Экспериментальная оценка возможностей теплового аккумулятора с целью использования в масляной системе дизеля маневрового тепловоза

Введение. Для увеличения времени холодного простоя тепловозов в зимнее время авторы предлагают использовать тепловые аккумуляторы в масляной системе. Цель исследования — оценить возможность использования тепловых аккумуляторов для повышения температуры порции прокачиваемого масла непосредственно перед запуском дизельного двигателя в условиях отрицательных температур окружающей среды.

Материалы и методы. Объект исследования — тепловой аккумулятор, предполагаемый к использованию в составе масляной системы дизеля. Физический эксперимент проведен в лабораторных условиях на уменьшенной копии аккумулятора с дальнейшим масштабированием результатов на основе теории подобия на маневровый тепловоз. Регистрация параметров температуры осуществлялась в режиме реального времени с помощью автоматизированной системы измерения, собранной на базе микроконтроллера. Статистическая обработка результатов экспериментов выполнялась с помощью Microsoft Exсel.

Результаты. Представлены результаты испытаний лабораторного образца теплового аккумулятора для моторного масла. Проведена оценка зависимостей температуры масла внутри теплового аккумулятора и внутри картера дизеля маневрового тепловоза от времени холодного простоя, что доказывает эффективность использования предложенных технических решений.

Обсуждение и заключение. Аккумулирование тепловой энергии рабочих жидкостей дизельного двигателя тепловоза является перспективным методом, повышающим эффективность предпусковой подготовки тепловозов в условиях отрицательных температур. Метод сохранения тепла, использующийся в тепловом аккумуляторе, является универсальным и может быть применен как для масла, так и для охлаждающей жидкости транспортных дизелей. Предполагаемым объектом применения тепловых аккумуляторов является маневровый тепловоз.

1. Чулков А.В., Носков В.О., Логинова Е.С. Влияния режимов работы маневровых тепловозов на расход топлива // WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS: сб. статей XXVII Междунар. науч.-практ. конф., Пенза, 25 декабря 2018 г.: в 2 ч. Пенза: Наука и Просвещение, 2018. Ч. 1. С. 72–77. EDN: https://www.elibrary.ru/ysioep.

2. Белоглазов А.К., Носков В.О., Чулков А.В. Влияние температуры окружающей среды на работу системы охлаждения тепловоза и его агрегатов // Известия Транссиба. 2015. №4(24). С. 11–17. EDN: https://elibrary.ru/item.asp?id=25444195.

3. Анисимов А.С., Белоглазова Н.А., Носков В.О. Экспериментальные исследования режимов охлаждения и прогрева водяной системы тепловоза // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: материалы Пятой Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, посвященной 75-летию победы в Великой Отечественной войне, 85-летию кафедры “Подвижной состав электрических железных дорог”, 120-летию основания Омского гос. ун-та путей сообщения, Омск, 12 ноября 2020 г. Омск: ОмГУПС, 2020. С. 28–35. EDN: https://www.elibrary.ru/exiwqo.

4. Балабин В.Н. О повышении эффективности прогрева двигателей тепловозов // Железнодорожный транспорт. 2022. №11. С. 31–35. EDN: https://www.elibrary.ru/rsmmaa.

5. Андрончев И. К., Саламатин М.А. Методика адаптации прогрева маневрового тепловоза к условиям изменения наружного воздуха // Железнодорожный транспорт. 2010. №7. С. 58–59. EDN: https://www.elibrary.ru/oyyycb.

6. Овчаренко С.М., Ринг И.С. Перспективы развития технологий прогрева тепловозов в зимний период // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: материалы науч. конф., посвящен. Дню Российской науки, Омск, 8 февраля 2021 г. Омск: ОмГУПС, 2021. С. 77–82. EDN: https://www.elibrary.ru/dzinte.

7. Бакыт Г.Б., Бисенгалиев А.Б., Нажуан М.Н. Система поддержания теплового состояния дизеля тепловоза с помощью электрического подогрева // Молодежь в науке: новые аргументы: VI междунар. молодеж. сб. науч. ст., Липецк, 28 апреля 2020 г. / отв. ред. А.В. Горбенко. Липецк: Аргумент, 2020. С. 20–23. EDN: https://www.elibrary.ru/qyeiyr.

8. Носырев Д. Я., Чертыковцева Н. В. Применение вторичных источников энергии для повышения эффективности эксплуатации маневровых тепловозов в зимнее время // Вестник транспорта Поволжья. 2009. №3 (19). С. 14–18. EDN: https://www.elibrary.ru/kyxfjx.

9. Кривошеев В. Е., Чепец В.Ю. Методика расчета бака-аккумулятора теплоты для системы автономного подогрева дизеля маневрового тепловоза // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (Вестник РГУПС). 2012. №3 (47). С. 148–151. EDN: https://www.elibrary.ru/pcisxd.

10. Свечников А.А., Крючкова А.А. Тепловой аккумулятор как средство стабилизации температурных режимов наддувочного воздуха и рабочих жидкостей дизеля тепловоза // Вестник транспорта Поволжья. 2019. №1(73). С. 23–28. EDN: https://www.elibrary.ru/inycch.

11. Прогрев тепловозного дизеля с помощью элементов Пельтье / В.В. Молчанов [и др.] // 115 лет железнодорожному образованию в Забайкалье: образование — наука — производство: материалы Всерос. науч.-практ. конф., Чита, 7–8 декабря 2017 г. Чита: Забайкальский ин-т ж.-д. транспорта — филиал Иркутского ун-та путей сообщения, 2017. Т. 1. С. 87–93. EDN: https://www.elibrary.ru/zmfzla.

12. Сотченков А.В., Истомин В.С. Использование автономного источника на природном газе для прогрева локомотивов // Инновации и инвестиции. 2019. №7. С. 165–166. EDN: https://www.elibrary.ru/igeqzt.

13. Абрамов О.В., Кащенко А.А. Система автоматического запуска и остановки дизеля для тепловозов // Локомотив. 2017. №2 (722). С. 34–35. EDN: https://www.elibrary.ru/xwpwcp.

14. Харькин А.С. Экономический эффект внедрения САЗДТ на маневровом локомотиве // Труды 81-й студенческой научнопрактической конференции РГУПС, Воронеж, 28–29 апреля 2022 г. Воронеж: филиал РГУПС, 2022. Ч. 4. С. 50–55. EDN: https://www.elibrary.ru/ekduen.

15. Svechnikov A.A., Mutayev M.A. The use of phase transition heat accumulators for pre-start preparation of diesel locomotives. AIP Conference Proceedings. 2023;2476(1):020052. https://doi.org/10.1063/5.0103085.

16. Свечников А.А., Метальников И.В. Перспективы совершенствования масляной системы дизелей тепловозов // Наука и образование транспорту. 2018. №1. С. 66–68. EDN: https://www.elibrary.ru/yzafvr.

17. Свечников А.А., Метальников И.В. Исследование интенсивности падения температур рабочих жидкостей дизеля маневрового тепловоза // Транспортная наука и инновации: материалы междунар. науч.-практ. конф., Самара, 1–2 июня 2023 г. / Самарский гос. ун-т путей сообщения. Самара: СамГУПС, 2023. С. 62–65. EDN: https://www.elibrary.ru/rmblxk.