УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ПОДВАГОННЫЙ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к системам подачи топлива к двигателям внутреннего сгорания и более конкретно - к устройствам для подачи дизельного топлива к устанавливаемым в подвагонном пространстве на железнодорожных вагонах дизель-генераторам.
Современные пассажирские вагоны содержат большое количество энергоемкого оборудования (системы кондиционирования, обогрева, освещения и т.д.), которое должно функционировать в любых ситуациях, а не только в пути и на остановках, оборудованных устройствами для подключения к наземным источникам энергии и в любых условиях, в том числе и в зимнее время, в условиях низких температур окружающей среды. Имеющиеся на вагонах аккумуляторные батареи имеют ограниченную емкость и не могут обеспечить работу вагонного оборудования длительное время. В связи с этим, пассажирские вагоны (в частности вагоны повышенной комфортности) снабжаются монтируемыми в подвагонном пространстве дизель-генераторами [1, 2].
При этом возникают трудности в связи с необходимостью обеспечения надежной и безопасной работы дизель-генератора в условиях низких температур, в частности, из-за загустения дизельного топлива и выделения из него парафинов. Частично эти проблемы решены размещением самого дизель-генератора в теплоизолированном контейнере и снабжении его электрическими
обогревателями. Однако требуется обеспечить надежное и безопасное функционирование и системы топливоподачи, также расположенной в подвагонном пространстве, учитывая, что бак с дизельным топливом может размещаться на значительном удалении от дизель-генератора (из условий соблюдения центровки вагона и др.).
Уже известно устройство для подачи топлива в дизельный двигатель, содержащее топливный бак с топливозаборником, соединенным топливоприводом, на котором установлены фильтр и топливный насос с двигателем и обратный трубопровод с магистралью возврата части топлива в топливозаборник, на которой расположен теплообменник для нагрева этой части топлива теплоносителем из системы охлаждения дизеля. Нагретое этим теплоносителем топливо возвращается на вход в топливозаборник, где смешивается с забираемым из топливного бака топливом, повышая его температуру [3].
Известное устройство достаточно просто и надежно в эксплуатации, однако оно недостаточно эффективно, поскольку отбор тепла на подогрев топлива производится только при работающем двигателе, когда теплоноситель системы охлаждения двигателя имеет достаточно высокую температуру. Кроме того, это устройство требует установки топливного бака рядом с двигателем, т.к. никак не компенсирует теплопотери топлива в топливопроводе.
Известно также устройство для подачи дизельного топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее основной топливный бак с расположенным в нем обогреваемым топливозаборником, соединенным топливоприводом, на
котором установлены обогреваемый фильтр и топливный насос, с двигателем и обратный трубопровод [4] (прототип).
Известное устройство обеспечивает подогрев топлива на выходе из топливного бака, на фильтре перед топливным насосом и на входе в двигатель, обеспечивая его надежный запуск и функционирование, однако оно требует значительных затрат электроэнергии (от аккумуляторной батареи) и не эффективно при значительном удалении топливного бака от двигателя.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемой полезной модели заключается в повышенной надежности функционирования дизель-генератора в условиях низких температур, снижении энергозатрат и повышении безопасности.
Указанный результат достигается за счет того, что в устройстве для подачи топлива в подвагонный дизель-генератор, содержащем размещенный в подвагонном пространстве основной топливный бак с расположенным в нем обогреваемым топливозаборником, соединенным топливопроводом, на котором установлены фильтр и топливный насос, с двигателем дизель-генератора и обратный трубопровод, предлагается непосредственно перед двигателем дизель-генератора установить сообщающийся с топливопроводом и обратным трубопроводом расходный топливный бак, снабдив его обогреваемым топливозаборником, при этом каждый топливозаборник выполнить с электроподогревателем и жидкостным теплообменником, связанным магистралями с теплообменником в системе обогрева вагона.
Для повышения безопасности в аварийных ситуациях путем предотвращения вытекания топлива предлагается на топливопроводе и обратном трубопроводе перед основным и расходным топливными баками установить отсечные клапана с электромагнитным приводом, связанные через блок управления с датчиками перегрузок.
Кроме того, для снижения теплопотерь предлагается топливопровод и обратный трубопровод между основным и расходным топливными баками вместе с магистралями подвода и отвода теплоносителя к теплообменникам топливозаборников, расположить в общем теплоизолированном коллекторе.
Возможное конструктивное выполнение заявляемой топливной системы подвагонного дизель-генератора представлено на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 - показано размещение на раме вагона агрегатов заявляемого устройства (вид спереди),
На фиг.2 - вид на раму вагона сверху,
На фиг.3 - сечение коллектора (в увеличенном виде),
На фиг.4 - представлена гидравлическая схема устройства для подачи топлива, Устройство для подачи топлива в подвагонный дизель-генератор содержит подвешенные снизу на раме вагона 1 основной топливный бак 2 и расположенный в непосредственной близости с расположенным в контейнере 3 дизель-генератором 4 расходный топливный бак 5.
На основном топливном баке 2 расположен топливозаборник 6, от которого топливо по топливопроводу 7 поступает в расходный бак 5. На топливопроводе 7 расположены кран 8, фильтр 9, топливный насос 10 и отсечные клапана с
электромагнитным приводом 11, которые установлены также в начале и конце обратного трубопровода 12.
На расходном топливном баке 5 также установлен топливозаборник 6, от которого топливо подастся в двигатель дизель-генератора 4.
Каждый топливозаборник 6 выполнен обогреваемым и снабжен электроподогревателем 13 и жидкостным теплообменником 14, связанным магистралями 15 с теплообменником 16, расположенном в системе отопления 17 вагона.
Конструктивное выполнение обогреваемых топливозаборников 6 может быть различным, например, предусмотренным ТУ РБ 100009933.005-2002, фирмы «Номакон-Терм» [5].
Расположенные между основным топливным баком 2 и расходным топливным баком 5 топливопровод 7, обратный трубопровод 12 и магистрали 15 подвода и отвода теплоносителя к теплообменникам 14 топливозаобрников 6 расположены в общем теплоизолированном коллекторе 18 (см. фиг.3).
От практически постоянно функционирующей в холодное время года (при низкой температуре окружающей среды) системы отопления 17 вагона тепло через теплообменник 16 посредством теплоносителя (например, тосола) по магистралям 15 поступает к топливозаборникам 6, обеспечивая разогрев топлива и его поступление к двигателю дизель-генератора 4.
При запуске дизель-генератоа одновременно с включением входящих в его состав электрообогревателей (на чертежах не показаны) могут кратковременно
задействоваться и электронагреватели 13, подключенные, например, к аккумуляторной батарее вагона и расположенные на входе в топливозаборники 6.
Электроподогреватели 13 могут также подключаться в экстренных случаях (например, при очень низких температурах), обеспечивая надежный запуск и работу дизель-генератора, но в основном функционирование системы обеспечивается за счет отбора сравнительно небольшого количества тепла от системы отопления 17 вагона, расходуемого на подачу разогретого дизельного топлива из основного топливного бака 2 с небольшими тепловыми потерями (за счет размещения топливопровода 7 и других магистралей в общем теплоизолированном коллекторе 18) в расходный топливный бак 5, расположенный в непосредственной близости от двигателя дизель-генератора, где оно дополнительно подогревается в топливозаборнике 6.
При возникновении аварийной ситуации по сигналу датчиков перегрузок (не показаны), установленных по различным направлениям, срабатывают отсечные клапана 11, перекрывая все топливные магистрали и предотвращая вытекание топлива, что в свою очередь способствует снижению вероятности возникновения пожара и загрязнения дизельным топливом окружающей среды.
Источники информации:
[1] RU, ПМ №33540, 20.06.2003 г.
[2] RU, ПМ, з-ка №2004 209 098, 30.03.2004 г.
[3] US, пат. №4481931, Кл. 123-557, 1984 г.
[4] SU, пат. №1259965, F 02 M 31/2, 1981 г.
[5] Паспорт на топливозаборник подогреваемый «Номакон-ТП-1» РБ 100009933.005-2002.
[6] US, пат. №4343253, 123-557, 1982 г.