МАНЕВРОВЫЙ ТЕПЛОВОЗ С ГАЗОПОРШНЕВОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тепловозов, снабженных поршневыми двигателями, использующими в качестве моторного топлива горючий газ.
Известна конструкция маневрового тепловоза, выполненного с возможностью работы на дизельном и газодизельном топливе, содержащий кузов с кабиной машиниста, ходовую часть, дизельный двигатель, электронно-управляемую систему подачи газа и размещенные под рамой тепловоза емкости для хранения газа, электронно-управляемая система подачи газа выполнена электропневматической, в отсеке аккумуляторов за кабиной машиниста размещены дополнительные емкости для хранения газа, а аккумуляторные батареи размещены под рамой тепловоза, причем емкости для хранения газа выполнены в виде металлокомпозитных баллонов. [Патент РФ №2422311, МПК B61C 5/00, опуб. 27.06.2011 г., Фофанов Г.А. и др. «Маневровый тепловоз»].
Недостатком данного технического изобретения является низкаяэнергоэффективность топливоподачи системы и малый срок хранения топлива.
Известен маневровый тепловоз с газопоршневой силовой установкой содержит съемную емкость газового криогенного топлива, установленную на главной раме тепловоза над одной из тележек в максимальном удалении от кабины машиниста, размещенной на противоположном конце главной рамы тепловоза, между газопоршневой силовой установкой и съемной емкостью топлива укреплена ударостойкая огнезащитная перегородка, вспомогательное оборудование и неподвижный балласт установлены на главной раме тепловоза таким образом, чтопри количестве топлива в съемной емкости, равном 0,4-0,6 всего топлива, вертикальная нагрузка от главной рамы распределена на тележки тепловоза равномерно, съемная емкость газового криогенного топлива снабжена стандартными опорами для фиксации на главной раме тепловоза, отводящий криогенный патрубок съемной емкости топлива соединен с газовым патрубком газификатора быстроразъемным соединением, тепловоз также может быть дополнительно снабжен подвижным балластом, который имеет механизм перемещения в продольном направлении, причем механизм перемещения может быть электрически связан с датчиком количества топлива в съемной емкости [Патент РФ №2537022, МПК B61C 5/00, опуб. 27.12.2014. г, автор Коссов В.А. и др. «Маневровый тепловоз с газопоршневой силовой установкой (варианты)»].
Недостатком данного технического изобретения являетсянизкаяэнергоэффективность топливоподачи системы и малый срок хранения топлива.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом изобретения является улучшение энергоэффективноститопливно подачи системы, а также обеспечение возможности хранить топливо в обычных композиционных баках с минимальной теплоизоляцией в течении всего срока между экипировками.
Технический результат достигается тем, что в маневровом тепловозе с газопоршневой силовой установкой, содержащий главную раму, опирающуюся на тележки с колесными парами, кабину машиниста, газопоршневую силовую установку с охлаждающим устройством, газопоршневым двигателем и генератором, съемную емкость газового криогенного топлива, соединенную отводящим криогенным патрубком с газовым патрубком газификатора жидкого топлива, вспомогательное оборудование и неподвижный балласт, съемная емкость газового криогенного топлива установлена наглавной раме тепловоза над одной из тележек в максимальном удалении от кабины машиниста, съемная емкость газового криогенного топлива выполнена двухстенной образуя межстенное пространство, внутренний объем съемной емкости заполнен переохлажденным шугообразным газовым криогенным топливом и соединен с межстенным пространством, на съемной емкости установлены два клапана, один из которых является предохранительным, а другой электроуправляемым, между съемной емкостью переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива дополнительно установлен первый криогенный насос для подачи переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива и сепаратор шуги, вход которого через первый дополнительно установленный насос соединен с выходом из съемной емкости переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива, выход по шуге из сепаратора шуги через второй дополнительно установленный криогенный насос для подачи переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива на вход во внутренний объем съемной емкости переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива, а его выход по жидкости соединен с газификатором, выход которого связан с входом дополнительно установленного сепаратора жидкости, выход которого по жидкости связан через третий дополнительно установленный криогенный насос с межстеным пространством, а выход по газу связан с входом дополнительно установленным подогревателем, выход которого связан с топливной системой газопоршневой силовой установки.
Работа маневрового тепловоза с газопоршневой силовой установкой на переохлажденном шугообразном газовом криогенном топливе улучшает энергоэффективность топливоподачи системы, за счет выполнения двухстенной съемной емкости переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива, установки сепаратора шуги и сепаратора жидкости, а такжем возврата шуги во внутреннее и межстенное пространство снижает теплоприток к переохлажденному шугообразному газовому криогенному топливу. Это вместе с заполнением съемной емкости переохлажденным шугообразным газовым криогенным топливом, увеличивает срок бездренажного хранения топлива. Дополнительно установленный подогреватель повышает энергоэффективность топливоподачи системы газопоршневого двигателя.
На фиг. 1 изображена схема подачи топлива в газопоршневой двигатель.
Маневровый тепловоз содержит съемную емкость переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива 1, с внутренним объемом 2 и межстенным пространством 3, предохранительный клапан 4, электроуправляемый клапан 5, горловину 6 для пополнения съемной емкости переохлажденным шугообразным газовым криогенным топливом, первый криогенный насос 7 для подачи переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива, второй криогенный насос 8 для подачи переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива, третий криогенный насос 9 для подачи переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива, сепаратор шуги 10, криогенный патрубок 11, газификатор 12, сепаратор жидкости 13, подогреватель 14.
Маневровый тепловоз с газопоршневой силовой установкой работает следующим образом. Из внутреннего объема съемной емкости 2, заполненного переохлажденным шугообразным газовым криогенным топливом, топливо через дополнительно установленный первый криогенный насос для подачи переохлажденного шугообразного газового криогенного топлива 7 поступает в сепаратор шуги 10, после отделения жидкости от шуги, шуга через дополнительно установленный второй криогенный насос 8 возвращается во внутренний объем 2 съемной емкости 1, выход по газу через криогенный патрубок 11 поступает в сепаратор жидкости 13. Из газификатора 12 жидкое переохлажденное шугообразное газовое криогенное топливо поступает в сепаратор жидкости 13, жидкое переохлажденное шугообразное газовое криогенное топливо через третий дополнительно установленный криогенный насос 9 поступает в межстенное пространство 2 съемной емкости 1, а переохлажденное шугообразное криогенное топливо из сепаратора жидкости 13 через подогреватель 14 поступает в топливную систему газопоршневой силовой установки. На случай повышения давления в допустимых пределов съемная емкость 1 снабжена предохранительным клапаном 4. Электроуправляемый клапан 5 установлен на съемной емкости 1 переохлажденного газового криогенного топлива для технологических целей: продувки, заполнения и т.д.
Предлагаемое изобретение позволяет на 10% сократить потери топлива, снижает выброс вредных веществ в атмосферу, а также позволяет бездренажно хранить переохлажденное шугообразное криогенное газовое топливо в баках с теплоизоляцией в течении всего срока между экипировками.