内燃机车柴油机保温预热装置和方法与流程

1.本公开涉及内燃机车技术领域，尤其涉及一种内燃机车柴油机保温预热装置和方法。


背景技术：

2.以柴油机为动力源的内燃机车依靠冷却水系统保证适宜的工作温度。在气候寒冷地域或季节，柴油机停机状态且在无保温措施的环境中，冷却水系统温度随着环境温度降低而下降，降至0℃以下冷却水会发生结冰现象，若不及时起动柴油机进行打温提高冷却水系统温度，将导致柴油机及冷却水系统部件因水发生结冰造成胀裂。另外，为避免对柴油机动力组零部件造成损害，柴油机要求冷却水温度必须到达一定温度以上才允许功率加载。
3.起动柴油机打温方式既消耗燃油同时还需人员操作、跟踪和经济性效益低。因此，内燃机车一般会设置保温预热系统对冷却水进行加热，并强迫被加热的冷却水在系统内部不断循环，实现对各零部件保温预热的作用，既防止冻裂危害发生还可满足柴油机加载的水温要求，使内燃机车随时具备投入正常运行的状态。
4.目前，现有内燃机车柴油机保温预热通常采用在柴油机冷却水系统主循环管道上串联接入电加热装置，将电能转换为热能使水温升高；在柴油机水泵进出口并联接入一个电机驱动的循环水泵和管道支路，使加热后的水在柴油机和冷却水系统内不断循环加热各零部件。由于加热装置串联在系统管路中，流体阻力增加，压力损耗加大，同时加热装置占用了较大的机车空间。
5.基于此，现有技术仍然亟待改进。


技术实现要素：

6.本公开所要解决的一个技术问题是：提供了一种内燃机车柴油机保温预热装置，通过将加热器放置在冷却循环系统的膨胀水箱内，解决了将加热器放置在冷却循环系统的管路内而引起的加热后的循环水在管路内压力损耗大和占用空间的问题。
7.为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种内燃机车柴油机保温预热装置，包括：加热器，该加热器用于对柴油机冷却循环系统的循环水加热并且设置在柴油机冷却循环系统的膨胀水箱内；预热循环水泵，预热循环水泵的一端与膨胀水箱连接，另一端与柴油机冷却循环系统的管路连接。
8.在一些实施例中，预热循环水泵与管路的高点连接。
9.在一些实施例中，预热循环水泵通过逆止阀与管路高点连接。
10.在一些实施例中，加热器和预热循环水泵分别与机车微机电性连接。
11.在一些实施例中，加热器和预热循环水泵通过断路器与机车微机电性连接。
12.在一些实施例中，加热器上设置有防止加热器干烧的液位报警开关。
13.在一些实施例中，液位报警开关与机车微机电性连接。
14.在一些实施例中，管路的末端设置有温度传感器，温度传感器与机车微机电性连
接。
15.另一方面，本公开实施例提供了一种基于上述内燃机车柴油机保温预热装置进行保温预热的方法，方法包括：设定柴油机停机时冷却循环系统的循环水水温的阈值；当循环水水温低于阈值时，启动加热器对膨胀水箱内的循环水进行加热，循环水加热的同时由预热循环水泵送入柴油机冷却循环系统对柴油机进行保温预热；当循环水水温达到阈值时，关闭加热器以停止对循环水加热。
16.在一些实施例中，当加热器对膨胀水箱内的循环水加热时，设置在膨胀水箱内的液位报警开关检测膨胀水箱内循环水的液位高度，当液位高度不高于加热器的高度时，加热器停止对膨胀水箱内的循环水加热，并向机车微机发出警示信息。
17.根据上述技术方案，本公开提供的一种内燃机车柴油机保温预热装置和方法，通过将加热器放置在冷却循环系统的膨胀水箱内，解决了加热后的循环水在管路内阻力大和压力损耗大的问题，节省机车空间、简化系统管路；通过设置液位报警开关防止加热器干烧，提高了设备运行安全性；通过温度传感器将水温信号反馈给机车微机，机车微机控制保温预热装置运行，实现了保温预热的自动化控制，节约了能源和成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本公开实施例公开的保温预热装置原理图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，本公开可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
21.本公开提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
22.需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
23.此外，本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的
可能。
24.还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。
25.本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
26.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
27.本发明公开了一种内燃机车柴油机保温预热装置，包括：用于对柴油机冷却循环系统的循环水加热的加热器，具体地，加热器为电加热器；加热器设置在柴油机冷却循环系统的膨胀水箱内；具体地，加热器放置在膨胀水箱内的底部。还包括用于将膨胀水箱内加热的循环水送入柴油机冷却循环系统内的预热循环水泵，预热循环水泵的一端与膨胀水箱连接，另一端与柴油机冷却循环系统的管路连接。当内燃机车柴油机在停机状态下，当环境温度过低时，通过保温预热装置对循环水进行加热，并使加热的循环水在系统内部不断循环，实现对各零部件保温预热的作用，既防止冻裂危害发生还可满足柴油机加载的水温要求，使内燃机车随时具备投入正常运行的状态。通过将加热器放置在冷却循环系统的膨胀水箱内，避免了将加热器放置在冷却循环系统的管路内而引起的加热后的循环水在管路内阻力大和压力损耗大的问题。
28.在一些实施例中，预热循环水泵与管路的高点连接。预热循环水泵直接从膨胀水箱吸取加热的循环水送至系统管路的高点，随着膨胀水箱水位变低，系统管路高点水位与膨胀水箱水位之间出现高度差，根据管道连通器原理，系统高点的循环水通过补水管回流至膨胀水箱进行加热，如此循环往复对内燃机车进行保温预热。
29.在一些实施例中，如图1所示，预热循环水泵通过逆止阀与管路高点连接。通过设置逆止阀防止柴油机运转时循环水倒流至膨胀水箱，从而保证了柴油机冷却循环系统内的循环水分别在柴油机运转工况和柴油机停机加热工况下的正常循环。
30.在一些实施例中，如图1所示，加热器和预热循环水泵分别与机车微机电性连接。通过机车微机控制保温预热装置，实现了自动化控制。
31.在一些实施例中，如图1所示，加热器和预热循环水泵通过断路器与机车微机电性连接。具体地，当内燃机车需要保温预热时，机车微机控制断路器闭合，加热器和预热循环水泵工作，进行保温预热；当内燃机车保温预热结束后，机车微机控制断路器断开，加热器和预热循环水泵停止工作。
32.在一些实施例中，如图1所示，加热器上设置有防止加热器干烧的液位报警开关。当膨胀水箱内的水位即将低于加热器的高度时，液位报警开关报警，保温预热装置自动停止工作，从而防止设备干烧而受到损坏，保证了设备的安全运行。
33.在一些实施例中，如图1所示，液位报警开关与机车微机电性连接。当膨胀水箱内的水位即将低于加热器的高度时，液位报警开关向机车微机发出报警，机车微机控制断路器自动断开，保温预热装置停止加热。
34.在一些实施例中，如图1所示，管路的末端设置有温度传感器，温度传感器与机车微机电性连接。当温度传感器监测到的水温低于设定阈值时，机车微机控制断路器自动闭合，保温预热装置启动对机车内燃机系统进行加热，直至温度传感器监测到水温到达设定的阈值时，机车微机控制断路器自动断开，保温预热装置停止工作，实现了根据水温进行自动控制。
35.另外，本公开实施例提供了一种基于上述内燃机车柴油机保温预热装置进行保温预热的方法，具体工作原理如下：
36.设定柴油机停机时冷却循环系统的循环水水温的阈值；
37.当循环水水温低于阈值时，设置在系统末端的传感器将温度信号传递给机车微机，机车微机控制断路器自动闭合，加热器启动对膨胀水箱内的循环水进行加热，预热循环水泵将膨胀水箱内加热的循环水送入柴油机冷却循环系统对柴油机进行保温预热。
38.当循环水水温达到阈值时，设置在系统末端的传感器将温度信号传递给机车微机，机车微机控制断路器自动断开，关闭加热器和预热循环水泵以停止对柴油机预热保温。
39.在一些实施例中，保温预热方法具有液位报警保护功能，具体原理如下：
40.当加热器对膨胀水箱内的循环水加热时，设置在膨胀水箱内的液位报警开关检测膨胀水箱内循环水的液位高度，当液位高度即将低于加热器的高度时，液位报警开关向机车微机发出报警，机车微机控制断路器自动断开，加热器停止对膨胀水箱内的循环水加热。
41.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
42.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。