3)的機(jī)車原有的電機(jī)電源7分別與直流接觸器Kl、 K2、 K3的輸入端的常閉觸點(diǎn)連接，常閉觸點(diǎn)的輸出端與循環(huán)泵電機(jī)(水泵電機(jī)DJ1， 潤滑油泵電機(jī)DJ2，燃油泵電機(jī)DJ3)的電源輸入端連接；整流電源5的直流 24V輸出端與控制單元9中的可編程控制器的電源輸入端連接;交流接觸器K4、 K5、 K6、 K7的輸出端的12個端子分別連接加熱器13中的12個加熱管Q的上 端，加熱管Q的下端與總開關(guān)2的輸出端的零線N連接。
控制單元9的可編程控制器的輸入端XI與溫度采集元件12中的溫控器 1WD的端子8連接；輸入端X2與溫控器1WD的端子7連接；輸入端X3與溫 控器1WD的端子4連接；溫控器1WD的端子10、 ll接熱電阻Rl，熱電阻R1 放在循環(huán)水泵的入口處；控制單元9的可編程控制器的輸入端X4與溫度采集 元件12中的溫控器2WD的端子8連接；溫控器2WD的端子10、 11接熱電阻 R2，熱電阻R2放在潤滑油泵的入口處；控制單元9的可編程控制器的輸入端 X5與溫度采集元件12中的溫控器3WD的端子8連接。溫控器3WD的端子10、11接熱電阻R3，熱電阻R3放在燃油泵的入口處。
控制單元9中的可編程控制器的輸出端Y0與組合開關(guān)JC1中的線圈T12 的負(fù)極連接，正極與整流電源5的輸出端的正極連接；輸出端Yl與組合開關(guān) JC2中的線圈T22的負(fù)極連接，正極與整流電源5的輸出端的正極連接；輸出 端Y2與組合開關(guān)JC3中的線圈T32的負(fù)極連接，正極與整流電源5的輸出端 的正極連接；輸出端Y3與組合開關(guān)JC4中的線圈T42的負(fù)極連接，正極與整 流電源5的輸出端的正極連接；輸出端Y4與組合開關(guān)JC5中的線圈T52的負(fù) 極連接，正極與整流電源5的輸出端的正極連接；輸出端Y5與組合開關(guān)JC6 中的線圈T62的負(fù)極連接，正極與整流電源5的輸出端的正極連接；輸出端Y6 與組合開關(guān)JC7中的線圈T72的負(fù)極連接，正極與整流電源5的輸出端的正極 連接。
組合開關(guān)JC1中的線圈Tll的正極與整流電源5的輸出端的正極連接，負(fù) 極接手動開關(guān)C1的上端，Cl的下端與整流電源5的輸出端的負(fù)極連接；組合 開關(guān)JC2中的線圈T21的正極與整流電源5的輸出端的正極連接，負(fù)極接手動 開關(guān)C2的上端，C2的下端與整流電源5的輸出端的負(fù)極連接；組合開關(guān)JC3 中的線圈T31的正極與整流電源5的輸出端的正極連接，負(fù)極接手動開關(guān)C3 的上端，C3的下端與整流電源5的輸出端的負(fù)極連接；組合開關(guān)JC4中的線圈 T41的正極與整流電源5的輸出端的正極連接，負(fù)極接手動開關(guān)C4的上端，C4 的下端與整流電源5的輸出端的負(fù)極連接；組合開關(guān)JC5中的線圈T51的正極 與整流電源5的輸出端的正極連接，負(fù)極接手動開關(guān)C5的上端，C5的下端與 整流電源5的輸出端的負(fù)極連接；組合開關(guān)JC6中的線圈T61的正極與整流電 源5的輸出端的正極連接，負(fù)極接手動開關(guān)C6的上端，C6的下端與整流電源 5的輸出端的負(fù)極連接；組合開關(guān)JC7中的線圈T71的正極與整流電源5的輸 出端的正極連接，負(fù)極接手動開關(guān)C7的上端，C7的下端與整流電源5的輸出 端的負(fù)極連接?？刂茊卧?中的組合開關(guān)JC1的接線端12與總開關(guān)2的輸出端的零線N 連接，組合開關(guān)JC1的接線端3與互鎖切換電機(jī)控制元件中的接觸器Kl的線 圈的上端連接，線圈的下端與總開關(guān)2的輸出端的火線L連接；組合開關(guān)JC2 的接線端22與總開關(guān)2的輸出端的零線N連接，組合開關(guān)JC2的接線端5與 互鎖切換電機(jī)控制元件中的接觸器K2的線圈的上端連接，線圈的下端與總開 關(guān)2的輸出端的火線L連接；組合開關(guān)JC3的接線端32與總開關(guān)2的輸出端的 零線N連接，組合開關(guān)JC3的接線端7與互鎖切換電機(jī)控制元件中的接觸器 K3的線圈的上端連接，線圈的下端與總開關(guān)2的輸出端的火線L連接；組合開 關(guān)JC4的接線端42與總開關(guān)2的輸出端的零線N連接，組合開關(guān)JC4的接線 端9與電熱器投切控制元件中的接觸器K4的線圈的上端連接，線圈的下端與 總開關(guān)2的輸出端的火線L連接;組合開關(guān)JC5的接線端52與總開關(guān)2的輸出 端的零線N連接，組合開關(guān)JC5的接線端11與電熱器投切控制元件中的接觸 器K5的線圈的上端連接，線圈的下端與總開關(guān)2的輸出端的火線L連接；組 合開關(guān)JC6的接線端62與總開關(guān)2的輸出端的零線N連接，組合開關(guān)JC6的 接線端13與電熱器投切控制元件中的接觸器K6的線圈的上端連接，線圈的下 端與總開關(guān)2的輸出端的火線L連接；組合開關(guān)JC7的接線端72與總開關(guān)2 的輸出端的零線N連接，組合開關(guān)JC7的接線端15與電熱器投切控制元件中 的接觸器K7的線圈的上端連接，線圈的下端與總開關(guān)2的輸出端的火線L連 接。
具體使用實(shí)例1
機(jī)車停車待機(jī)狀態(tài)，水溫2(TC，潤滑油溫15t:，環(huán)境溫度-15匸； 設(shè)水的溫度下限值為3(TC，中間值35t:，上限值4(TC;加熱器13中的加 熱管Q分為三組，每組10kW;
連接地面電源1與總開關(guān)2，合總開關(guān)，保溫裝置帶電備用。合起動開關(guān)K8，溫度數(shù)據(jù)采集元件12采集到水溫2(TC，控制單元9控制加熱器投切控制 元件10和互鎖切換循環(huán)泵電機(jī)控制元件8，啟動水泵電機(jī)DJ1、潤滑油泵電機(jī) DJ2和燃油泵電機(jī)DJ3運(yùn)行，將加熱器13的30kW全部投入。水溫達(dá)到3(TC時， 加熱器13切除10kW，保留20kW。水溫達(dá)到35'C時，加熱器13再切除10kW，
保留iokw。水溫下降到33"c時，達(dá)到了熱交換的平衡，此時潤滑油溫度2rc，
燃油溫度23。C，滿足起機(jī)運(yùn)行條件。運(yùn)行結(jié)果是當(dāng)環(huán)境溫度-15。C時，機(jī)車循 環(huán)水溫維持在30-35°C,潤滑油和燃油溫度維持在20-23°C，控制室溫度達(dá)到 16°C，平均能耗10kW/小時。 具體使用實(shí)例2
機(jī)車剛停車待機(jī)狀態(tài)，水溫55"C，潤滑油溫3(TC，燃油溫度25"C，環(huán)境 溫度-20。C;
設(shè)水的溫度下限值為25'C，中間值3(TC，上限值35t:;加熱器13中的加 熱管Q分為六組，每組5kW;
連接地面電源1與總開關(guān)2，合總開關(guān)，保溫裝置帶電備用。合起動開關(guān) K8，溫度數(shù)據(jù)采集元件12采集到水溫55"C，控制單元9控制加熱器投切控制 元件10和互鎖切換循環(huán)泵電機(jī)控制元件8，啟動水泵電機(jī)DJ1、潤滑油泵電機(jī) DJ2和燃油泵電機(jī)DJ3運(yùn)行，每間隔5分鐘運(yùn)行1分鐘，加熱器13不投入。當(dāng) 溫度數(shù)據(jù)采集元件12采集到水溫為3(TC時，加熱器13自動投入5kW，水泵電 機(jī)DJ1、潤滑油泵電機(jī)DJ2和燃油泵電機(jī)DJ3連續(xù)運(yùn)行。水溫達(dá)到25"C時，加 熱器13再投入5kW，保留10kW。水溫達(dá)到35。C時，加熱器13全部切除。運(yùn) 行結(jié)果是當(dāng)環(huán)境溫度-2(TC時，機(jī)車循環(huán)水溫維持在25-35°C，潤滑油和燃油 溫度維持在20-23°C，控制室溫度達(dá)到15'C，平均能耗10kW/小時。
權(quán)利要求
1、內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，包括機(jī)車原有的電機(jī)電源(7)；地面電源(1)，用于提供停車保溫裝置所消耗的能量，其特征在于地面電源(1)，為加熱器(13)、機(jī)車駕駛室空調(diào)(6)提供交流電源；整流元件(4)，用于為循環(huán)泵電機(jī)(11)提供110伏直流動力電源；整流元件(5)，用于為控制單元(9)提供24伏直流電源；溫度采集元件(12)，用于為控制單元(9)提供溫度數(shù)據(jù)信息；所述的控制單元(9)根據(jù)溫度采集元件(12)的數(shù)據(jù)信息，通過互鎖切換電機(jī)控制元件(8)控制循環(huán)泵電機(jī)(11)的起停和通過加熱器投切控制元件(10)控制加熱器(13)的投切，完成電能與熱能的轉(zhuǎn)換及熱能的傳遞。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的地 面電源(1)為兩相電源或三相電源中的任意一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的溫 度采集元件(12)由熱電阻溫控器或熱電偶溫控器中的任意一種構(gòu)成，溫度采 集元件(12)所采集的數(shù)據(jù)信息包括循環(huán)水、潤滑油和燃油的溫度值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的循 環(huán)泵電機(jī)(11)包括水泵電機(jī)、潤滑油泵電機(jī)、燃油泵電機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的加 熱器(13)是將若干加熱管至少分三組放置在一個水箱中構(gòu)成，所述的分組按 等值或不等值分組形式或直接采用8421比例分組形式中的任意一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的互 鎖切換電機(jī)控制元件(8)由直流電動開關(guān)或直流接觸器中的任意一種形式構(gòu)成， 主觸頭兩開兩閉，保持整流元件(4)提供的直流電源或機(jī)車原有的電機(jī)電源(7) 中的任意一路電源與循環(huán)泵電機(jī)(11)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的加熱器投切控制元件(10)由交流電動開關(guān)或交流接觸器中的任意一種形式構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的控制單元(9)為可編程控制器與手動、自動開關(guān)組合或單片機(jī)與手動、自動開關(guān) 組合中的任意一種；手動、自動功能可混合使用。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，其特征在于所述的機(jī) 車駕駛室空調(diào)(6)與總開關(guān)(2)之間設(shè)有微型斷路器(3)，用于為機(jī)車駕駛 室空調(diào)(6)提供過壓、過流保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種使用車站地面電源在內(nèi)燃機(jī)車停車待機(jī)狀態(tài)下，維持機(jī)車的水、潤滑油和燃油的溫度，滿足機(jī)車隨時起車運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)車的停車保溫裝置，屬節(jié)能、環(huán)保領(lǐng)域。包括機(jī)車原有的電機(jī)電源；地面電源，用于提供停車保溫裝置所消耗的能量，其在于地面電源，為加熱器、機(jī)車駕駛室空調(diào)提供交流電源；110伏輸出整流元件，用于為循環(huán)泵電機(jī)提供110伏直流動力電源；24伏輸出整流元件，用于為控制單元提供24伏直流電源；溫度采集元件，用于為控制單元提供溫度數(shù)據(jù)信息；所述控制單元根據(jù)溫度采集元件的數(shù)據(jù)信息，通過互鎖切換電機(jī)控制元件控制循環(huán)泵電機(jī)的起停和通過加熱器投切控制元件控制加熱器的投切，完成電能與熱能的轉(zhuǎn)換及熱能的傳遞。
文檔編號F02N19/04GK101509456SQ20091001075
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者張春雁, 江少明, 王健斌 申請人:江少明;張春雁;王健斌