Vehículo sobre raíles así como procedimiento para reducir el consumo de combustible de un vehículo sobre raíles.

Vehículo sobre raíles (1), con

- al menos un motor de combustión interna (2), que proporciona energía de tracción,

- al menos un generador

(3), que está en unión efectiva con al menos uno de los motores de combustión interna (2) y a través de ellos genera energía eléctrica accionada,

- unos consumidores eléctricos (10), que para la alimentación de energía están en unión efectiva con al menos uno de los generadores (3), y

- una instalación para reducir el consumo de combustible, la cual comprende un acumulador de energía (8) así como una unidad de control y regulación (14) que se usa para la gestión de energía,

caracterizado porque

- el acumulador de energía (8) es un acumulador de energía regulador de marcha en vacío y está en unión efectiva con al menos uno de los motores de combustión interna (2), y almacena de forma intermedia energía proporcionada por éste, y

- están previstos unos medios para determinar la necesidad de potencia de tracción, en donde

- los medios para determinar la necesidad de potencia de tracción cooperan de tal manera con la unidad de control y regulación (14), que cuando no existe necesidad de potencia de tracción la alimentación a los consumidores eléctricos (10) con los motores de combustión interna (2) desconectados se realiza mediante el acumulador de energía (8).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09156105.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: HINTERMEIR,STEFAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FERROCARRILES > LOCOMOTORAS; AUTOMOTORES (vehículos en general B60;... > Locomotoras o automotores caracterizados por el tipo... > B61C9/24 (eléctricos (B61C 9/38 tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FERROCARRILES > LOCOMOTORAS; AUTOMOTORES (vehículos en general B60;... > Disposición de elementos; Detalles o accesorios... > B61C17/06 (Dispositivos de almacenamiento de la energía)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FERROCARRILES > LOCOMOTORAS; AUTOMOTORES (vehículos en general B60;... > Locomotoras o automotores eléctricos (caracterizados... > B61C3/02 (con acumuladores eléctricos)

PDF original: ES-2524257_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Vehículo sobre raíles así como procedimiento para reducir el consumo de combustible de un vehículo sobre raíles La invención se refiere a un vehículo sobre raíles, con -al menos un motor de combustión interna, que proporciona energía de tracción, -al menos un generador, que está en unión efectiva con al menos uno de los motores de combustión interna y a través de ellos genera energía eléctrica accionada, -unos consumidores eléctricos, que para la alimentación de energía están en unión efectiva con al menos uno de los generadores, y -una instalación para reducir el consumo de combustible, la cual comprende un acumulador de energía así como una unidad de control y regulación que se usa para la gestión de energía.

La invención se refiere también a un procedimiento para reducir el consumo de combustible de un vehículo sobre raíles, en el que -al menos un motor de combustión interna proporciona energía de tracción, -al menos un generador genera energía eléctrica y esta energía es consumida al menos en parte por unos consumidores eléctricos, -se determina la necesidad de potencia de tracción, y -se desconectan motores de combustión interna cuando no existe necesidad de potencia de tracción.

Un dispositivo de este tipo y un procedimiento de este tipo ya se han hecho patente en el documento DE 10 2006 019 990 A1. De este modo allí se describe un vehículo sobre raíles con varios motores de combustión interna, que proporcionan la energía de tracción necesaria para accionar el vehículo sobre raíles.

Los motores de combustión interna accionan un generador que genera energía eléctrica. La energía eléctrica generada de este modo se usa tanto para accionar el vehículo sobre raíles como para alimentar de energía a los consumidores eléctricos. Por último también se ha hecho patente una instalación para reducir el consumo de combustible, que comprende una unidad de control o regulación que se usa para gestionar la energía, la cual adapta el número de motores de combustión interna en marcha a la necesidad de energía momentánea y, dado el caso, desconecta todos los motores de combustión interna menos uno. Este mantiene después la alimentación de energía a la red de a bordo. Un motor de tracción eléctrico extrae además energía de un acumulador de energía, en donde el acumulador de energía almacena de forma intermedia la energía de frenado generada durante el frenado y la pone a disposición tanto del motor de marcha como de la red de a bordo. A pesar de las medidas propuestas, el vehículo sobre raíles consume mucho combustible.

La tarea de la presente invención consiste en indicar un vehículo sobre raíles y un procedimiento para reducir el consumo de combustible de un vehículo sobre raíles, el cual haga posible un consumo de combustible especialmente reducido del vehículo sobre raíles.

La tarea es resuelta conforme a la invención, en el caso de un vehículo sobre raíles de la clase citada al comienzo, por medio de que el acumulador de energía es un acumulador de energía regulador de marcha en vacío y está en unión efectiva con al menos uno de los motores de combustión interna, y almacena de forma intermedia energía proporcionada por éste, y -están previstos unos medios para determinar la necesidad de potencia de tracción, en donde -los medios para determinar la necesidad de potencia de tracción cooperan de tal manera con la unidad de control y regulación, que cuando no existe necesidad de potencia de tracción la alimentación a los consumidores eléctricos con los motores de combustión interna desconectados se realiza mediante el acumulador de energía.

La invención hace posible eliminar cualquier funcionamiento en marcha en vacío de los motores de combustión interna que despilfarre combustible. Para esto el dispositivo presenta para reducir el consumo de combustible un acumulador de energía regulador de marcha en vacío dimensionado para este fin y una unidad de control y regulación la cual, si no existe una necesidad de potencia de tracción, hace posible la desconexión de todos los

motores de combustión, por medio de que la alimentación a todos los consumidores eléctricos se cambia al acumulador de energía regulador de marcha en vacío. En el caso del medio para determinar la necesidad de potencia de tracción, que coopera para esto con la unidad de control y regulación, puede tratarse de un aparato detector que registre la aceleración positiva del vehículo sobre raíles ajustada en la instalación propulsora del vehículo sobre raíles, en donde el aparato detector está unido a través de una línea de señal a la unidad de control y regulación, de tal modo que en el caso de no existir una necesidad de potencia de tracción el aparato informa de esto a la unidad de control y regulación. El cambio de alimentación del consumidor eléctrico al acumulador de energía regulador de marcha en vacío puede realizarse por ejemplo pasivamente. Para esto conforme a un ejemplo de ejecución el acumulador de energía regulador de marcha en vacío es un acumulador electro-químico, el cual está conectado a los consumidores a través de una red de a bordo común, en donde la red de a bordo se alimenta con energía eléctrica, con los motores de combustión en marcha, mediante el al menos un generador. Un cambio pasivo de la alimentación de energía al acumulador de energía regulador de marcha en vacío puede realizarse por ejemplo de tal modo, que la unidad de control y regulación desconecte los motores de combustión. Por medio de esto ya no está aplicada ninguna tensión de carga al acumulador de energía regulador de marcha en vacío, de tal modo que éste alimenta automáticamente la red de a bordo con energía eléctrica. En el marco de la presente invención, sin embargo, no es imprescindible que el acumulador de energía regulador de marcha en vacío esté conectado a los consumidores eléctricos a través de una red de a bordo común. Además de esto pueden estar previstas varias redes de a bordo del vehículo sobre raíles. En el caso de las redes de a bordo puede tratarse de redes de tensión alterna o de redes de tensión continua. En el marco de la presente invención puede estar previsto un cambio activo de la alimentación de los consumidores eléctricos al acumulador de energía regulador de marcha en vacío. Por ejemplo mediante unos conmutadores activados por la unidad de control y regulación, etc.

La no existencia de necesidad de potencia de tracción se presenta por ejemplo cuando el vehículo sobre raíles se encuentra en un trayecto en pendiente y no es necesario acelerarlo, de tal modo que a los ejes del vehículo sobre raíles no se transmite ningún par de giro accionador. Los periodos de tiempo en los que no existe necesidad de potencia de tracción pueden suponer, en el caso de una locomotora de maniobras, más del 65% de todo el periodo de circulación. Los motores de combustión interna en marcha consumen en estos periodos, para mantener un número mínimo de revoluciones, más energía que por ejemplo los consumidores eléctricos de la red de a bordo. Conforme a la invención se propone por ello no alimentar mediante un motor de combustión interna los consumidores eléctricos en periodos de tiempo, en los que no existe necesidad de potencia de tracción, sino prever para este fin un acumulador de energía regulador de marcha en vacío que almacene de forma intermedia la energía entregada por los motores de combustión interna, para poner la misma a disposición de los consumidores eléctricos durante los periodos de marcha en vacío de los motores de combustión interna. El flujo de potencia entre los diferentes componentes se gestiona aquí mediante la unidad de control y regulación. La unidad de control y regulación está unida para esto, a través... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Vehículo sobre raíles (1) , con -al menos un motor de combustión interna (2) , que proporciona energía de tracción, -al menos un generador (3) , que está en unión efectiva con al menos uno de los motores de combustión interna (2) y a través de ellos genera energía eléctrica accionada, -unos consumidores eléctricos (10) , que para la alimentación de energía están en unión efectiva con al menos uno de los generadores (3) , y -una instalación para reducir el consumo de combustible, la cual comprende un acumulador de energía (8) así como una unidad de control y regulación (14) que se usa para la gestión de energía, caracterizado porque -el acumulador de energía (8) es un acumulador de energía regulador de marcha en vacío y está en unión efectiva con al menos uno de los motores de combustión interna (2) , y almacena de forma intermedia energía proporcionada por éste, y -están previstos unos medios para determinar la necesidad de potencia de tracción, en donde -los medios para determinar la necesidad de potencia de tracción cooperan de tal manera con la unidad de control y regulación (14) , que cuando no existe necesidad de potencia de tracción la alimentación a los consumidores eléctricos (10) con los motores de combustión interna (2) desconectados se realiza mediante el acumulador de energía (8) .

2. Vehículo sobre raíles (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto al menos un arrancador de motor (9) , que para su alimentación de energía está unido a un acumulador de energía para arrancador de motor (16) y está en unión efectiva con la unidad de control y regulación (14) y el al menos un motor de combustión interna (2) , de tal manera que el motor de combustión interna (2) puede arrancarse de nuevo a través de la unidad de control y regulación (14) .

3. Vehículo sobre raíles según la reivindicación 2, caracterizado porque el acumulador de energía para arrancador de motor (16) está en unión efectiva con al menos un motor de combustión interna (2) y almacena de forma intermedia la energía proporcionada por éste.

4. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque esté prevista una instalación detectora, unida a la unidad de control y regulación (14) , para establecer la energía acumulada en el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) .

5. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por unos medios, unidos a la unidad de control y regulación (14) , para determinar el consumo momentáneo de energía de los consumidores de energía.

6. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de control y regulación (14) está en unión efectiva con al menos dos consumidores eléctricos (10) , que presentan un elevado consumo de energía.

7. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por unos medios, unidos a la unidad de control y regulación, para determinar el estado de funcionamiento del consumidor eléctrico compresor de freno.

8. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) es un acumulador.

9. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) presenta una capacidad de almacenamiento de energía, que está adaptada a la alimentación de energía de los consumidores eléctricos (10) a alimentar con el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) y a los periodos de tiempo medios sin necesidad de potencia de tracción del vehículo sobre raíles (1) .

10. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) presenta una potencia superior a 15 kW.

11. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un motor de combustión interna (2) es un motor diésel.

12. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el vehículo sobre raíles

(1) es diésel-eléctrico.

13. Vehículo sobre raíles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el vehículo sobre raíles (1) es una locomotora de maniobras.

14. Procedimiento para reducir el consumo de combustible de un vehículo sobre raíles, en el que -al menos un motor de combustión interna (2) proporciona energía de tracción, -al menos un generador (3) genera energía eléctrica y esta energía es consumida al menos en parte por los consumidores eléctricos (10) , -se determina la necesidad de potencia de tracción, y -se desconectan los motores de combustión interna (2) cuando no existe necesidad de potencia de tracción, caracterizado porque el acumulador de energía (8) se carga con energía desde al menos uno de los motores de combustión interna (2) y, en el caso de no existir una necesidad de potencia de tracción, la alimentación de los consumidores eléctricos (10) se cambia al acumulador de energía (8) y se desconectan los motores de combustión interna (2) en marcha.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque en el caso de una nueva necesidad de potencia de tracción los motores de combustión interna (2) desconectados para ahorrar combustible se arrancan al menos parcialmente y a través de la unidad de control y regulación.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado porque al descender por debajo de una cantidad de energía mínima almacenada en el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) , los motores de combustión interna (2) se arrancan al menos parcialmente y a través de la unidad de control y regulación.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque el cambio de la alimentación de energía de consumidores eléctricos (10) al acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) se realiza, en el caso de no existir una necesidad de potencia de tracción, teniendo en cuenta la cantidad de energía almacenada de forma intermedia momentáneamente en el acumulador de energía (8) y el consumo de energía momentáneo de los consumidores eléctricos (10) .

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque con los motores de combustión interna (2) completamente desconectados para ahorrar combustible, los consumidores eléctricos (10) con una elevada necesidad de energía se hacen funcionar con desfase de tiempo.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque en el caso de un proceso de conexión del consumidor eléctrico compresor de freno, con los motores de combustión interna (2) completamente desconectados para ahorrar combustible se arranca al menos un motor de combustión interna (2) .

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado porque en el caso de al menos un motor de combustión interna (2) en marcha, el acumulador de energía regulador de marcha en vacío (8) almacena exclusivamente energía.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizado porque si se utilizan al menos dos motores de combustión interna (2) se adapta el número de motores de combustión interna (2) en marcha a la necesidad de potencia de tracción.