VEHÍCULO DE TRACCIÓN SOBRE CARRILES.

Vehículo de tracción (1) sobre carriles, con un motor de combustión interna (2) ,

con un circuito de refrigeración de motor (4) conectado a un radiador de motor (3) para refrigerar el motor de combustión interna (2) y con medios de frenado para frenar el vehículo de tracción, haciendo circular en circuito cerrado por el interior del circuito de refrigeración del motor (4) una corriente de refrigerante líquido, presentando los medios de frenado al menos un freno de resistencia eléctrico con al menos una resistencia de frenado (6) , estando previsto un circuito de refrigeración de freno (7) que lleva un líquido refrigerante para refrigerar la resistencia de frenado (6) , caracterizado porque está previsto un circuito de refrigeración secundario (11) por el que circula otra corriente de refrigerante líquido y porque el circuito de refrigeración secundario (11) y el circuito de refrigeración de freno (7) están conectados a al menos un transmisor de calor (8) del circuito de refrigeración de freno, y el calor perdido de la resistencia de frenado (6) es recibido por el circuito de refrigeración de freno (7) y a través del transmisor de calor (8) del circuito de refrigeración de freno se puede transmitir al circuito de refrigeración secundario (11) , y porque el tamaño de la superficie de transmisión de calor del radiador de motor (3) , por cuya superficie y/o interior circula la corriente de refrigerante líquido durante la refrigeración, puede ser controlado o regulado automáticamente en función de la temperatura del refrigerante en el motor de combustión interna (2) , presentando el radiador de motor (3) una pluralidad de transmisores de calor (27, 28) , estando conectado al menos un transmisor de calor (27) , independientemente del estado de carga del motor de combustión interna (2) , a la corriente de refrigerante que circula por el circuito de refrigeración de motor (4) , pudiendo conectarse al menos un transmisor de calor (28) adicional, en función del estado de carga, a la corriente de refrigerante que circula por el circuito de refrigeración de motor (4) o a la corriente de refrigerante adicional que circula por el circuito de refrigeración secundario (11) .

Vehículo de tracción sobre carriles La invención se refiere a un vehículo de tracción sobre carriles con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Los vehículos de tracción sobre carriles se conocen por el estado de la técnica. El vehículo de tracción puede presentar, por ejemplo, un motor diesel con un radiador de motor, destinado a accionar un electromotor. Además, pueden estar previstos medios de frenado eléctricos que para frenar el vehículo de tracción convierten energía cinética en energía eléctrica y, a continuación, convierten la energía eléctrica en energía térmica. Para la conversión de la energía eléctrica en energía térmica puede estar prevista una resistencia de frenado equipada con refrigeración por aire, siendo evacuada la energía térmica a la atmósfera. Durante la marcha, la refrigeración por aire se puede lograr disponiendo la resistencia de frenado en el techo. Sin embargo, para permitir una refrigeración suficiente de la resistencia de frenado incluso a bajas velocidades de marcha, generalmente se emplea un ventilador extenso. La salida de aire de escape de la resistencia de frenado se encuentra generalmente en el centro del vehículo de tracción. El aire de escape con una temperatura de 350 º C puede pasar sobre el techo de la locomotora y mezclándose durante ello con el aire ambiente, lo que provoca su refrigeración. En locomotoras con puestos de conducción situados al final del vehículo, generalmente no suponen un problema ni la emisión de ruido producida por el ventilador de la resistencia de frenado ni la temperatura de salida por la chimenea de la resistencia de frenado.

En locomotoras en las que la cabina de conductor está dispuesta centralmente y que están concebidas para el uso como locomotora de maniobras y de línea, el uso de resistencias de frenado refrigeradas por aire puede suponer un peligro para las personas a causa de la alta temperatura del aire de escape del ventilador de la resistencia de frenado. Aunque el aire de escape caliente que sale por la chimenea de la resistencia de frenado se va enfriando en su camino hacia la cabina del conductor, sigue estando a más de 100 º C en la zona de la cabina del conductor. Además, las emisiones de ruidos producidas por el ventilador de la resistencia de frenado perjudican la comunicación entre las personas implicadas en las maniobras. Por esta razón, en locomotoras con la cabina de conductor dispuesta centralmente no pueden emplearse resistencias de frenado ventiladas por aire.

Además, las resistencias de frenado refrigeradas por aire no tienen ninguna constante de tiempo térmica notable. La cantidad de calor generada en la resistencia de frenado ha de evacuarse directamente al entorno para evitar una sobrecarga térmica y un daño de la resistencia de frenado. Para poder evacuar de manera eficaz a la atmósfera incluso un elevado calor de frenado, por el documento DE10339211A1 que constituye el estado más próximo de la técnica, se conoce refrigerar la resistencia de frenado mediante un líquido refrigerante. Mediante este líquido refrigerante se incrementa considerablemente la eficacia de refrigeración en comparación con las resistencias de frenado refrigeradas por aire. Se puede suprimir un radiador por aire adicional para los medios de frenado mismos o para el circuito de líquido de freno. El calor de frenado se transporta a través del líquido refrigerante al radiador existente de por sí del motor de combustión interna, y a través de la refrigeración por aire del mismo se evacua a la atmósfera. La capacidad de refrigeración de un ventilador del radiador de motor, generalmente, es tan grande que incluso a una baja velocidad de circulación del líquido refrigerante se proporciona una capacidad de refrigeración suficiente para los medios de frenado.

La refrigeración por líquido de la resistencia de frenado, descrita en el documento DE10339211A1, sin embargo, es poco viable en la práctica. Durante el funcionamiento del vehículo de tracción bajo grandes cargas, por ejemplo durante la marcha cuesta arriba del vehículo de tracción, se produce un aumento de temperatura del líquido refrigerante llevado en el circuito de refrigeración del motor. Para enfriar el líquido refrigerante del circuito de refrigeración del motor es necesario poner a disposición en el radiador del motor una corriente de aire de refrigeración relativamente grande. Si es necesario frenar brevemente el vehículo de tracción durante el funcionamiento del motor de combustión interna bajo gran carga, el calor perdido liberado durante el frenado no puede evacuarse sin más a la atmósfera través del radiador del motor debido a la capacidad limitada de la refrigeración por aire del radiador del motor. La consecuencia es un calentamiento del líquido refrigerante en el circuito de refrigeración del freno, lo que puede provocar una sobrecarga térmica y un daño de la resistencia de frenado.

Además, el radiador del motor está concebido para un funcionamiento a plena carga del vehículo de tracción. Por lo tanto, durante el funcionamiento a carga parcial o en ralentí del vehículo de tracción se produce con mucha rapidez un fuerte enfriamiento del refrigerante en el radiador del motor, lo que puede conducir a una alta solicitación térmica del motor de combustión interna, especialmente en caso de alternarse el funcionamiento a carga parcial y a plena carga del motor de combustión interna.

Por los documentos EP1270896A2 y US3, 752, 132A se conocen circuitos de refrigeración de frenos en los que a través de un transmisor de calor, el calor perdido del freno se transmite a un circuito secundario.

La presente invención tiene el objetivo de mejorar la gestión de calor entre el circuito de refrigeración del motor y el circuito de refrigeración del freno de tal forma que los problemas antes citados no puedan producirse o se puedan producir sólo en menor medida.

El objetivo antes mencionado se consigue en un vehículo de tracción sobre carriles del tipo mencionado al principio por las características de la reivindicación 1. El accionamiento del vehículo de tracción según la invención puede ser diesel-eléctrico o sólo eléctrico.

A este respecto, la invención está basada en la idea de aumentar o reducir, según la necesidad, la superficie de transmisión de calor del radiador del motor, disponible para el enfriamiento de la corriente de refrigerante llevada en el circuito de refrigeración del motor, a fin de poder cumplir de manera segura un nivel de temperatura determinado de la corriente de refrigerante en el motor de combustión interna. Para este fin, el vehículo de tracción según la invención presenta un dispositivo de control y regulación configurado correspondientemente que en función de la temperatura del refrigerante medida o determinada en el motor de combustión interna proporciona una superficie de transmisión de calor más o menos grande del radiador del motor para enfriar la corriente de refrigerante caliente o muy caliente que sale del motor de combustión interna. Se entiende que el tamaño de la superficie de transmisión de calor del radiador del motor, por cuya superficie y/o interior circula la corriente de refrigerante durante su enfriamiento, también puede ser controlado o regulado en función del estado de carga del motor de combustión interna, ya que el estado de carga del motor repercute directamente en la temperatura del refrigerante en el motor de combustión interna.

En la invención, a este respecto está previsto además transmitir el calor perdido de la resistencia de frenado del circuito de refrigeración del freno, en primer lugar, a través de un transmisor de calor a un circuito de refrigeración secundario y, a continuación, del circuito de refrigeración secundario al entorno y/o al circuito de refrigeración del motor. El circuito de refrigeración secundario está separado materialmente del circuito de refrigeración del freno y está acoplado energéticamente con el circuito de refrigeración del freno a través del transmisor de calor. Como resultado, el calo perdido se emite al entorno y/o al circuito de refrigeración del motor con un retraso de tiempo. El circuito de refrigeración secundario constituye un acumulador de calor para el calor perdido de la resistencia de frenado, y por la cantidad de calor absorbida por el circuito de refrigeración secundario puede descartarse de manera segura un daño o una sobrecarga de la resistencia de frenado. Esto permite emplear un freno electrodinámico incluso durante el funcionamiento del motor de combustión interna bajo grandes cargas. La resistencia de frenado puede... [Seguir leyendo]

1. Vehículo de tracción (1) sobre carriles, con un motor de combustión interna (2) , con un circuito de refrigeración de motor (4) conectado a un radiador de motor (3) para refrigerar el motor de combustión interna (2) y con medios de frenado para frenar el vehículo de tracción, haciendo circular en circuito cerrado por el interior del circuito de refrigeración del motor (4) una corriente de refrigerante líquido, presentando los medios de frenado al menos un freno de resistencia eléctrico con al menos una resistencia de frenado (6) , estando previsto un circuito de refrigeración de freno (7) que lleva un líquido refrigerante para refrigerar la resistencia de frenado (6) , caracterizado porque está previsto un circuito de refrigeración secundario (11) por el que circula otra corriente de refrigerante líquido y porque el circuito de refrigeración secundario (11) y el circuito de refrigeración de freno (7) están conectados a al menos un transmisor de calor (8) del circuito de refrigeración de freno, y el calor perdido de la resistencia de frenado (6) es recibido por el circuito de refrigeración de freno (7) y a través del transmisor de calor (8) del circuito de refrigeración de freno se puede transmitir al circuito de refrigeración secundario (11) , y porque el tamaño de la superficie de transmisión de calor del radiador de motor (3) , por cuya superficie y/o interior circula la corriente de refrigerante líquido durante la refrigeración, puede ser controlado o regulado automáticamente en función de la temperatura del refrigerante en el motor de combustión interna (2) , presentando el radiador de motor (3) una pluralidad de transmisores de calor (27, 28) , estando conectado al menos un transmisor de calor (27) , independientemente del estado de carga del motor de combustión interna (2) , a la corriente de refrigerante que circula por el circuito de refrigeración de motor (4) , pudiendo conectarse al menos un transmisor de calor (28) adicional, en función del estado de carga, a la corriente de refrigerante que circula por el circuito de refrigeración de motor (4) o a la corriente de refrigerante adicional que circula por el circuito de refrigeración secundario (11) .

2. Vehículo de tracción según la reivindicación 1, caracterizado porque al exceder una temperatura límite predefinida de la corriente de refrigerante en el motor de combustión interna (2) , preferentemente durante el funcionamiento de plena carga del motor de combustión interna (2) , la superficie de transmisión de calor total del radiador de motor (3) está prevista para la refrigeración de la corriente de refrigerante.

3. Vehículo de tracción según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al exceder una temperatura límite predefinida de la corriente de refrigerante en el motor de combustión interna (2) , preferentemente durante el funcionamiento de plena carga del motor de combustión interna, está prevista una mayor superficie de transmisión de calor del radiador de motor (3) y al pasar por debajo de una temperatura límite predefinida de la corriente de refrigerante en el motor de combustión interna (2) , preferentemente durante el funcionamiento de carga parcial del motor de combustión interna (2) , está prevista una menor superficie de transmisión de calor del radiador de motor (3) para enfriar la corriente de refrigerante.

4. Vehículo de tracción según la reivindicación 3, caracterizado porque la relación de la superficie de transmisión de calor más grande con respecto a la superficie de transmisión de calor más pequeña es de 60 : 40 como mínimo, preferentemente de 70 : 30 como mínimo, especialmente de 80 : 20 aproximadamente.

5. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tamaño de la superficie de transmisión de calor durante la refrigeración de la corriente de refrigerante puede controlarse o regularse de tal forma que, en cualquier estado de carga del motor de combustión interna (2) , la temperatura del refrigerante en el motor de combustión interna (2) sea superior a 55º C, preferentemente superior a 65º C e inferior a 105º C, de forma especialmente preferible inferior a 95º C.

6. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en caso de necesidad, el circuito de refrigeración secundario (11) puede conectarse al radiador de motor (3) para enfriar la corriente de refrigerante adicional.

7. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto al menos un dispositivo de conmutación (35) para establecer una comunicación de circulación entre el circuito de refrigeración secundario (11) y al menos una superficie de transmisión de calor del radiador de motor (3) .

8. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una parte de la superficie de transmisión de calor total del radiador de motor (3) está prevista para enfriar la corriente de refrigerante adicional que circula por el circuito de refrigeración secundario (11) , si la corriente de refrigerante en el motor de combustión interna (2) pasa por debajo de una temperatura límite predefinida, preferentemente durante el funcionamiento a carga parcial del motor de combustión interna (2) .

9. Vehículo de tracción según la reivindicación 8, caracterizado porque la superficie de transmisión de calor del radiador de motor (3) que no está prevista para el enfriamiento de la corriente de refrigerante que circula por el circuito de refrigeración de motor (4) , si la corriente de refrigerante en el motor de combustión interna (2) pasa por debajo de una temperatura límite predefinida, preferentemente durante el funcionamiento a plena carga del motor de combustión interna (2) , está prevista preferentemente íntegramente para el enfriamiento de la corriente de refrigerante adicional que circula por el circuito de refrigeración secundario (11) .

10. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por el circuito de refrigeración de motor (4) y por el circuito de refrigeración secundario (11) circula el mismo refrigerante, preferentemente agua.

11. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuando el refrigerante en el motor de combustión interna (2) quedar por debajo de una temperatura predefinida, el calor perdido recibido por el circuito de refrigeración secundario (11) puede transmitirse al menos en parte del circuito de refrigeración secundario (11) al circuito de refrigeración de motor (4) .

12. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de refrigeración secundario (11) y el circuito de refrigeración de motor (4) pueden acoplarse a través de al menos un transmisor de calor indirecto para la transmisión del calor y/o porque está prevista una transmisor de calor directa mediante la mezcla al menos parcial de las corrientes de refrigerante del circuito de refrigeración de motor (4) y del circuito de refrigeración secundario (11) .

13. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de 15 refrigeración secundario (11) presenta al menos un transmisor de calor (13) para la emisión de calor al entorno.

14. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto al menos un dispositivo de medición para medir la temperatura del líquido refrigerante en el circuito de refrigeración de freno (7) y/o para medir la temperatura del refrigerante en el circuito de refrigeración secundario (11) y/o en el circuito de refrigeración de motor (4) .

15. Vehículo de tracción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de refrigeración de freno (7) presenta al menos un depósito (40) para el líquido refrigerante.