專利名稱：運輸工具的發(fā)動機總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路、鐵路或水上運輸工具的發(fā)動機總成，該總成至少包括兩臺以交替或同步方式工作的內(nèi)燃式發(fā)動機，兩臺發(fā)動機各自具有自身的冷卻系統(tǒng)。
對于運輸工具(主要是鐵路運輸工具，但同樣包括水上運輸工具)來說，發(fā)動機總成或者牽引或驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性是優(yōu)先要考慮的要求之一，要知道一輛機車或一艘船的一個發(fā)動機故障，需要對其采取迅速且重大的措施，而且這種故障會造成威脅操作者安全的危險。所以運輸公司永遠要操心的一個問題就是尋求能夠有助于提高該可靠性的方案，也就是說減少故障的危險。
一種明顯的方案在于增加一倍的牽引或驅(qū)動系統(tǒng)。如同許多的鐵路列車由兩輛或多輛機車來牽引，通常也是為了達到單一的一輛機車所不能提供的功率。附帶地，這種牽引系統(tǒng)的加倍至少部分地解決了安全問題，即使當一輛機車出現(xiàn)故障而列車不能再達到其最佳速度時。
同樣因為安全的原因，越來越多的游船備有兩臺交替使用的發(fā)動機，象通常的巡洋艦一樣。只是在運轉(zhuǎn)峰值或者穿過洶涌的困難海面時才需要兩臺發(fā)動機的聯(lián)合功率。
然而，這些發(fā)動機總成還是相互獨立的，特別是鐵路列車的發(fā)動機，每輛內(nèi)燃機車只備有一臺該類型的發(fā)動機。
在一列火車只有一輛機車的情況下，安全的問題并沒有解決，即使統(tǒng)計上的導(dǎo)致線路上停車的故障的危險是0.2％左右。
本發(fā)明旨在提供一種簡便，有效且經(jīng)濟的方案，以便大幅度地降低這一危險，并提高上述類型的運輸工具發(fā)動機總成的可靠性。
為此目的，本發(fā)明涉及的發(fā)動機總成的特征在于，它備有的裝置在發(fā)動機總成以交替方式工作時，通過運轉(zhuǎn)的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)使停車的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)的溫度得以保持。
根據(jù)一個最佳實施例，所述保持冷卻系統(tǒng)的溫度的裝置包括至少一個以獨立方式連接于每個所述發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的熱交換器。
根據(jù)一個有利的實施例，所述裝置另外還包括一個安裝在每個所述冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)泵。
當所述發(fā)動機總成設(shè)計成每個冷卻系統(tǒng)包括一個膨脹室和一個與發(fā)動機主動軸相連的水泵時，所述熱交換器安裝在膨脹室與所述獨立發(fā)動機的兩個冷卻系統(tǒng)的水泵之間，并位于水泵增壓回路上。
為了在停車的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)中通過溫差對流效應(yīng)實現(xiàn)循環(huán)，所述熱交換器最好設(shè)置在低于該發(fā)動機的至少一部分的位置上。
參照附圖，通過作為非限定性實例的最佳實施例及變型的描述，將對本發(fā)明有更好的理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機總成的第一實施例；圖2是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機總成的第二實施例；參照圖1，以示意圖的方式表示的發(fā)動機總成包括一個第一內(nèi)燃發(fā)動機20和一個第二內(nèi)燃發(fā)動機40，每臺發(fā)動機分別有各自的冷卻系統(tǒng)21和41。兩個冷卻系統(tǒng)21和41通過一個熱交換器30形成熱耦合。
發(fā)動機20和40各自包括一個發(fā)動機組22，42，后者與一臺交流發(fā)電機23、43和一臺水泵24、44相連。
冷卻系統(tǒng)21，41分別包括水散熱器25、45，膨脹室26、46和恒溫閥27、47。
每個膨脹室26、46具有一個入口28、48和一個出口29、49，入口分別與相應(yīng)的水散熱器25、45相連，出口分別與熱交換器30的相隔開的入口31和32相連。該交換器具有兩個出口33和34，它們通過構(gòu)成人們通常所說的增壓回路部分的兩根導(dǎo)管35和36連通到水泵24和44的入口，水泵的入口與連接這些泵和水散熱器25、45的導(dǎo)管38和39相并聯(lián)。兩臺發(fā)動機以眾所周知的方式各自具有一油冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)分別主要包括水/油熱交換器51和61。
只要熱交換器安置在相對于發(fā)動機20、40盡可能低的位置處，系統(tǒng)就通過溫差對流而工作。事實上，假定發(fā)動機22處于工作狀態(tài)，冷卻液的循環(huán)在冷卻系統(tǒng)21，特別是熱交換器30的左艙室(圖1)中正常地進行。熱量傳遞給該交換器的右艙室(圖1)。由于熱交換器的位置低于發(fā)動機，冷卻液實際上成為暫時處于停車狀態(tài)的發(fā)動機40的預(yù)熱或恒溫液。當發(fā)動機工作時，液體按同樣的方向循環(huán)。
這種溫差對流的工作方案特別令人感興趣，因為除了熱交換器30的安置之外，它不需要任何的發(fā)動機結(jié)構(gòu)的變化。在實際操作中，只須分別在第一和第二發(fā)動機增壓回路的入口和出口之間安置交換器的兩個艙室。
圖2示出該系統(tǒng)的一個變型。在這個示意的實施例中，發(fā)動機總成包括兩臺分別具有其冷卻系統(tǒng)101、111的獨立的發(fā)動機100和110。每個冷卻系統(tǒng)具有使冷卻液循環(huán)的泵102、112，冷卻系統(tǒng)與一個熱交換器120相連。在該實施例中，停車的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)中的冷卻液借助相應(yīng)的泵實現(xiàn)循環(huán)。由于這點，這一方案比前一個要耗費更多的能量。
不管采用哪種實施方案，雙發(fā)動機動力系統(tǒng)的概念具有眾多的優(yōu)點。一個顯然的優(yōu)點是這種類型的機車發(fā)動機在線路上發(fā)生停車的概率極劇地下降，也就是對于鐵路線經(jīng)營者來說很重要的一個危險因素的相應(yīng)的減少。在線路上發(fā)生停車的概率從單發(fā)動機機車時的0.2％下降到雙發(fā)動機機車時的0.0004％。
而另一個完全出乎意料的優(yōu)點是由于內(nèi)燃機以及外圍組件(例如交流發(fā)電機)的特定質(zhì)量隨著單位功率的增加而增大。
對于制造成本也呈現(xiàn)同樣的趨勢。因此，在一輛機車上，用兩臺額定功率為1/2Po的發(fā)動機替換一臺額定功率為Po的發(fā)動機，可以同時降低整體的質(zhì)量以及制造成本。
另外，在經(jīng)營中人們知道，至少在80％的運轉(zhuǎn)時間內(nèi)，指定的功率低于額定功率的一半。
因此，一個雙發(fā)動機的發(fā)動機總成中，在80％的時間內(nèi)可以只開動一臺發(fā)動機。這對于保養(yǎng)的周期，能源的消耗及污染的排放都有有利的影響。
在實際中，除了溫度的恒定，還需使油路保持充滿。為此，可以使用這些發(fā)動機通常具有的預(yù)潤滑泵，這是一種能耗低的小型泵。另外，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，油經(jīng)過通常用于冷卻該油的水/油交換器使其溫度得以保持。
本發(fā)明不只局限于所描述的實施例，對于本行業(yè)的技術(shù)人員來說，可以對其進行不同的改進并實現(xiàn)各種顯而易見的變型。
權(quán)利要求
1.公路、鐵路或水上運輸工具的發(fā)動機總成，該總成至少包括兩臺以交替或同步方式工作的內(nèi)燃式發(fā)動機，兩臺發(fā)動機各自有自身的冷卻系統(tǒng)；其特征在于，當發(fā)動機總成以交替方式工作時，它配備的裝置通過運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(40或20；110或100)的冷卻系統(tǒng)(41或21，111或101)使停車的發(fā)動機(20或40；100或110)的冷卻系統(tǒng)(21或41；101或111)的溫度得以保持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機總成，其特征在于，所述用于保持冷卻系統(tǒng)之一的溫度的裝置包括至少一個以獨立方式連接于每個所述發(fā)動機(20，40；100，110)的冷卻系統(tǒng)(21，41；101，111)的熱交換器(30；120)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機總成，其特征在于，所述裝置另外還包括一個安裝在每個所述冷卻系統(tǒng)(101，111)中的循環(huán)泵(102，112)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機總成，其中，每個冷卻系統(tǒng)包括一個膨脹室(26，46)和一個與發(fā)動機(20，40)主動軸相連的水泵(24，44)；其特征在于，所述熱交換器(30)安裝在膨脹室(26，46)與所述獨立發(fā)動機(20，40)的兩個冷卻系統(tǒng)(21，41)的水泵(24，44)之間，并位于所述水泵的增壓回路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機總成，其特征在于，所述熱交換器(30)設(shè)置在低于所述發(fā)動機(20或40)的至少一部分的位置上，以便通過溫差對流效應(yīng)使液體在停車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機總成，它包括可以交替或同步工作的兩臺內(nèi)燃機。每臺發(fā)動機(20，40)有各自的冷卻系統(tǒng)(21，41)。每個冷卻系統(tǒng)有膨脹室(26，46)并與一熱交換器(30)相連。該交換器在發(fā)動機交替工作時，通過運轉(zhuǎn)的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)使停車的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)的溫度得以保持。該發(fā)動機總成適用于公路、鐵路或水上的運輸工具。
文檔編號F02B73/00GK1120118SQ9510915
公開日1996年4月10日 申請日期1995年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月11日
發(fā)明者讓·尼克萊 申請人:維爾斯萊·薩克姆柴油機股份有限公司