Система питания тепловозного двигателя

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использована при проектировании и постройке тепловозных энергетических установок с дизельным приводом, работающим на вязком и маловязком топливах.
Известна двухтопливная система питания дизеля, содержащая линию подачи растительного топлива, состоящую из соединенных последовательно первого топливного бака, первого фильтра грубой очистки топлива, первого электрического топливного насоса и первого обратного клапана, выход которого подсоединен к первому входу смесителя-дозатора, линию подачи минерального топлива, состоящую из соединенных последовательно второго топливного бака и второго фильтра грубой очистки топлива, топливный насос высокого давления, первый выход которого подключен к форсункам дизеля, связанным с линией слива просочившегося топлива, а второй выход топливного насоса высокого давления подсоединен к линии слива избыточного топлива, связанной с входом топливоподкачивающего насоса, выход которого подключен к входу фильтра тонкой очистки топлива, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй электрический топливный насос и второй обратный клапан, выход которого подключен к второму входу смесителя-дозатора накопительного типа, а вход второго обратного клапана соединен с выходом второго электрического топливного насоса, вход которого связан с выходом второго фильтра грубой очистки топлива, при этом с первого по n-й электрические информационные выходы смесителя-дозатора накопительного типа соединены соответственно с первого по n-й информационными входами блока управления составом топлива, третий гидравлический «вход-выход» смесителя-дозатора накопительного типа связан с гидравлическим «вход-выходом» первого топливного бака, четвертый гидравлический вход смесителя-дозатора накопительного типа соединен с первым выходом переключателя рода топлива, второй гидравлический выход которого подключен к входу топливоподкачивающего насоса, первый и второй гидравлические входы переключателя рода топлива связаны соответственно с первым гидравлическим выходом смесителя-дозатора накопительного типа и гидравлическим выходом второго фильтра грубой очистки топлива, а третий гидравлический выход переключателя рода топлива соединен с «вход-выходом» второго топливного бака, выход фильтра тонкой очистки топлива подключен к входу топливного насоса высокого давления, переключатель рода топлива механически или магнитно связан с выключателем, электрический вход которого связан с плюсовой шиной питания, а выход выключателя соединен с четвертым электрическим входом блока управления составом топлива, первый и второй электрические выходы которого связаны соответственно с входами электропитания первого и второго электрических топливных насосов, а третий выход блока управления составом топлива соединен с первым электрическим входом смесителя-дозатора накопительного типа, при этом выход линии слива просочившегося топлива подключен к третьему гидравлическому входу переключателя рода топлива. [Патент на полезную модель РФ №153246, МПК F02M 43/00 F02D 19/08, опубл. 10.07.2015, Тимохин С.В. и др., "Двухтопливная система питания двигателя"]
Недостатком данной полезной модели является большой расход дизельного топлива и низкая эффективность при работе с разными сортами топлива.
Известна также система питания тепловозного двигателя, содержащая топливные баки, теплообменник и связанные с ним линии подачи и магистрали слива дизельного и тяжелого топлива, топливоподкачивающие насосы низкого давления, фильтры грубой очистки, реактивные центрифуги и клапаны, управляемые электронным блоком управления, а также общие магистрали подачи и слива топлива, отличающаяся тем, что топливные баки для дизельного и тяжелого топлив выполнены единым модулем с внутренней перегородкой, электронный блок управляет переходом работы дизеля на различные сорта топлива по сигналу датчика частоты вращения коленчатого вала, а переход на работу дизеля на тяжелом топливе осуществляется автоматически от контроллера машиниста. [Патент РФ №2433298, МПК F02M 43/00, F02M 69/00, F02M 31/16, B60K 15/077, опубл. 10.11.2011, авторы Добашин С.А. и др., "Система питания тепловозного двигателя"]
Недостатком данного изобретения является низкая эффективность, при работе с разными сортами топлива.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом полезной модели является сокращение расхода дизельного топлива и вследствие повышение КПД, за счет повышение эффективности питания тепловозного двигателя, при работе с разными сортами топлива.
Система питания тепловозного двигателя, содержащая топливные баки, топливоподкачивающие насосы низкого давления, фильтры грубой очистки, реактивные центрифуги и клапаны, управляемые электронным блоком управления, а также общие магистрали подачи и слива топлива; топливные баки для дизельного и тяжелого топлив выполнены единым модулем с внутренней перегородкой, электронный блок управляет переходом работы дизеля на различные сорта топлива по сигналу датчика частоты вращения коленчатого вала, а перевод дизеля на работу на тяжелом топливе осуществляется автоматически от контроллера машиниста, отличающаяся тем что, в систему питания тепловозного двигателя, дополнительно установлен диспергатор, на входы которого подается тяжелое топливо и дизельное топливо, на входах диспергатора установлено два расходомера - дизельного и тяжелого топлива, в топливных баках установлены температурные датчики, а на валу двигателя установлен датчик мощности, причем расходомеры, температурные датчики и датчик мощности соединены с электронным блоком управления.
Введение топливного диспергатора и поддержание определенного расхода и температуры различных сортов топлива, позволяет сократить расход топлива и повысить КПД.
На Фиг. изображена система питания тепловозного дизеля.
Система состоит из топливного бака 1, раздельной перегородки 2, бак предназначен для дизельного топлива 3, бак для тяжелого топлива 4, линия подачи дизельного топлива 5, фильтр грубой очистки 6, топливоподкачивающий насос низкого давления 7, электромагнитный клапан 8, байпасная магистраль 9, электромагнитный клапан 10, линия подачи тяжелого топлива 11, фильтра грубой очистки топлива 12 и 13, топливный насос низкого давления 14, две параллельно работающие реактивные центрифуги 15 и 16, обратный клапан 17, обводная магистраль 18, электромагнитный клапан 19, общая магистраль подачи 20, фильтр тонкой очистки топлива 21, общая магистраль слива 22, магистраль слива дизельного топлива 23, магистраль слива тяжелого топлива 24, электромагнитный клапан 25, электромагнитный клапан 26, электронный блок управления 27, датчик частоты вращения коленчатого вала 28, подогреватель тяжелого топлива 29, топливный диспергатор 30, расходомер тяжелого топлива 31, расходомер дизельного топлива 32, датчик температуры тяжелого топлива 33, датчик температуры дизельного топлива 34, датчик мощности 35.
Система работает следующим образом.
Дизельное топливо подается из топливного бака 3, по линии подачи топлива 5, насосом низкого давления 7. Топливо проходит грубую очистку фильтром 6. Электромагнитный клапан 8 обеспечивает запирание топливной магистрали 5, при работе на тяжелом топливе. Расходомер 32, соединений с электронным блоком управления 27, отслеживает расход дизельного топлива. По байпасной магистрали 9, обеспечивает возвращение излишек топлива обратно в бак. Для экономии дизельного топлива, присутствует система подачи тяжелого топлива. Тяжелое топливо подается по линии 11 топливным насосом низкого давления 14. Затем в двух, параллельно установленных фильтра грубой очистки топлива 12 и 13, топливо очищается, поступая в две параллельно работающие реактивные центрифуги 15 и 16. Обратный клапан 17 предотвращает подачу дизельного топлива в линию подачи тяжелого топлива. Расходомер 31, соединений с электронным блоком управления 27, отслеживает расход тяжелого топлива. Обводная магистраль 18 с установленным в ней электромагнитным клапаном 19, обеспечивает слив излишек тяжелого топлива в топливный бак 4. Топливо поступая в общую магистраль подачи 20, из линий 5 и 11, перемешивается в топливном диспергаторе 30, затем очищаясь фильтром тонкой очистки топлива 21, после поступает в ддизель. Общая магистраль слива 22 соединена с магистралями слива дизельного топлива 23, в которой установлен электромагнитный клапан 25, и магистралью слива тяжелого топлива 24, в которой установлен электромагнитный клапан 26. Электромагнитные клапана 25 и 26 позволяют возвращать излишки топлива в бак, с которого это топливо поступило в дизель. В баке дизельного топлива 3, установлен датчик температуры 34. В баке тяжелого топлива 4 установлен подогреватель 29 и датчик температуры 33, обеспечивающие поддержание заданной температуры тяжелого топлива. В электронный блок управления 27 поступают данные с датчика частоты вращения коленчатого вала 28, расходомеров 31 и 32, температурных датчиков 33 и 34. Электронный блок управляет электромагнитными клапанами 8, 10, 19, 25, 26, топливными насосами 14, 7, подогревателем 29. Запуск, остановка и работа двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок (до 8-й позиции контроллера машиниста) осуществляется на дизельном топливе, при этом топливоподкачивающий насос 14 низкого давления линии 11 подачи тяжелого топлива не работает до 7-й позиции контроллера. Электронный блок управления 27 обеспечивает открытое состояние электромагнитных клапанов 8 и 25, а за счет регулирования проходного сечения электромагнитного клапана 10 обеспечивается требуемое давление топлива, при этом электромагнитный клапан 26 закрыт, а электромагнитный клапан 19 открыт. С увеличением нагрузки, на 7 позиции контроллера электронный блок управления полностью открывает электромагнитный клапан 19 и запускает топливоподкачивающий насос низкого давления 14. При дальнейшем увеличении нагрузки (8-я позиция контроллера) по сигналу датчика частоты вращения коленчатого вала 28 и датчика мощности 35 электронный блок 27 выключает топливоподкачивающий насос 7, закрывает электромагнитный клапан 8, полностью закрывает электромагнитный клапан 25 с одновременным открытием электромагнитного клапана 26, при этом, за счет изменения проходного сечения электромагнитного клапана 19 устанавливается требуемое давление топлива и дизель переходит в режим работы на тяжелом топливе. При снижении нагрузки до 7-й позиции контроллера, электронный блок переводит работу дизеля на дизельное топливо в обратном порядке.
Таким образом полезная модель позволяет снизить расход дизельного топлива и увеличить функциональные возможности системы питания тепловозного дизеля, работающего на двух сортах топлива.