专利名称：内燃机车的停车保温装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机车保温装置，尤其涉及一种使用车站地面电源在内 燃机车停车待机状态下，维持机车的水、润滑油和燃油的温度，满足机车随时 起车运行的内燃机车的停车保温装置，属节能、环保领域。
背景技术：
内燃机车运行条件规定柴油机的润滑油、循环水温度低于2(TC时不得起
车。在温度较低的各季节，为了保证内燃机车的机动性，防止冻害事故的发生， 内燃机车在站、段内停留时必须打温。
目前我国运行的内燃机车在温度较低的时候主要采用柴油机惰转(空载运
行)方式打温，其存在的问题是消耗大量的燃油(约20kg/小时)， 增加运动 器件的磨损，减少机车使用寿命；燃油燃烧状态不良，造成大量有害气体污染 环境。因此，亟待解决和研究新的节能、环保的方式来满足内燃机车随时起车 正常运行的需要。
发明内容
本发明就是针对上述问题提出来的，目的就是提供一种具有自动运行、低 能耗、无污染，保证内燃机车随时起车正常运行的内燃机车的停车保温装置。
为了实现上述目，本发明解决技术问题的技术方案是内燃机车的停车保 温装置，包括机车原有的电机电源；地面电源，用于提供停车保温装置所消耗 的能量，其在于地面电源，为加热器、机车驾驶室空调提供交流电源；110伏输 出整流元件，用于为循环泵电机提供110伏直流动力电源；24伏输出整流元件， 用于为控制单元提供24伏直流电源；温度采集元件，用于为控制单元提供温度 数据信息；所述的控制单元根据温度釆集元件的数据信息，通过互锁切换电机控制元件控制循环泵电机的起停和通过加热器投切控制元件控制加热器的投 切，完成电能与热能的转换及热能的传递，满足柴油机的润滑油、燃油、循环
水的温度不低于2(TC的基本起机运行条件要求。
所述的地面电源为两相电源或三相电源中的任意一种。 所述的温度采集元件由热电阻温控器或热电偶温控器中的任意一种构成， 温度采集元件所采集的数据信息包括循环水、润滑油和燃油的温度值。 所述的循环泵电机包括水泵电机、润滑油泵电机、燃油泵电机。 所述的加热器是将若干加热管至少分三组放置在一个水箱中构成，所述的
分组按等值或不等值分组形式或直接采用8421比例分组形式中的任意一种。 所述的互锁切换电机控制元件由直流电动开关或直流接触器中的任意一种
形式构成，主触头两开两闭，保持整流元件提供的直流电源或机车原有的电机
电源中的任意一路电源与循环泵电机连接。
所述的加热器投切控制元件由交流电动开关或交流接触器中的任意一种形
式构成。
所述的控制单元为可编程控制器与手动、自动开关组合或单片机与手动、 自动开关组合中的任意一种；手动、自动功能可混合使用。
所述的机车驾驶室空调与总开关之间设有微型断路器，用于为机车驾驶室 空调提供过压、过流保护。
本发明与现有技术相比，由于采用了以上的整合技术，解决了以往内燃机 车在温度较低的各季节，采用柴油机空载运行的方式打温起车，消耗大量能源 的问题。本发明具有结构简单合理，自动运行，安全可靠，能耗低、无污染， 而且与内燃机车原有电源系统各自独立，相互隔离。使用本发明的保温装置还 可以避免机油稀释，喷油嘴积炭等不良后果，同时完全避免内燃机车非工作性 磨耗，满足内燃机车随时起车运行的需要，制作成本低，最大限度地延长了内 燃机车的使用寿命。
图l是本发明的结构框图2是本发明的电气原理图3是本发明的控制单元9的电气原理图。
图中地面电源l，总开关2，微型断路器3，整流元件4，整流元件5， 机车驾驶室空调6，机车原有的电机电源7，互锁切换电机控制元件8，控制单 元9，加热器投切控制元件IO，循环泵电机ll，温度采集元件12，加热器13， 加热管Q，水泵电机DJ1，润滑油泵电机DJ2，燃油泵电机DJ3，水温控器1WD， 润滑油温控器1WD，燃油温控器1WD。
具体实施例方式
下面参见本发明的附图并结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明， 但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以 不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实 现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1:
如图1所示，本发明内燃机车的停车保温装置，包括机车原有的电机电源 7;地面电源l，用于提供停车保温装置所消耗的能量，其地面电源l，为加热 器13、机车驾驶室空调6提供交流电源；整流元件4，用于为循环泵电机ll提 供110伏直流动力电源；整流元件5，用于为控制单元9提供24伏直流电源；
温度采集元件12，用于为控制单元9提供温度数据信息；所述的控制单元9根 据温度采集元件12的数据信息，通过互锁切换电机控制元件8控制循环泵电机 11的起停和通过加热器投切控制元件IO控制加热器13的投切，完成电能与热 能的转换及热能的传递交换，满足柴油机的润滑油、燃油、循环水的温度不低 于2(TC的基本起机运行条件要求。 所述的地面电源1为两相电源。所述的温度采集元件12由热电阻温控器构成，温度采集元件12所采集的
数据信息包括循环水、润滑油和燃油的温度值。
所述的循环泵电机ll包括水泵电机、润滑油泵电机、燃油泵电机。 所述的加热器13是将加热管Q按等值分组形式分为三组后放置在一个水
箱中构成。
所述的互锁切换电机控制元件8由直流接触器构成，实现二选一功能，即 四个主触头中有两个常开、两个常闭，保持整流元件4提供的直流电源或机车 原有的电机电源7中的任意一路电源与循环泵电机11连接。
所述的加热器投切控制元件10由交流接触器构成。
所述的控制单元9为可编程控制器与手动、自动开关组合；手动、自动功 能可混合使用。
所述的机车驾驶室空调6与总开关2之间设有微型断路器3，用于为机车 驾驶室空调6提供过压、过流保护。 实施例2:
所述的地面电源1为三相电源。
所述的温度采集元件12由热电偶温控器构成，温度采集元件12所采集的 数据信息包括循环水、润滑油和燃油的温度值。
所述的加热器13是采用8421比例分组形式分组后放置在一个水箱中构成。
所述的互锁切换电机控制元件8由直流电动开关构成，主触头两开两闭， 保持整流元件4提供的直流电源或机车原有的电机电源7中的任意一路电源与 循环泵电机ll连接。
所述的加热器投切控制元件10由交流电动开关构成。
所述的控制单元9为单片机与手动、自动开关组合；手动、自动功能可混 合使用。
其它同实施例l，不再螯述。实施例3:
如图2是本发明的电气原理图；图3是本发明的控制单元9的电气原理图， 地面电源1取两相220V;控制单元9采用可编程控制器与手动、自动开关组合；
互锁切换电机控制元件8采用直流接触器；加热器投切控制元件10采用交流接
触器，具体说明如下
总开关2的输出端分别与微型断路器3、整流元件4、整流元件5交流输入 端相连及总开关2的输出端的火线L与加热器投切控制元件10的交流接触器 K4、 K5、 K6、 K7的输入端的12个端子相连；其中微型断路器3的输出端与 机车驾驶室空调6的电源输入端连接;整流电源4的直流110V输出端与互锁切 换电机控制元件8中的直流接触器K1、 K2、 K3的输入端的常开触点连接，常 开触点的输出端与循环泵电机(水泵电机DJ1，润滑油泵电机DJ2，燃油泵电 机DJ3)的电源输入端连接；对应于循环泵电机(水泵电机DJ1，润滑油泵电 机DJ2，燃油泵电机DJ3)的机车原有的电机电源7分别与直流接触器Kl、 K2、 K3的输入端的常闭触点连接，常闭触点的输出端与循环泵电机(水泵电机DJ1， 润滑油泵电机DJ2，燃油泵电机DJ3)的电源输入端连接；整流电源5的直流 24V输出端与控制单元9中的可编程控制器的电源输入端连接;交流接触器K4、 K5、 K6、 K7的输出端的12个端子分别连接加热器13中的12个加热管Q的上 端，加热管Q的下端与总开关2的输出端的零线N连接。
控制单元9的可编程控制器的输入端XI与温度采集元件12中的温控器 1WD的端子8连接；输入端X2与温控器1WD的端子7连接；输入端X3与温 控器1WD的端子4连接；温控器1WD的端子10、 ll接热电阻Rl，热电阻R1 放在循环水泵的入口处；控制单元9的可编程控制器的输入端X4与温度采集 元件12中的温控器2WD的端子8连接；温控器2WD的端子10、 11接热电阻 R2，热电阻R2放在润滑油泵的入口处；控制单元9的可编程控制器的输入端 X5与温度采集元件12中的温控器3WD的端子8连接。温控器3WD的端子10、11接热电阻R3，热电阻R3放在燃油泵的入口处。
控制单元9中的可编程控制器的输出端Y0与组合开关JC1中的线圈T12 的负极连接，正极与整流电源5的输出端的正极连接；输出端Yl与组合开关 JC2中的线圈T22的负极连接，正极与整流电源5的输出端的正极连接；输出 端Y2与组合开关JC3中的线圈T32的负极连接，正极与整流电源5的输出端 的正极连接；输出端Y3与组合开关JC4中的线圈T42的负极连接，正极与整 流电源5的输出端的正极连接；输出端Y4与组合开关JC5中的线圈T52的负 极连接，正极与整流电源5的输出端的正极连接；输出端Y5与组合开关JC6 中的线圈T62的负极连接，正极与整流电源5的输出端的正极连接；输出端Y6 与组合开关JC7中的线圈T72的负极连接，正极与整流电源5的输出端的正极 连接。
组合开关JC1中的线圈Tll的正极与整流电源5的输出端的正极连接，负 极接手动开关C1的上端，Cl的下端与整流电源5的输出端的负极连接；组合 开关JC2中的线圈T21的正极与整流电源5的输出端的正极连接，负极接手动 开关C2的上端，C2的下端与整流电源5的输出端的负极连接；组合开关JC3 中的线圈T31的正极与整流电源5的输出端的正极连接，负极接手动开关C3 的上端，C3的下端与整流电源5的输出端的负极连接；组合开关JC4中的线圈 T41的正极与整流电源5的输出端的正极连接，负极接手动开关C4的上端，C4 的下端与整流电源5的输出端的负极连接；组合开关JC5中的线圈T51的正极 与整流电源5的输出端的正极连接，负极接手动开关C5的上端，C5的下端与 整流电源5的输出端的负极连接；组合开关JC6中的线圈T61的正极与整流电 源5的输出端的正极连接，负极接手动开关C6的上端，C6的下端与整流电源 5的输出端的负极连接；组合开关JC7中的线圈T71的正极与整流电源5的输 出端的正极连接，负极接手动开关C7的上端，C7的下端与整流电源5的输出 端的负极连接。控制单元9中的组合开关JC1的接线端12与总开关2的输出端的零线N 连接，组合开关JC1的接线端3与互锁切换电机控制元件中的接触器Kl的线 圈的上端连接，线圈的下端与总开关2的输出端的火线L连接；组合开关JC2 的接线端22与总开关2的输出端的零线N连接，组合开关JC2的接线端5与 互锁切换电机控制元件中的接触器K2的线圈的上端连接，线圈的下端与总开 关2的输出端的火线L连接；组合开关JC3的接线端32与总开关2的输出端的 零线N连接，组合开关JC3的接线端7与互锁切换电机控制元件中的接触器 K3的线圈的上端连接，线圈的下端与总开关2的输出端的火线L连接；组合开 关JC4的接线端42与总开关2的输出端的零线N连接，组合开关JC4的接线 端9与电热器投切控制元件中的接触器K4的线圈的上端连接，线圈的下端与 总开关2的输出端的火线L连接;组合开关JC5的接线端52与总开关2的输出 端的零线N连接，组合开关JC5的接线端11与电热器投切控制元件中的接触 器K5的线圈的上端连接，线圈的下端与总开关2的输出端的火线L连接；组 合开关JC6的接线端62与总开关2的输出端的零线N连接，组合开关JC6的 接线端13与电热器投切控制元件中的接触器K6的线圈的上端连接，线圈的下 端与总开关2的输出端的火线L连接；组合开关JC7的接线端72与总开关2 的输出端的零线N连接，组合开关JC7的接线端15与电热器投切控制元件中 的接触器K7的线圈的上端连接，线圈的下端与总开关2的输出端的火线L连 接。
具体使用实例1
机车停车待机状态，水温2(TC，润滑油温15t:，环境温度-15匸； 设水的温度下限值为3(TC，中间值35t:，上限值4(TC;加热器13中的加 热管Q分为三组，每组10kW;
连接地面电源1与总开关2，合总开关，保温装置带电备用。合起动开关K8，温度数据采集元件12采集到水温2(TC，控制单元9控制加热器投切控制 元件10和互锁切换循环泵电机控制元件8，启动水泵电机DJ1、润滑油泵电机 DJ2和燃油泵电机DJ3运行，将加热器13的30kW全部投入。水温达到3(TC时， 加热器13切除10kW，保留20kW。水温达到35'C时，加热器13再切除10kW，
保留iokw。水温下降到33"c时，达到了热交换的平衡，此时润滑油温度2rc，
燃油温度23。C，满足起机运行条件。运行结果是当环境温度-15。C时，机车循 环水温维持在30-35°C,润滑油和燃油温度维持在20-23°C，控制室温度达到 16°C，平均能耗10kW/小时。 具体使用实例2
机车刚停车待机状态，水温55"C，润滑油温3(TC，燃油温度25"C，环境 温度-20。C;
设水的温度下限值为25'C，中间值3(TC，上限值35t:;加热器13中的加 热管Q分为六组，每组5kW;
连接地面电源1与总开关2，合总开关，保温装置带电备用。合起动开关 K8，温度数据采集元件12采集到水温55"C，控制单元9控制加热器投切控制 元件10和互锁切换循环泵电机控制元件8，启动水泵电机DJ1、润滑油泵电机 DJ2和燃油泵电机DJ3运行，每间隔5分钟运行1分钟，加热器13不投入。当 温度数据采集元件12采集到水温为3(TC时，加热器13自动投入5kW，水泵电 机DJ1、润滑油泵电机DJ2和燃油泵电机DJ3连续运行。水温达到25"C时，加 热器13再投入5kW，保留10kW。水温达到35。C时，加热器13全部切除。运 行结果是当环境温度-2(TC时，机车循环水温维持在25-35°C，润滑油和燃油 温度维持在20-23°C，控制室温度达到15'C，平均能耗10kW/小时。
权利要求
1、内燃机车的停车保温装置，包括机车原有的电机电源(7)；地面电源(1)，用于提供停车保温装置所消耗的能量，其特征在于地面电源(1)，为加热器(13)、机车驾驶室空调(6)提供交流电源；整流元件(4)，用于为循环泵电机(11)提供110伏直流动力电源；整流元件(5)，用于为控制单元(9)提供24伏直流电源；温度采集元件(12)，用于为控制单元(9)提供温度数据信息；所述的控制单元(9)根据温度采集元件(12)的数据信息，通过互锁切换电机控制元件(8)控制循环泵电机(11)的起停和通过加热器投切控制元件(10)控制加热器(13)的投切，完成电能与热能的转换及热能的传递。
2、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的地 面电源(1)为两相电源或三相电源中的任意一种。
3、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的温 度采集元件(12)由热电阻温控器或热电偶温控器中的任意一种构成，温度采 集元件(12)所采集的数据信息包括循环水、润滑油和燃油的温度值。
4、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的循 环泵电机(11)包括水泵电机、润滑油泵电机、燃油泵电机。
5、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的加 热器(13)是将若干加热管至少分三组放置在一个水箱中构成，所述的分组按 等值或不等值分组形式或直接采用8421比例分组形式中的任意一种。
6、 根据权利要求1所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的互 锁切换电机控制元件(8)由直流电动开关或直流接触器中的任意一种形式构成， 主触头两开两闭，保持整流元件(4)提供的直流电源或机车原有的电机电源(7) 中的任意一路电源与循环泵电机(11)连接。
7、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的加热器投切控制元件(10)由交流电动开关或交流接触器中的任意一种形式构成。
8、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的控制单元(9)为可编程控制器与手动、自动开关组合或单片机与手动、自动开关 组合中的任意一种；手动、自动功能可混合使用。
9、 根据权利要求l所述的内燃机车的停车保温装置，其特征在于所述的机 车驾驶室空调(6)与总开关(2)之间设有微型断路器(3)，用于为机车驾驶 室空调(6)提供过压、过流保护。
全文摘要
本发明公开一种使用车站地面电源在内燃机车停车待机状态下，维持机车的水、润滑油和燃油的温度，满足机车随时起车运行的内燃机车的停车保温装置，属节能、环保领域。包括机车原有的电机电源；地面电源，用于提供停车保温装置所消耗的能量，其在于地面电源，为加热器、机车驾驶室空调提供交流电源；110伏输出整流元件，用于为循环泵电机提供110伏直流动力电源；24伏输出整流元件，用于为控制单元提供24伏直流电源；温度采集元件，用于为控制单元提供温度数据信息；所述控制单元根据温度采集元件的数据信息，通过互锁切换电机控制元件控制循环泵电机的起停和通过加热器投切控制元件控制加热器的投切，完成电能与热能的转换及热能的传递。
文档编号F02N19/04GK101509456SQ20091001075
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者张春雁, 江少明, 王健斌 申请人:江少明;张春雁;王健斌