Proceedings of Petersburg Transport University

Известия Петербургского университета путей сообщения

1815-588X 2658-6851

85185

10.20295/1815-588X-2024-02-498-507

Проблематика транспортных систем

PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM

Проблематика транспортных систем

Accumulation of thermal energy of oil and coolant of a diesel engine of a shunting diesel locomotive

Аккумулирование тепловой энергии масла и охлаждающей жидкости дизельного двигателя маневрового тепловоза

Свечников

Александр Александрович

Svechnikov

Aleksandr Aleksandrovich

aa.svechnikov@samgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Самарский государственный университет путей сообщения Самара Россия Samara State Transport University Samara Russian Federation

09 07 2024

21 2 498 507 07 07 2024

https://atjournal.ru/en/nauka/article/85185/view

Цель: обосновать эффективность использования теплоаккумулирующих материалов для сохранения тепловой энергии масла и охлаждающей жидкости дизельной силовой установки маневрового тепловоза. Для достижения поставленной цели необходимо: обозначить актуальность проблемы сохранения тепловой энергии масла и охлаждающей жидкости при эксплуатации тепловозов в условиях отрицательных температур окружающего воздуха; разработать концепцию использования теплоаккумулирующих материалов фазового перехода в масляной и водяной системах тепловоза; выполнить подбор теплоаккумулирующих материалов, исходя из их физических свойств и особенностей работы систем дизельного двигателя тепловоза; провести лабораторные экспериментальные исследования по оценке эффективности применения того или иного теплоаккумулирующего материала. Методы: физический эксперимент, выполненный в лабораторных условиях, заключающийся в регистрации температуры рабочей среды (масла и воды) и температуры, используемого теплоаккумулирующего материала в зависимости от времени холодного простоя. Экспериментальные исследования позволяют более точно подобрать наиболее предпочтительные материалы для аккумулирования тепла масла и воды систем дизельного двигателя тепловоза. Результаты: построена экспериментальная зависимость температуры различных теплоаккумулирующих материалов от времени холодного простоя, позволяющая обосновать использование стеарина для аккумулирования тепла моторного масла и воды системы охлаждения. Практическая значимость: исследования выполнены в рамках реализации гранта ОАО «РЖД» для молодых ученых на проведение научных исследований, направленных на создание новой техники и технологий для применения на железнодорожном транспорте и рекомендованы к использованию в локомотивном комплексе. Договор о выплате гранта № 5103675 от 26 декабря 2022 года «Тепловой аккумулятор системы предпусковой подготовки тепловозов в холодное время года».

Objective: to substantiate the effectiveness of using heat-storing materials to preserve the thermal energy of the oil and coolant of the diesel power plant of a shunting diesel locomotive. To achieve this goal it is necessary: to identify the relevance of the problem of preserving the thermal energy of oil and coolant during the operation of diesel locomotives in conditions of negative ambient temperatures; develop a concept for the use of heat-storing phase transition materials in the oil and water systems of a diesel locomotive; carry out the selection of heat-storing materials based on their physical properties and the operating characteristics of diesel locomotive engine systems; conduct laboratory experimental studies to assess the effectiveness of using a particular heat-storing material. Methods: physical experiment performed in laboratory conditions, which consists of recording the temperature of the working medium (oil and water) and the temperature of the heat-storing material used depending on the cold idle time. Experimental studies make it possible to more accurately select the most preferred materials for accumulating heat from oil and water in diesel locomotive engine systems. Results: an experimental dependence of the temperature of various heat-accumulating materials on the cold idle time was constructed, which makes it possible to justify the use of stearin to accumulate heat from engine oil and cooling system water. Practical importance: the research was carried out as part of the implementation of a grant from Russian Railways JSC for young scientists to conduct scientific research aimed at creating new equipment and technologies for use in railway transport and recommended for use in the locomotive complex. Grant agreement No. 5103675 dated December 26, 2022 “Thermal accumulator for the pre-start preparation system for diesel locomotives in the cold season”.

теплоаккумулирующий материал фазового перехода аккумулирование тепла прогрев дизельный двигатель масляная система система охлаждения холодный простой

thermal storage material of phase change heat storage warming up diesel engine oil system cooling system cold idle

Белоглазов А. К. Влияние температуры окружающей среды на работу системы охлаждения тепловоза и его агрегатов / А. К. Белоглазов, В. О. Но- сков, А. В. Чулков // Известия Транссиба. 2015. № 4 (24). С. 11–17.

Beloglazov A. K. Vliyanie temperatury okruzhayuschey sredy na rabotu sistemy ohlazhdeniya teplovoza i ego agregatov / A. K. Beloglazov, V. O. No- skov, A. V. Chulkov // Izvestiya Transsiba. 2015. № 4 (24). S. 11–17.

Анисимов А. С. Экспериментальные исследования режимов охлаждения и прогрева водяной системы тепловоза / А. С. Анисимов, Н. А. Белоглазова, В. О. Носков // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: Материалы пятой всероссийской научно-технической конференции с международным участием, посвященной 75‑летию победы в Великой Отечественной войне, 85‑летию кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог», 120‑летию основания Омского государственного университета путей сообщения, Омск, 12 ноября 2020 года. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2020. С. 28–35.

Anisimov A. S. Eksperimental'nye issledovaniya rezhimov ohlazhdeniya i progreva vodyanoy sistemy teplovoza / A. S. Anisimov, N. A. Beloglazova, V. O. Noskov // Ekspluatacionnaya nadezhnost' lokomotivnogo parka i povyshenie effektivnosti tyagi poezdov: Materialy pyatoy vserossiyskoy nauchno-tehnicheskoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyaschennoy 75‑letiyu pobedy v Velikoy Otechestvennoy voyne, 85‑letiyu kafedry «Podvizhnoy sostav elektricheskih zheleznyh dorog», 120‑letiyu osnovaniya Omskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya, Omsk, 12 noyabrya 2020 goda. Omsk: Omskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, 2020. S. 28–35.

Балабин В. Н. О повышении эффективности прогрева двигателей тепловозов / В. Н. Балабин // Железнодорожный транспорт. 2022. № 11. С. 31–35.

Balabin V. N. O povyshenii effektivnosti progreva dvigateley teplovozov / V. N. Balabin // Zheleznodorozhnyy transport. 2022. № 11. S. 31–35.

Овчаренко С. М. Перспективы развития технологий прогрева тепловозов в зимний период / С. М. Овчаренко, И. С. Ринг // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: материалы научной конференции, посвященной Дню Российской науки, Омск, 8 февраля 2021 года / Министерство транспорта Российской Федерации, Федеральное агентство железнодорожного транспорта, Омский государственный университет путей сообщения. Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2021. С. 77–82.

Ovcharenko S. M. Perspektivy razvitiya tehnologiy progreva teplovozov v zimniy period / S. M. Ovcharenko, I. S. Ring // Innovacionnye proekty i tehnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte: materialy nauchnoy konferencii, posvyaschennoy Dnyu Rossiyskoy nauki, Omsk, 8 fevralya 2021 goda / Ministerstvo transporta Rossiyskoy Federacii, Federal'noe agentstvo zheleznodorozhnogo transporta, Omskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya. Omsk: Omskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, 2021. S. 77–82.

Бакыт Г. Б. Система поддержания теплового состояния дизеля тепловоза с помощью электрического подогрева / Г. Б. Бакыт, А. Б. Бисенгалиев, М. Н. Нажуан // Молодежь в науке: Новые аргументы: VI Международный молодежный сборник научных статей, Липецк, 28 апреля 2020 года / Отв. редактор А. В. Горбенко. Липецк: Научное партнерство «Аргумент», 2020. С. 20–23.

Bakyt G. B. Sistema podderzhaniya teplovogo sostoyaniya dizelya teplovoza s pomosch'yu elektricheskogo podogreva / G. B. Bakyt, A. B. Bisengaliev, M. N. Nazhuan // Molodezh' v nauke: Novye argumenty: VI Mezhdunarodnyy molodezhnyy sbornik nauchnyh statey, Lipeck, 28 aprelya 2020 goda / Otv. redaktor A. V. Gorbenko. Lipeck: Nauchnoe partnerstvo «Argument», 2020. S. 20–23.

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

Nosyrev D. Ya. Primenenie vtorichnyh istochnikov energii dlya povysheniya effektivnosti ekspluatacii manevrovyh teplovozov v zimnee vremya / D. Ya. Nosyrev, N. V. Chertykovceva // Vestnik transporta Povolzh'ya. 2009. № 3 (19). S. 14–18.

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

Svechnikov A. A. Teplovoy akkumulyator kak sredstvo stabilizacii temperaturnyh rezhimov nadduvochnogo vozduha i rabochih zhidkostey dizelya teplovoza / A. A. Svechnikov, A. A. Kryuchkova // Vestnik transporta Povolzh'ya. 2019. № 1 (73). S. 23–28.

Свечников А. А. Экспериментальная оценка возможностей теплового аккумулятора с целью использования в масляной системе дизеля маневрового тепловоза / А. А. Свечников, Ю. К. Мустафаев, И. В. Метальников // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2024. Т. 83, № 1. С. 40–49.

Svechnikov A. A. Eksperimental'naya ocenka vozmozhnostey teplovogo akkumulyatora s cel'yu ispol'zovaniya v maslyanoy sisteme dizelya manevrovogo teplovoza / A. A. Svechnikov, Yu. K. Mustafaev, I. V. Metal'nikov // Vestnik Nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta. 2024. T. 83, № 1. S. 40–49.

Абрамов О. В. Система автоматического запуска и остановки дизеля для тепловозов / О. В. Абрамов, А. А. Кащенко // Локомотив. 2017. № 2 (722). С. 34–35.

Abramov O. V. Sistema avtomaticheskogo zapuska i ostanovki dizelya dlya teplovozov / O. V. Abramov, A. A. Kaschenko // Lokomotiv. 2017. № 2 (722). S. 34–35.

10.

Харькин А. С. Экономический эффект внедрения САЗДТ на маневровом локомотиве / А. С. Харькин // Труды 81‑й студенческой научно-практической конференции РГУПС, Воронеж, 28–29 апреля 2022 года / Ростовский государственный университет путей сообщения, филиал в г. Воронеж. Часть 4. Воронеж: филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» в г. Воронеже, 2022. С. 50–55.

Har'kin A. S. Ekonomicheskiy effekt vnedreniya SAZDT na manevrovom lokomotive / A. S. Har'kin // Trudy 81‑y studencheskoy nauchno-prakticheskoy konferencii RGUPS, Voronezh, 28–29 aprelya 2022 goda / Rostovskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, filial v g. Voronezh. Chast' 4. Voronezh: filial federal'nogo gosudarstvennogo byudzhetnogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego obrazovaniya «Rostovskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya» v g. Voronezhe, 2022. S. 50–55.

11.

Свечников А. А. Исследование интенсивности падения температур рабочих жидкостей дизеля маневрового тепловоза / А. А. Свечников, И. В. Метальников // Транспортная наука и инновации: Материалы международной научно-практической конференции, Самара, 1–2 июня 2023 года. Самара: Самарский государственный университет путей сообщения, 2023. С. 62–65.

Svechnikov A. A. Issledovanie intensivnosti padeniya temperatur rabochih zhidkostey dizelya manevrovogo teplovoza / A. A. Svechnikov, I. V. Metal'nikov // Transportnaya nauka i innovacii: Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Samara, 1–2 iyunya 2023 goda. Samara: Samarskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, 2023. S. 62–65.