专利名称:运输工具的发动机总成的制作方法
本发明涉及公路、铁路或水上运输工具的发动机总成，该总成至少包括两台以交替或同步方式工作的内燃式发动机，两台发动机各自具有自身的冷却系统。
对于运输工具(主要是铁路运输工具，但同样包括水上运输工具)来说，发动机总成或者牵引或驱动系统的可靠性是优先要考虑的要求之一，要知道一辆机车或一艘船的一个发动机故障，需要对其采取迅速且重大的措施，而且这种故障会造成威胁操作者安全的危险。所以运输公司永远要操心的一个问题就是寻求能够有助于提高该可靠性的方案，也就是说减少故障的危险。
一种明显的方案在于增加一倍的牵引或驱动系统。如同许多的铁路列车由两辆或多辆机车来牵引，通常也是为了达到单一的一辆机车所不能提供的功率。附带地，这种牵引系统的加倍至少部分地解决了安全问题，即使当一辆机车出现故障而列车不能再达到其最佳速度时。
同样因为安全的原因，越来越多的游船备有两台交替使用的发动机，象通常的巡洋舰一样。只是在运转峰值或者穿过汹涌的困难海面时才需要两台发动机的联合功率。
然而，这些发动机总成还是相互独立的，特别是铁路列车的发动机，每辆内燃机车只备有一台该类型的发动机。
在一列火车只有一辆机车的情况下，安全的问题并没有解决，即使统计上的导致线路上停车的故障的危险是0.2％左右。
本发明旨在提供一种简便，有效且经济的方案，以便大幅度地降低这一危险，并提高上述类型的运输工具发动机总成的可靠性。
为此目的，本发明涉及的发动机总成的特征在于，它备有的装置在发动机总成以交替方式工作时，通过运转的发动机的冷却系统使停车的发动机的冷却系统的温度得以保持。
根据一个最佳实施例，所述保持冷却系统的温度的装置包括至少一个以独立方式连接于每个所述发动机冷却系统的热交换器。
根据一个有利的实施例，所述装置另外还包括一个安装在每个所述冷却系统中的循环泵。
当所述发动机总成设计成每个冷却系统包括一个膨胀室和一个与发动机主动轴相连的水泵时，所述热交换器安装在膨胀室与所述独立发动机的两个冷却系统的水泵之间，并位于水泵增压回路上。
为了在停车的发动机的冷却系统中通过温差对流效应实现循环，所述热交换器最好设置在低于该发动机的至少一部分的位置上。
参照附图，通过作为非限定性实例的最佳实施例及变型的描述，将对本发明有更好的理解。
图1是根据本发明的发动机总成的第一实施例；图2是根据本发明的发动机总成的第二实施例；参照图1，以示意图的方式表示的发动机总成包括一个第一内燃发动机20和一个第二内燃发动机40，每台发动机分别有各自的冷却系统21和41。两个冷却系统21和41通过一个热交换器30形成热耦合。
发动机20和40各自包括一个发动机组22，42，后者与一台交流发电机23、43和一台水泵24、44相连。
冷却系统21，41分别包括水散热器25、45，膨胀室26、46和恒温阀27、47。
每个膨胀室26、46具有一个入口28、48和一个出口29、49，入口分别与相应的水散热器25、45相连，出口分别与热交换器30的相隔开的入口31和32相连。该交换器具有两个出口33和34，它们通过构成人们通常所说的增压回路部分的两根导管35和36连通到水泵24和44的入口，水泵的入口与连接这些泵和水散热器25、45的导管38和39相并联。两台发动机以众所周知的方式各自具有一油冷却系统，该系统分别主要包括水/油热交换器51和61。
只要热交换器安置在相对于发动机20、40尽可能低的位置处，系统就通过温差对流而工作。事实上，假定发动机22处于工作状态，冷却液的循环在冷却系统21，特别是热交换器30的左舱室(图1)中正常地进行。热量传递给该交换器的右舱室(图1)。由于热交换器的位置低于发动机，冷却液实际上成为暂时处于停车状态的发动机40的预热或恒温液。当发动机工作时，液体按同样的方向循环。
这种温差对流的工作方案特别令人感兴趣，因为除了热交换器30的安置之外，它不需要任何的发动机结构的变化。在实际操作中，只须分别在第一和第二发动机增压回路的入口和出口之间安置交换器的两个舱室。
图2示出该系统的一个变型。在这个示意的实施例中，发动机总成包括两台分别具有其冷却系统101、111的独立的发动机100和110。每个冷却系统具有使冷却液循环的泵102、112，冷却系统与一个热交换器120相连。在该实施例中，停车的发动机的冷却系统中的冷却液借助相应的泵实现循环。由于这点，这一方案比前一个要耗费更多的能量。
不管采用哪种实施方案，双发动机动力系统的概念具有众多的优点。一个显然的优点是这种类型的机车发动机在线路上发生停车的概率极剧地下降，也就是对于铁路线经营者来说很重要的一个危险因素的相应的减少。在线路上发生停车的概率从单发动机机车时的0.2％下降到双发动机机车时的0.0004％。
而另一个完全出乎意料的优点是由于内燃机以及外围组件(例如交流发电机)的特定质量随着单位功率的增加而增大。
对于制造成本也呈现同样的趋势。因此，在一辆机车上，用两台额定功率为1/2Po的发动机替换一台额定功率为Po的发动机，可以同时降低整体的质量以及制造成本。
另外，在经营中人们知道，至少在80％的运转时间内，指定的功率低于额定功率的一半。
因此，一个双发动机的发动机总成中，在80％的时间内可以只开动一台发动机。这对于保养的周期，能源的消耗及污染的排放都有有利的影响。
在实际中，除了温度的恒定，还需使油路保持充满。为此，可以使用这些发动机通常具有的预润滑泵，这是一种能耗低的小型泵。另外，当发动机运转时，油经过通常用于冷却该油的水/油交换器使其温度得以保持。
本发明不只局限于所描述的实施例，对于本行业的技术人员来说，可以对其进行不同的改进并实现各种显而易见的变型。
权利要求
1.公路、铁路或水上运输工具的发动机总成，该总成至少包括两台以交替或同步方式工作的内燃式发动机，两台发动机各自有自身的冷却系统，当发动机总成以交替方式工作时，它配备的装置通过运转的发动机(40或20；110或100)的冷却系统(41或21，111或101)使停车的发动机(20或40；100或110)的冷却系统(21或41；101或111)的温度得以保持；其特征在于，所述用于保持冷却系统之一的温度的装置包括至少一个以独立方式连接于每个所述发动机(20，40；100，110)的冷却系统(21，41；101，111)的热交换器(30；120)。
2.根据权利要求
1所述的发动机总成，其特征在于，所述装置另外还包括一个安装在每个所述冷却系统(101，111)中的循环泵(102，112)。
3.根据权利要求
1所述的发动机总成，其中，每个冷却系统包括一个膨胀室(26，46)和一个与发动机(20，40)主动轴相连的水泵(24，44)；其特征在于，所述热交换器(30)安装在膨胀室(26，46)与所述独立发动机(20，40)的两个冷却系统(21，41)的水泵(24，44)之间，并位于所述水泵的增压回路上。
4.根据权利要求
3所述的发动机总成，其特征在于，所述热交换器(30)设置在低于所述发动机(20或40)的至少一部分的位置上，以便通过温差对流效应使液体在停车发动机的冷却系统中循环。
专利摘要
本发明涉及发动机总成，它包括可以交替或同步工作的两台内燃机。每台发动机(20，40)有各自的冷却系统(21，41)。每个冷却系统有膨胀室(26，46)并与一热交换器(30)相连。该交换器在发动机交替工作时，通过运转的发动机的冷却系统使停车的发动机的冷却系统的温度得以保持。该发动机总成适用于公路、铁路或水上的运输工具。
文档编号F02B3/06GKCN1076437SQ95109151
公开日2001年12月19日 申请日期1995年8月10日
发明者让·尼克莱 申请人:维尔斯莱·萨克姆柴油机股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (4),