專利名稱：一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于內(nèi)燃機車冷卻水、燃油、機油及司機室預(yù)熱保溫的內(nèi)燃機車 輔助裝置。
背景技術(shù)：
為保證冬季寒冷地區(qū)的內(nèi)燃機車能夠隨時啟動投入運行，規(guī)定柴油機機油、冷卻 水溫度須保持20°C以上，故在內(nèi)燃機車上均設(shè)置有機油和冷卻水的預(yù)熱裝置。傳統(tǒng)的內(nèi)燃 機機車預(yù)熱裝置采用預(yù)熱鍋爐或柴油機惰轉(zhuǎn)打溫的方式對柴油機的油、水進行加熱。但這 兩種方法存在耗油多，加劇機車柴油機運動件的額外磨損從而縮短主柴油機使用壽命，以 及怠速工況下燃油霧化差導(dǎo)致排放超標并由于稀釋機油導(dǎo)致增壓器噴機油的故障等問題。 為此，國內(nèi)引進吸收了美國“DDHS”型機車油、水預(yù)熱系統(tǒng)專利技術(shù)，用于取代傳統(tǒng)的機車 預(yù)熱方式。經(jīng)過推廣應(yīng)用與不斷改進，使該技術(shù)日趨完善，并逐步推出了諸多具有自主知 識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)專利技術(shù)，其中，專利號ZL200620072562.8名稱為“內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝 置”就是其中比較成熟的一項專利技術(shù)。該裝置由輔助柴油發(fā)電機組、輔助燃油箱、氣-液 熱交換器、內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器、機油及燃油溫控閥、冷卻水及機油、燃油電加熱器、控制箱及控制 電路等組成，并與機車原有的冷卻水及機油、燃油泵、冷卻水系統(tǒng)、機油及燃油箱、機油及燃 油熱交換器及管路等一起，構(gòu)成內(nèi)燃機車冷卻水、機油、燃油輔助預(yù)熱系統(tǒng)。該裝置采用以 可編程控制器及溫度傳感器為核心的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了機車冷卻水、機油、燃油溫度的自動 控制，實現(xiàn)了真正的機車熱機啟動；整個裝置啟動、加載、卸載、停機完全自動化，從而實現(xiàn) 無人值守；此外裝置還具有提供機車輔助用電及機車蓄電池浮充電功能。該裝置以其高效 節(jié)能、全自動化等優(yōu)良特性受到了用戶的好評。但在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些不足1、該裝置不具有對司機室進行自動保溫的功能。2、輔助燃油箱的管路結(jié)構(gòu)不能確保每次停機后都能留存足夠的燃油，從而導(dǎo)致柴 油發(fā)電機組無法保證正常的自動啟機或連續(xù)工作。3、輔助燃油箱每次上油或放油時都要手動擰開頂部的放氣螺堵，操作繁瑣。4、采用機油或燃油溫控閥方案時，溫控閥安裝在相應(yīng)電加熱器管路的流程前端， 當(dāng)機油或燃油溫度達到溫控閥上限時，溫控閥會將油料全部分流回油箱，如此會造成電加 熱器內(nèi)的殘留機油或燃油處于靜止加熱狀態(tài)，一旦電加熱器溫控失效，會造成油料過熱甚 至起火。5、該裝置的控制系統(tǒng)是按程序控制方式來保證冷卻水、機油、燃油泵與相應(yīng)的電 加熱器的啟閉順序的，即加載時先啟動泵循環(huán)再延時接通相應(yīng)的電加熱器，卸載時先關(guān)斷 電加熱器再延時停止相應(yīng)的泵循環(huán)，以此避免被加熱的燃油等流體出現(xiàn)靜止加熱過熱甚至 起火現(xiàn)象。但當(dāng)某一種流體的循環(huán)泵因故停止工作時，這種程序控制方式無法杜絕被加熱 流體出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種同時具備對機車冷卻水、機油、燃油及司機室進行 全自動預(yù)熱保溫功能，能夠更有效避免冷卻水、機油及燃油發(fā)生過熱現(xiàn)象的新型內(nèi)燃機車 的熱電預(yù)熱裝置，并使該裝置具備更高的自動化程度，操作簡便、安全可靠。為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電 預(yù)熱裝置包括輔助柴油發(fā)電機組、廢氣總管、氣-液熱交換器、排氣管、輔助燃油箱、內(nèi)水溫 調(diào)節(jié)器、輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)、冷卻水電加熱器、機油電加熱器、機油溫控閥、燃油電加熱 器、燃油溫控閥、蓄電池、控制箱及控制電路以及冷卻水泵、機車冷卻水系統(tǒng)、冷卻水截止 閥、機油泵、機油熱交換器、機油濾清器、機油系統(tǒng)、機油總管、機油箱、燃油泵、燃油熱交換 器、燃油系統(tǒng)、燃油箱、司機室及其電熱裝置等。由以上組成部分進行組合，分別構(gòu)成內(nèi)燃機 車的冷卻水、機油、燃油及司機室預(yù)熱系統(tǒng)。冷卻水預(yù)熱系統(tǒng)由機車冷卻水系統(tǒng)、冷卻水出 水截止閥、冷卻水回水截止閥、冷卻水泵、冷卻水電加熱器、輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)、內(nèi)水溫 調(diào)節(jié)器、氣-液熱交換器及管路組成。其中，機車冷卻水系統(tǒng)通過出水截止閥與冷卻水泵相 連接，冷卻水泵出口通過出水總管與冷卻水電加熱器入口相連接。冷卻水電加熱器出口的 出水總管分兩個支路，一路與氣-液熱交換器的入水口相連接，另一路與輔助柴油機冷卻 水系統(tǒng)相連接。內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器的進水端與輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)相連通。冷卻水出水端 的一路與回水總管相連接；出水端的另一路返回輔助柴油機的冷卻水系統(tǒng)。氣-液熱交換 器的出水端通過回水總管及回水截止閥與機車冷卻水系統(tǒng)相連接。機車高溫水系統(tǒng)與燃 油熱交換器水側(cè)并聯(lián)，機車低溫水系統(tǒng)與機油熱交換器水側(cè)相串聯(lián)，機車高、低溫水系統(tǒng)的 出、回水端分別通過冷卻水出、回水總管并聯(lián)在一起組成機車冷卻水系統(tǒng)。機油預(yù)熱系統(tǒng)由 機油箱、機油泵、機油電加熱器、機油溫控閥、機油熱交換器、機油系統(tǒng)、機油總管等組成，其 中，機油電加熱器串接在機油泵后面，其出口與機油溫控閥入口相連接。機油溫控閥出口一 端與機油熱交換器的機油入口相連接，另一端與機油總管相連接。機油熱交換器機油出口 與機油濾清器入口相連接，機油濾清器出口接機油系統(tǒng)，機油系統(tǒng)通過機油總管與機油箱 連接。燃油預(yù)熱系統(tǒng)由燃油箱、燃油泵、燃油電加熱器、燃油溫控閥、燃油熱交換器、燃油系 統(tǒng)等組成，其中，燃油泵出口分別與輔助上油管及燃油電加熱器入口相連接。燃油電加熱器 出口與燃油溫控閥入口相連接，燃油溫控閥出口一端與燃油熱交換器燃油入口相連接，另 一端與燃油箱相連接。燃油熱交換器燃油出口通過燃油系統(tǒng)與燃油箱相連接。司機室預(yù)熱 系統(tǒng)由司機室、司機室電熱裝置組成，司機室電熱裝置位于前后司機室內(nèi)。氣-液熱交換器 進氣口通過廢氣總管與輔助柴油機的排氣口相連接；氣-液熱交換器出氣口通過排氣管與 大氣相通。輔助燃油箱通過輔助上油管與燃油泵出口相連接，并通過輔助回油管與燃油箱 相連接，再通過輔助供油管與輔助柴油機相連接。作為本實用新型的進一步改進，可以省去機油溫控閥，使機油電加熱器出口直接 與機油熱交換器的機油入口相連接；或者省去燃油溫控閥，使燃油電加熱器的出口直接與 燃油熱交換器的燃油入口相連接。作為本實用新型的進一步改進，該輔助上油管上設(shè)置一上油截止閥，在上油截止 閥與輔助燃油箱之間設(shè)置一逆止閥，輔助燃油箱靠上部位設(shè)置自動排氣閥。輔助供油管與 輔助柴油機燃油系統(tǒng)之間設(shè)置供油截止閥，供油截止閥出口并聯(lián)放油管，并通過放油截止 閥與輔助回油管相連接。[0012]作為本實用新型的進一步改進，該司機室電暖裝置可以是電暖器或熱風(fēng)機或者其 它供熱電器。作為本實用新型的進一步改進，該控制電路包括蓄電池、可編程控制器、變電裝 置、啟動馬達、熄火控制器、充電機、冷卻水溫度傳感器、機油溫度傳感器、燃油溫度傳感器、 司機室溫度傳感器、冷卻水溫度上限開關(guān)、機油溫度上限開關(guān)、燃油溫度上限開關(guān)、司機室 溫度上限開關(guān)、冷卻水過溫開關(guān)、機油過溫開關(guān)、燃油過溫開關(guān)、冷卻水流量開關(guān)、機油流量 開關(guān)、燃油流量開關(guān)、冷卻水電加熱接觸器、機油電加熱接觸器、燃油電加熱接觸器、司機室 電熱接觸器、冷卻水泵電機接觸器、機油泵電機接觸器、燃油泵電機接觸器、冷卻水溫度智 能數(shù)顯儀表、機油智能溫度數(shù)顯儀表、燃油智能溫度數(shù)顯儀表、司機室智能溫度數(shù)顯儀表、 冷卻水超溫指示燈、機油超溫指示燈、燃油超溫指示燈。所述冷卻水電加熱接觸器、機油電 加熱接觸器、燃油電加熱接觸器、司機室電熱接觸器、冷卻水泵電機接觸器、機油泵電機接 觸器、燃油泵電機接觸器、可編程控制器及變電裝置位于控制箱內(nèi)；所述冷卻水溫度智能數(shù) 顯儀表、機油智能溫度數(shù)顯儀表、燃油智能溫度數(shù)顯儀表、司機室智能溫度數(shù)顯儀表、冷卻 水超溫指示燈、機油超溫指示燈、燃油超溫指示燈位于控制箱面板上。所述冷卻水溫度上限 開關(guān)、機油溫度上限開關(guān)、燃油溫度上限開關(guān)分別位于冷卻水智能溫度數(shù)顯儀表、機油智能 溫度數(shù)顯儀表及燃油智能溫度數(shù)顯儀表上；啟動馬達、熄火控制器及充電機安裝于輔助柴 油機上；冷卻水溫度傳感器安裝于冷卻水泵進口管路上；機油溫度傳感器安裝于機油熱交 換器出口管路上；燃油溫度傳感器安裝于燃油電加熱器前端管路上；司機室溫度傳感器安 裝于前后司機室后壁上部；冷卻水、機油、燃油過溫開關(guān)分別安裝于相應(yīng)電加熱器外壁；冷 卻水、機油、燃油流量開關(guān)分別安裝于對應(yīng)泵出口管路上。所述的冷卻水、機油、燃油、司機 室溫度傳感器輸出分別與對應(yīng)的智能溫度數(shù)顯儀表輸入端相連接；所述智能儀表的輸出端 分別與對應(yīng)的溫度上限開關(guān)輸入端相連接；冷卻水、機油、燃油、司機室溫度上限開關(guān)輸出 端分別與可編程控制器的四個不同輸入端口相連接；所述冷卻水、機油、燃油過溫開關(guān)分別 與可編程控制器三個不同輸入端口相連接；所述冷卻水、機油、燃油流量開關(guān)分別與可編程 控制器三個不同的輸入端口相連接。所述冷卻水、機油、燃油、司機室電加熱接觸器分別與 可編程控制器的四個不同輸出端口相連接；所述冷卻水、機油、燃油泵電機接觸器分別與可 編程控制器的三個不同輸出端口相連接；所述可編程控制器的兩個獨立輸出端口分別與熄 火控制器相連接，另一個獨立輸出端口與啟動馬達相連接。當(dāng)本裝置工作時，由輔助柴油發(fā)電機組發(fā)出的電直接或者經(jīng)過變電后，供冷卻水、 機油、燃油電加熱器及司機室電暖裝置用電，分別對冷卻水、機油、燃油及司機室進行預(yù)熱； 同時，輔助柴油機排出的廢氣經(jīng)過廢氣換熱器與機車冷卻水進行熱量交換，大部分廢氣熱 能被冷卻水系統(tǒng)回收利用，用于直接加熱機車冷卻水；此外，當(dāng)輔助柴油機內(nèi)水溫超過一定 值時，內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器會自動打開機體內(nèi)高溫水與機車冷卻水回水管的通路，使輔助柴油機 內(nèi)冷卻水的絕大部分熱量通過混流的方式轉(zhuǎn)移到機車冷卻水系統(tǒng)中；冷卻水還通過機油、 燃油熱交換器間接對機油、燃油進行加熱。這樣，輔助柴油機的廢氣及冷卻用的熱量絕大 部分轉(zhuǎn)化為機車冷卻水的有用熱量。通過以上方式可以高效實現(xiàn)對內(nèi)燃機機車冷卻水、機 油、燃油及司機室的預(yù)熱保溫功能。除此之外，輔助柴油發(fā)電機組還可以為機車空調(diào)、司機 室電爐、機車照明等提供用電，并可對機車蓄電池進行浮充電。另外，輔助柴油發(fā)電機組工 作時，其上設(shè)置的充電機還對蓄電池進行充電，保證蓄電池隨時儲存足夠的電量以滿足裝置啟動及控制用電。本裝置的預(yù)熱保溫功能是在以可編程控制器及相關(guān)傳感器為核心的控制系統(tǒng)的 統(tǒng)一指揮下自動實現(xiàn)的。本裝置具有手動及自動兩種工作模式。手動模式下，可以人為控制裝置的啟動及 停機，并有選擇地對冷卻水、機油、燃油或司機室進行加熱保溫；在機組啟動狀態(tài)下，如果不 進行人為干預(yù)，裝置會在所選擇預(yù)熱保溫對象達到設(shè)定的溫度上限以及裝置出現(xiàn)超溫、超 壓保護等狀況時，自動卸載并停機。在自動模式下，裝置可以自動啟動及卸載停機，并按預(yù) 置的加熱優(yōu)先權(quán)及設(shè)定的溫度上下限分別對冷卻水、機油、燃油及司機室進行自動預(yù)熱保 溫。在啟機狀態(tài)下，自動和手動工作模式可以方便的進行轉(zhuǎn)換。自動工作模式下，裝置的工 作過程分三個階段1、自動啟機在本裝置機組處于停機狀態(tài)下，當(dāng)冷卻水、機油、燃油或司機室任一溫度低于設(shè)定 的下限值時，相應(yīng)的溫度傳感器將檢測信號傳遞到可編程控制器對應(yīng)輸入端口，可編程控 制器通過相應(yīng)的輸出端口控制對應(yīng)的接觸器動作，接通相應(yīng)的電加熱裝置開始進行進行預(yù) 熱。對于冷卻水、機油、燃油而言，還要首先啟動相應(yīng)的循環(huán)泵一段延時時間后才能開啟電 加熱器，同時，為了防止流體靜止過熱現(xiàn)象，必須保證循環(huán)泵正常工作，為此設(shè)置了相應(yīng)的 流量開關(guān)，只有當(dāng)流量開關(guān)采集的泵流量達到設(shè)定值時，才能延時開啟相應(yīng)的電加熱器。當(dāng) 冷卻水、機油等兩個及以上的溫度達到下限時，則按預(yù)置的加熱優(yōu)先權(quán)進行電熱保溫。2、自動卸載保溫分兩種情況，一是正常預(yù)熱情況，當(dāng)冷卻水等預(yù)熱保溫對象達到預(yù)熱溫度上限時， 相應(yīng)的溫度傳感器將溫度信號傳遞給對應(yīng)的智能溫度數(shù)顯儀表，并通過對應(yīng)的溫度上限開 關(guān)傳給可編程控制器對應(yīng)輸入端口，可編程控制器相應(yīng)輸出端口斷開相應(yīng)的電加熱接觸器 停止電加熱。延時一定時間后，對應(yīng)的循環(huán)泵或熱風(fēng)機風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，預(yù)熱對象溫度介于上 下限溫度之間，進入卸載保溫狀態(tài)。隨即轉(zhuǎn)入對下一級加熱優(yōu)先權(quán)的對象進行預(yù)熱。二是 非正常卸載情況，當(dāng)冷卻水等某一預(yù)熱對象對應(yīng)的流量開關(guān)檢測到相應(yīng)的泵流量低于設(shè)定 值時，則將流量檢測信號送入可編程控制器對應(yīng)輸入端口，并通過對應(yīng)輸出端口斷開相應(yīng) 的電加熱接觸器，同樣轉(zhuǎn)入對下一級加熱優(yōu)先權(quán)的對象進行預(yù)熱。3、自動停機分兩種情況，一是正常停機，當(dāng)冷卻水、機油、燃油、司機室全部處于卸載保溫狀態(tài) 時，可編程控制器從對應(yīng)的一個輸出端口輸出控制信號給熄火控制器，熄火控制器將輔助 柴油機降至怠速運行；與此同時可編程控制器從對應(yīng)的另一個輸出端口輸出控制信號給熄 火控制器，熄火控制器延時一定時間后切斷輔助柴油機的供油，輔助柴油機停機。二是在預(yù) 熱保溫工況下，當(dāng)冷卻水、機油或燃油之一的過溫開關(guān)動作，或者柴油機內(nèi)水溫超溫，油壓 超壓等等，相應(yīng)的信號送入可編程控制器對應(yīng)輸入端口，并重復(fù)上述停機步驟實現(xiàn)自動停 機。通過以上控制方式，本裝置可以實現(xiàn)完全無人值守。由于輔助上油管上設(shè)有逆止閥，當(dāng)機組停止工作后，輔助燃油箱內(nèi)可以儲存足夠 的燃油；同時，在正常使用情況下，當(dāng)輔助柴油發(fā)電機組工作時，會通過充電機給輔助蓄電 池充電，因此蓄電池始終保持足夠的電量，并通過燃油泵為輔助燃油箱補充燃油。這樣就保證了裝置始終處于電能及燃料的自維持狀態(tài)，從而確保機組啟動、控制、連續(xù)運行所需的能 量來源。加裝自動排氣閥的作用在于能自動快速排空輔助燃油箱內(nèi)的空氣，保證上油速度。 在機組長時間不工作時，自動排氣閥保證輔助燃油箱能順利徹底的排放燃油。將機油或燃油溫控閥置于相應(yīng)電加熱器流程后面，當(dāng)機油或燃油達到溫控閥全開 狀態(tài)時，也不會影響機油或燃油在相應(yīng)電加熱器內(nèi)的正常流動，從而避免了因油料靜止造 成的過熱起火事故；同時，燃油或者機油熱交換器的換熱能力相比對應(yīng)的電加熱器要小很 多，即便燃油或者機油不流經(jīng)熱交換器，也不會對本預(yù)熱裝置的預(yù)熱效果造成大的影響。增加流量開關(guān)后，可以確保冷卻水、機油或燃油正常流動的情況下才能進行電加 熱，從而杜絕了油、水靜止加熱出現(xiàn)的過熱甚至起火事故，提高了本裝置的安全可靠性。采用本裝置后，可以實現(xiàn)機車冷卻水、機油、燃油及司機室的預(yù)熱保溫，確保機車 完全的熱機起動。還可以有效降低機車打溫燃油消耗，降低污物排放，并在冬季降低燃油標 號，降低用油成本。裝置可實現(xiàn)完全的無人值守，操作簡便，安全可靠，節(jié)約人力物力并改善 司乘人員的工作條件。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新型系統(tǒng)原理圖。圖2為本實用新型控制電路系統(tǒng)圖。
具體實施方式
如
圖1所示，所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置包括輔助柴油發(fā)電機組1、 廢氣總管6、氣-液熱交換器7、排氣管8、輔助燃油箱9、內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器5、輔助柴油機冷卻水 系統(tǒng)4、冷卻水電加熱器28、機油電加熱器26、機油溫控閥24、燃油電加熱器41、燃油溫控閥 40、蓄電池44、控制箱43、控制電路以及冷卻水泵四、機車冷卻水系統(tǒng)32、出水截止閥30、回 水截止閥31、機油泵27、機油熱交換器23、機油濾清器22、機油系統(tǒng)21、機油總管20、機油 箱25、燃油泵42、燃油熱交換器39、燃油系統(tǒng)38、燃油箱37、司機室35及司機室電熱裝置 36等。氣-液熱交換器7進氣口通過廢氣總管6與輔助柴油機3的排氣口相連接；氣-液 熱交換器7出氣口通過排氣管8與大氣相通。輔助燃油箱9通過輔助上油管16與燃油泵 42出口相連接，并通過輔助回油管17與燃油箱37相連接，再通過輔助供油管12與輔助柴 油機3相連接。機車冷卻水系統(tǒng)32通過出水截止閥30與冷卻水泵四相連接，冷卻水泵四 出口通過出水總管19與冷卻水電加熱器觀入口相連接。冷卻水電加熱器觀出口的出水總 管19分兩個支路，一路與氣-液熱交換器7的入水口相連接，另一路與輔助柴油機冷卻水 系統(tǒng)4相連接。內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器5的進水端與輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)4相連通，冷卻水出水 端的一路與回水總管18相連接；出水端的另一路返回輔助柴油機的冷卻水系統(tǒng)4。氣-液 熱交換器7的出水端通過回水總管18及回水截止閥31與機車冷卻水系統(tǒng)32相連接。機 車高溫水系統(tǒng)34與燃油熱交換器39水側(cè)并聯(lián)，機車低溫水系統(tǒng)33與機油熱交換器23水 側(cè)相串聯(lián)，機車高、低溫水系統(tǒng)；34、33的出、回水端分別通過冷卻水出、回水總管19、18并聯(lián) 在一起組成機車冷卻水系統(tǒng)32。機油電加熱器沈串接在機油泵27后面，其出口與機油溫 控閥M入口相連接。機油溫控閥M出口一端與機油熱交換器23的機油入口相連接，另一8端與機油總管20相連接。機油熱交換器23機油出口與機油濾清器22入口相連接，機油濾 清器22出口接機油系統(tǒng)21，機油系統(tǒng)21通過機油總管20與機油箱25連接。燃油泵42出 口分別與輔助上油管16及燃油電加熱器41入口相連接，燃油電加熱器41出口與燃油溫控 閥40入口相連接。燃油溫控閥40出口一端與燃油熱交換器39燃油入口相連接，另一端與 燃油箱37相連接。燃油熱交換器39燃油出口通過燃油系統(tǒng)38與燃油箱37相連接。司機 室電熱裝置36位于前后司機室35內(nèi)。作為本實用新型的另一種實施方式，如
圖1所示，可以省去機油溫控閥24，使機油 電加熱器26出口直接與機油熱交換器23的機油入口相連接；或者省去燃油溫控閥40，使 燃油電加熱器41的出口直接與燃油熱交換器39的燃油入口相連接。作為本實用新型的另一種實施方式，如
圖1所示，該輔助上油管16上設(shè)置一上油 截止閥15，在上油截止閥15與輔助燃油箱9之間設(shè)置一逆止閥13，輔助燃油箱9靠上部位 設(shè)置自動排氣閥10。輔助供油管12與輔助柴油機3燃油系統(tǒng)之間設(shè)置供油截止閥11，供 油截止閥11出口并聯(lián)放油管，并通過放油截止閥14與輔助回油管17相連接。作為本實用新型的另一種實施方式，如
圖1所示，該司機室電熱裝置36可以是電 暖器或熱風(fēng)機或者其它供熱電器。如
圖1及圖2所示，作為本實用新型的另一種實施方式，該控制電路包括蓄電池 44、可編程控制器PLC、變電裝置48、啟動馬達45、熄火控制器46、充電機47、冷卻水溫度傳 感器BT1、機油溫度傳感器BT2、燃油溫度傳感器BT3、司機室溫度傳感器BT4、冷卻水溫度上 限開關(guān)ST1、機油溫度上限開關(guān)ST2、燃油溫度上限開關(guān)ST3、司機室溫度上限開關(guān)ST4、冷卻 水過溫開關(guān)ST5、機油過溫開關(guān)ST6、燃油過溫開關(guān)ST7、冷卻水流量開關(guān)SP1、機油流量開關(guān) SP2、燃油流量開關(guān)SP3、冷卻水電加熱接觸器KMl、機油電加熱接觸器KM2、燃油電加熱接觸 器KM3、司機室電熱接觸器KM4、冷卻水泵電機接觸器KM5、機油泵電機接觸器KM6、燃油泵電 機接觸器KM7、冷卻水溫度智能數(shù)顯儀表Al、機油智能溫度數(shù)顯儀表A2、燃油智能溫度數(shù)顯 儀表A3、司機室智能溫度數(shù)顯儀表A4、冷卻水超溫指示燈HL1、機油超溫指示燈HL2、燃油超 溫指示燈HL3。所述冷卻水溫度上限開關(guān)ST1、機油溫度上限開關(guān)ST2、燃油溫度上限開關(guān) ST3、司機室溫度上限開關(guān)ST4分別位于冷卻水溫度智能數(shù)顯儀表Al、機油智能溫度數(shù)顯儀 表A2、燃油智能溫度數(shù)顯儀表A3、司機室智能溫度數(shù)顯儀表A4上；所述冷卻水電加熱接觸 器KMl、機油電加熱接觸器KM2、燃油電加熱接觸器KM3、司機室電熱接觸器KM4、冷卻水泵電 機接觸器KM5、機油泵電機接觸器KM6、燃油泵電機接觸器KM7、可編程控制器PLC及變電 裝置48位于控制箱43內(nèi)；所述冷卻水溫度智能數(shù)顯儀表Al、機油智能溫度數(shù)顯儀表A2、燃 油智能溫度數(shù)顯儀表A3、司機室智能溫度數(shù)顯儀表A4、冷卻水超溫指示燈HL1、機油超溫指 示燈HL2、燃油超溫指示燈HL3位于控制箱43面板上；啟動馬達45、熄火控制器46及充電 機47安裝于輔助柴油機3上；冷卻水溫度傳感器BTl安裝于冷卻水泵四進口管路上；機 油溫度傳感器BT2安裝于機油熱交換器23出口管路上；燃油溫度傳感器BT3安裝于燃油電 加熱器41前端管路上；司機室溫度傳感器BT4安裝于前后司機室36后壁上部；冷卻水、機 油、燃油過溫開關(guān)ST5、ST6、ST7分別安裝于相應(yīng)電加熱器觀、26、41的外壁；冷卻水、機油、 燃油流量開關(guān)SP1、SP2、SP3分別安裝于對應(yīng)泵四、27、42出口管路上。所述的冷卻水、機 油、燃油、司機室溫度傳感器BT1、BT2、BT3、BT4輸出端分別與對應(yīng)的智能溫度數(shù)顯儀表Al、 A2、A3、A4的輸入端相連接；所述智能溫度數(shù)顯儀表Al、A2、A3、A4的輸出端分別與對應(yīng)的溫度上限開關(guān)ST1、ST2、ST3、ST4的輸入端相連接；冷卻水、機油、燃油、司機室溫度上限開 關(guān)ST1、ST2、ST3、ST4的輸出端分別與可編程控制器PLC的四個不同輸入端口 X1、X2、X3、 X4相連接；所述冷卻水、機油、燃油過溫開關(guān)ST5、ST6、ST7分別與可編程控制器PLC的X8、 X9、XlO端口相連接；所述冷卻水、機油、燃油流量開關(guān)SP1、SP2、SP3分別與可編程控制器 PLC的輸入端口 X11、X12、X13相連接。所述冷卻水、機油、燃油、司機室電加熱接觸器KM1、 KM2、KM3、KM4分別與可編程控制器PLC的輸出端口 Yl、Y2、Y3、Y4相連接；所述冷卻水、機 油、燃油泵電機接觸器KM5、KM6、KM7分別與可編程控制器PLC的輸出端口 Y11、Y12、Y13相 連接；所述可編程控制器的輸出端口 Υ9、YlO分別與熄火控制器46相連接，輸出端口 Υ8與 啟動馬達45相連接。由輔助發(fā)電機2發(fā)出的380V交流電直接供給冷卻水、機油、燃油電加熱器觀、26、 41用電；經(jīng)過變電裝置48變電后，IlOV直流電供司機室電熱裝置36及冷卻水、機油、燃油 泵電機四、27、42用電，220V交流電則用于驅(qū)動冷卻水、機油、燃油電加熱接觸器KMl、ΚΜ2、 ΚΜ3及司機室電熱、冷卻水泵電機、機油泵電機、燃油泵電機接觸器ΚΜ4、ΚΜ5、ΚΜ6、ΚΜ7。此 外，1IOV直流電還可以供電爐、機車輔助照明、機車蓄電池浮充電用電；380V及220V交流電 可以供機車空調(diào)等用電。冷卻水系統(tǒng)32的冷卻水經(jīng)過冷卻水出水截止閥30及冷卻水泵四 進入冷卻水電加熱器觀進行加熱。從冷卻水電加熱器觀出來的冷卻水經(jīng)過出水總管19 后，一路進入氣-液熱交換器7，吸收輔助柴油機3排出的廢氣熱量后，返回回水總管18 ；另 一路經(jīng)過內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器回水管路進入輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)4，與其中的熱水混流吸熱后， 經(jīng)過內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器5出水端進入回水總管18。兩路冷卻水經(jīng)回水總管18匯流后，經(jīng)過回 水截止閥31回到機車冷卻水系統(tǒng)32，完成冷卻水的一次預(yù)熱循環(huán)。機油箱25中的機油經(jīng) 過機油泵27后進入機油電加熱器沈進行加熱，經(jīng)過機油溫控閥M —端出口或者直接進入 機油熱交換器23，吸收機車低溫冷卻水系統(tǒng)33中的冷卻水熱量后經(jīng)過機油濾清器22進入 機油系統(tǒng)21，再經(jīng)機油總管20回到機油箱25，完成一次機油預(yù)熱循環(huán)。燃油箱37中的燃 油經(jīng)過燃油泵42后，一路進入輔助燃油箱9，另一路進入燃油電加熱器41進行加熱，加熱 后的燃油經(jīng)過燃油溫控閥40 —端出口或者直接進入燃油熱交換器39，吸收機車高溫冷卻 水系統(tǒng)34中冷卻水的熱量后經(jīng)過機車燃油系統(tǒng)38，最后回到燃油箱37，完成一次燃油預(yù) 熱循環(huán)。輔助發(fā)電機2發(fā)出的380VAC經(jīng)過變電裝置48變電后，輸出110DC給前、后司機室 35內(nèi)的電熱風(fēng)機36，電熱風(fēng)機36對司機室35內(nèi)的空氣進行強迫對流預(yù)熱。本實施方式中，預(yù)置加熱優(yōu)先權(quán)為冷卻水、機油、燃油、司機室，并設(shè)定冷卻水及燃 油的溫度上下限分別為20 40°C，機油溫度上下限為20 30°C，司機室溫度上下限為 10 25°C。以水和機油為例，并假定停機狀態(tài)下，水和機油的溫度均低于下限溫度20°C，燃 油及司機室溫度均處于上下限之間。蓄電池電量充足，輔助燃油箱儲存足夠燃油。裝置自 動工作方式下的工作過程為1、啟動工況冷卻水溫度傳感器BTl及機油溫度傳感器BT2將檢測到的溫度信號傳給智能溫度 顯示儀Al及A2并顯示在儀表上，同時檢測信號通過冷卻水溫度上限開關(guān)STl及機油溫度 上限開關(guān)ST2傳遞給可編程控制器PLC輸入端口 Xl及X2?？删幊炭刂破鱌LC對輸入的冷 卻水及機油溫度信號處理后，通過輸出端口 Y8輸出啟動信號接通啟動馬達45開始啟動，同 時輸出端口 Y9輸出控制信號給熄火控制器46，控制輔助柴油機3怠速運轉(zhuǎn)一段時間后升為額定轉(zhuǎn)速；輔助發(fā)電機2延時一段時間后開始發(fā)電。通過可編程控制器PLC內(nèi)部優(yōu)先權(quán)表 決后，確定先啟動冷卻水預(yù)熱程序。程序首先通過可編程控制器PLC輸出端口 Yll啟動冷 卻水泵四，延時anin后，準備啟動冷卻水電加熱器27。為了防止冷卻水干燒，須確保冷卻 水泵四正常運轉(zhuǎn)，為此設(shè)置了冷卻水流量開關(guān)SPl，冷卻水流量信號通過輸入端口 Xl 1輸入 可編程控制器PLC，判斷泵流量正常后通過輸出端口 Yl啟動冷卻水電加熱器觀開始對冷卻 水進行電加熱。同時，冷卻水還通過與經(jīng)過氣-液熱交換器7中的廢氣進行熱交換，以及與 輔助柴油機3中的冷卻水進行混流的方式從機組中吸取更多的熱量。2、卸載保溫工況當(dāng)冷卻水溫度達到上限溫度40°C時，通過冷卻水溫度傳感器BTl采集的溫度信號 通過輸入端口 Xl輸入可編程控制器PLC，可編程控制器PLC通過輸出端口 Yl控制冷卻水電 加熱接觸器KMl斷開，冷卻水電加熱器觀停止加熱。冷卻水系統(tǒng)進入保溫狀態(tài)。接下來按 預(yù)置的優(yōu)先權(quán)順序轉(zhuǎn)入機油預(yù)熱，過程與前面基本相同。3、停機工況當(dāng)機油預(yù)熱溫度達到上限溫度30°C時，機油溫度上限信號通過輸入端口 X2輸入 可編程控制器PLC，可編程控制器PLC通過輸出端口 Y2輸出控制信號，斷開機油電加熱接觸 器KM2，機油電加熱器亭止加熱，30秒后，輸出端口 YlO輸出控制信號切斷機油電加熱接 觸器KM6，機油泵停止運轉(zhuǎn)。機油系統(tǒng)進入保溫狀態(tài)。假定此時冷卻水仍處于保溫狀態(tài)，這 時可編程控制器PLC通過輸出端口 Y9輸出控制信號給熄火控制器46，熄火控制器46將輔 助柴油機3降至怠速運轉(zhuǎn)并停止發(fā)電。延時30秒后，可編程控制器PLC通過輸出端口 YlO 輸出控制信號給熄火控制器46，輔助柴油機3斷油15秒停機。在本實施方式下，當(dāng)冷卻水或機油或燃油溫度分別超過85、92、90°C時，輔助柴油 機將自動停機，相應(yīng)的超溫指示燈HL1、HL2、HL3點亮示警。
權(quán)利要求1.一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，包括輔助柴油發(fā)電機組、廢氣總管、氣-液熱交 換器、排氣管、輔助燃油箱、內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器、輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)、冷卻水泵、機車冷卻水 系統(tǒng)、冷卻水電加熱器、冷卻水截止閥、機油泵、機油電加熱器、機油溫控閥、機油熱交換器、 機油濾清器、機油系統(tǒng)、機油總管、機油箱、燃油泵、燃油電加熱器、燃油溫控閥、燃油熱交換 器、燃油系統(tǒng)、燃油箱、蓄電池、控制箱及控制電路，其特征是它還包括司機室及司機室電 熱裝置，其中，氣-液熱交換器進氣口通過廢氣總管與輔助柴油機的排氣口相連接，氣-液 熱交換器出氣口通過排氣管與大氣相通；輔助燃油箱通過輔助上油管與燃油泵出口相連 接，并通過輔助回油管與燃油箱相連接，再通過輔助供油管與輔助柴油機相連接；內(nèi)水溫調(diào) 節(jié)器的進水端與輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)相連通，出水端的一路與機車冷卻水回水總管相連 通，出水端的另一路返回輔助柴油機冷卻水系統(tǒng)，并與機車冷卻水出水總管相連通；冷卻水 泵一端通過出水截止閥與機車冷卻水系統(tǒng)相連接，另一端與冷卻水電加熱器進口相連通， 電加熱器出口通過出水總管同時與氣-液熱交換器進水端及內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器的回水管路相 連通；氣-液熱交換器的出水端通過回水總管及回水截止閥與機車冷卻水系統(tǒng)相連接；機 車高、低溫水系統(tǒng)并聯(lián)在一起，并分別與進水、回水總管相連接；機油熱交換器水側(cè)串接在 機車低溫水系統(tǒng)中，燃油熱交換器水側(cè)并接在機車高溫水系統(tǒng)中；機油電加熱器串接在機 油泵后面，其出口與機油溫控閥入口相連接；機油溫控閥出口一端與機油熱交換器的機油 入口相連接，另一端與機油總管相連接；機油熱交換器機油出口與機油濾清器入口相連接， 機油濾清器出口通過機油系統(tǒng)與機油總管相連接；燃油泵出口分別與輔助上油管及燃油電 加熱器入口相連接；燃油電加熱器出口與燃油溫控閥入口相連接，燃油溫控閥出口一端與 燃油熱交換器燃油入口相連接，另一端與燃油箱相連接；燃油熱交換器燃油出口通過燃油 系統(tǒng)與燃油箱相連接；司機室電熱裝置位于前后司機室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，其特征是所述的變電 裝置與控制箱分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，其特征是可以省去機 油溫控閥，使機油電加熱器出口直接與機油熱交換器的機油入口相連接；或者省去燃油溫 控閥，使燃油電加熱器出口直接與燃油熱交換器的燃油入口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，其特征是該輔助上油 管上設(shè)置一上油截止閥，在上油截止閥與輔助燃油箱之間設(shè)置一逆止閥，輔助燃油箱靠上 部位設(shè)置自動排氣閥；輔助供油管與輔助柴油機燃油系統(tǒng)之間設(shè)置供油截止閥，供油截止 閥出口并聯(lián)放油管，并通過放油截止閥與輔助回油管相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，其特征是該司機室電 暖裝置可以是電暖器或熱風(fēng)機或者其它供熱電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，所述控制電路包括蓄 電池、可編程控制器、變電裝置、啟動馬達、熄火控制器、充電機、冷卻水溫度傳感器、機油 溫度傳感器、燃油溫度傳感器、冷卻水溫度上限開關(guān)、機油溫度上限開關(guān)、燃油溫度上限開 關(guān)、冷卻水過溫開關(guān)、機油過溫開關(guān)、燃油過溫開關(guān)、冷卻水電加熱接觸器、機油電加熱接觸 器、燃油電加熱接觸器、司機室電熱接觸器、冷卻水泵電機接觸器、機油泵電機接觸器、燃 油泵電機接觸器、冷卻水溫度智能數(shù)顯儀表、機油智能溫度數(shù)顯儀表、燃油智能溫度數(shù)顯儀 表、冷卻水超溫指示燈、機油超溫指示燈、燃油超溫指示燈，其特征是它還包括冷卻水流量開關(guān)、機油流量開關(guān)、燃油流量開關(guān)、司機室電熱接觸器、司機室溫度上限開關(guān)、司機室溫度 傳感器、司機室智能溫度數(shù)顯儀表，所述冷卻水電加熱接觸器、機油電加熱接觸器、燃油電 加熱接觸器、冷卻水泵電機接觸器、機油泵電機接觸器、燃油泵電機接觸器、可編程控制器 及變電裝置位于控制箱內(nèi)；所述冷卻水溫度智能數(shù)顯儀表、機油智能溫度數(shù)顯儀表、燃油智 能溫度數(shù)顯儀表、司機室智能溫度數(shù)顯儀表、冷卻水超溫指示燈、機油超溫指示燈、燃油超 溫指示燈位于控制箱面板上；所述冷卻水溫度上限開關(guān)、機油溫度上限開關(guān)、燃油溫度上限 開關(guān)分別位于冷卻水智能溫度數(shù)顯儀表、機油智能溫度數(shù)顯儀表及燃油智能溫度數(shù)顯儀表 上；啟動馬達、熄火控制器及充電機安裝于輔助柴油機上，冷卻水溫度傳感器安裝于冷卻水 泵進口管路上；機油溫度傳感器安裝于機油熱交換器出口管路上；燃油溫度傳感器安裝于 燃油電加熱器前端管路上；司機室溫度傳感器安裝于前后司機室后壁上部；冷卻水、機油、 燃油過溫開關(guān)分別安裝于相應(yīng)電加熱器外壁；冷卻水、機油、燃油流量開關(guān)分別安裝于對應(yīng) 泵出口管路上；所述的冷卻水、機油、燃油、司機室溫度傳感器輸出分別與對應(yīng)的智能溫度 數(shù)顯儀表輸入端相連接；所述智能儀表的輸出端分別與對應(yīng)的溫度上限開關(guān)輸入端相連 接；冷卻水、機油、燃油、司機室溫度上限開關(guān)輸出端分別與可編程控制器的四個不同輸入 端口相連接；所述冷卻水、機油、燃油過溫開關(guān)分別與可編程控制器三個不同輸入端口相連 接；所述冷卻水、機油、燃油流量開關(guān)分別與可編程控制器三個不同的輸入端口相連接；所 述冷卻水、機油、燃油、司機室電加熱接觸器分別與可編程控制器的四個不同輸出端口相連 接；所述冷卻水、機油、燃油泵電機接觸器分別與可編程控制器的三個不同輸出端口相連 接；所述可編程控制器的兩個獨立輸出端口分別與熄火控制器相連接，另一個獨立輸出端 口與啟動馬達相連接。
專利摘要一種新型內(nèi)燃機車的熱電預(yù)熱裝置，屬于內(nèi)燃機車輔助系統(tǒng)，用于提供一種高效環(huán)保、安全可靠、全自動化的內(nèi)燃機車油、水預(yù)熱裝置。由輔助柴油發(fā)電機組、氣-液熱交換器、內(nèi)水溫調(diào)節(jié)器、機油及燃油溫控閥、冷卻水及機油、燃油電加熱器、司機室電熱裝置、冷卻水及機油、燃油泵、冷卻水及機油、燃油箱、輔助燃油箱、機油及燃油熱交換器、控制箱及控制電路等組成。以可編程控制器及溫度、流量等傳感器為核心的控制系統(tǒng)，自動控制輔助柴油發(fā)電機組及冷卻水、機油、燃油電加熱器、司機室電熱裝置的啟閉，使機車冷卻水、機油、燃油及司機室的溫度分別控制在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，并具有多種報警保護功能。確保寒冷地區(qū)冬季內(nèi)燃機車的預(yù)熱保溫需求。
文檔編號F01M5/00GK201827002SQ20102026239
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者張樹春 申請人:北京北宇機械設(shè)備有限公司