CN202720005U - 内燃机车燃油监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内燃机车燃油监测系统，包括连通机车燃油箱与柴油机的进油管路和回油管路，进油管路上安装有进油监测仪，回油管路上安装有回油监测仪，进油监测仪和回油监测仪所得监测信号连接于机车微机控制系统。可以实时监测功能在机车燃油系统发生故障前进行报警，提醒可能存在的故障因素，及时进行维修，降低燃油系统故障击破率。能够精确地采集机车燃油流量数据和机车运行时燃油温度；为燃油系统故障提供分析依据，为考核机车燃油系统性能提供可靠数据依据。适用于机车燃油系统的监控。
Description
技术领域
本实用新型涉及内燃机车燃油监测技术领域。
背景技术
机车能耗是运输成本的重要组成部分，司机合理的操纵策略不仅可以保证列车安全、正点、平稳运行，同时也可以降低机车在牵引运输过程中的能源消耗。目前，我国铁路机车主要依靠人工驾驶，列车的安全、正点、平稳、节能运行主要取决于司机的操纵经验和驾驶水平。列车运行情况取决于运行线路、列车编组、机车性能、行车信号以及司机自身的驾驶经验等多种因素，其控制目标包括线路的各种限速、区间运行时间、操纵平稳性、停车精度、能量消耗以及乘车舒适度等多个目标，典型的大滞后、非线性、多目标、实时性要求高、控制复杂。在客观条件完全相同的条件下，不同司机的操纵方法不尽相同，即使是优秀司机，驾驶同一车次列车的多次操纵结果也很难相同。要全面而准确地对司机操纵结果进行评价是非常困难的。目前我国能源短缺，如何节能降耗，实现可持续发展的战略方针，是我国目前迫切需要解决的问题，各机务段对内燃机车燃油消耗越来越重视，急需一套内燃机车的燃油检测管理系统，对内燃机车作业用油及相关工作参数的测量、分析、管理自动化，合理优化乘务员操纵曲线，降低机车燃油消耗。
目前内燃机车的耗油量由当班乘务员通过燃油箱上的油尺进行读数、记录。这种方式计量精度低、人工读数记录误差大；只能读出机车运行整个过程的耗油量，无法对机车各个工况的耗油量进行正常监控；在机车运用过程中，不能及时发现机车燃油系统的故障，对燃油系统进行及时的检修。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种能够实时监测机车燃油系统的内燃机车燃油监测系统。
本实用新型采用的技术方案是，内燃机车燃油监测系统，包括连通机车燃油箱与柴油机的进油管路和回油管路，进油管路上由前至后依次安装有粗滤器、燃油泵和燃油精滤器，回油管路上安装有燃油预热器，进油管路和回油管路之间设置有安全阀，安全阀前接口位于燃油精滤器与燃油泵之间，安全阀后接口位于柴油机回油口与燃油预热器之间，其特征在于：所述进油管路上安装有进油监测仪，回油管路上安装有回油监测仪，进油监测仪和回油监测仪所得监测信号连接于机车微机控制系统。
进油监测仪安装于燃油泵与安全阀前接口之间，所述回油检测器安装于燃油预热器之后。
进油监测仪安装于燃油精滤器之后，所述回油检测器安装于柴油机回油口之后。
进油监测仪和回油监测仪均包括流量监测部分和温度监测部分。
流量监测部分为涡轮流量计，所述温度检测部分为热电阻温度传感器。
进油监测仪与回油监测仪的端口为外螺纹，与燃油管路之间采用球面活接头和球接头螺母的密封连接形式。
本实用新型的有益效果是，1、能够精确地、实时地采集机车燃油流量和燃油温度数据。燃油系统非正常状态报警。提前避免机车燃油系统故障的发生，降低击破率；2、能够实现“油耗/时间”、“功率/油耗”、“里程/油耗”的数据分析。对于燃油系统故障的分析提供依据；3、每个司机的操作习惯是不同的，机车每个功率油耗是不同的，通过对数据的分析，减少耗油多的工况时间，避免不合理的操作习惯，能够得出一个合理的机车操作程序，能够作为考核司机操作合理性的依据。
附图说明
图1为监测仪安装方案一示意图。
图2为监测仪安装方案二示意图。
图3为内燃机车燃油监测计量系统原理图。
图4为监测仪安装结构示意图。
图5为监测仪内部结构示意图。
图中标记为：1-流量计，2-燃油管路，3-球接头螺母，4-球面活接头，5-信号传输线，6-涡轮，7-热电阻，8-导向件，9-检出器，10-磁路磁阻。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。在方向的定义上，以燃油流向为标准，上游为前、下游为后；以下叙述中PC代表机车上进行数据记录、显示、处理的微机。
分别在内燃机车燃油系统进油管路和回油管路中安装检测仪。实时监测柴油机的进油和回油的流量和温度。将信号传递至机车PC系统，通过机车PC系统显示、操作数据。
(一)内燃机车燃油系统根据监测仪安装的位置分为两个方案，说明如下：
方案一，如图1所示，进油监测仪安装位置：燃油泵之后，安全阀前接口之前。
回油监测仪安装位置：燃油预热器之后。
(1)燃油的进油过程：
燃油泵从机车燃油箱将燃油吸出，为防止燃油中的杂质对燃油泵和进油监测仪造成危害，在燃油泵和监测仪之前设置燃油粗滤器，燃油经过燃油精滤器的过滤进入柴油机。
(2)燃油的回油过程：
燃油通过柴油机限压阀流经燃油预热器，回油监测仪，流回机车燃油箱。
方案二，如图2所示，进油监测仪安装位置：燃油精滤器之后，柴油机进油口之前。
回油监测仪安装位置：柴油机回油口之后，燃油其他回油管路前。
(1)燃油的进油过程：
燃油泵从机车燃油箱将燃油吸出，为防止燃油中的杂质对燃油泵和进油监测仪造成危害，在燃油泵之前设置燃油粗滤器，燃油经过燃油精滤器后，流经进油监测仪进入柴油机。
(2)燃油的回油过程：
燃油通过柴油机限压阀流经回油监测仪、燃油预热器，流回机车燃油箱。
两种方案效果一样，具体位置选取由实际管路空间条件决定。
(二)内燃机车燃油监测计量系统原理
图3为监测原理图，进油监测仪和回油监测仪对燃油进油管路和燃油回油管路进行实时监测，得到电脉冲信号，经过数字信号处理器后，反馈给机车PC系统，用户通过键盘操作，就可以在机车PC显示器上看到监测数据；用户还可以通过SD卡、USB设备将数据转移到电脑等PC设备，使用WORD、EXCEL等软件对数据进行分析、编辑、打印等操作。
为方便监测仪的装卸、维修，监测仪端口设计成外螺纹，与燃油管路2之间采用球面活接头4和球接头螺母3的密封连接形式，如图4所示。
进油监测仪和回油监测仪均包括两个部分：流量监测部分和温度监测部分，如图5所示。
两个监测仪内部均设置涡轮流量计，燃油流经涡轮6时，涡轮监测仪内叶轮借助于液体的动能旋转，使监测仪检出装置中的磁路磁阻10发生周期性变化，这样检出线圈就感应出于流量成正比的电脉冲信号，经放大器放大后，传给数字信号处理器。数字信号处理器将电脉冲信号转化为数据反馈到机车PC系统；通过键盘操作使数据在机车PC显示器实时显示。燃油流量超过正常范围时向司机报警。
两个监测仪内部均装有温度传感器，温度传感器为接触式，电子元件特性为热电阻。燃油温度发生变化时，导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值，机车PC系统可以计算出燃油温度。燃油超过正常温度范围时向司机报警。
内燃机车燃油检测计量系统能够实现以下目标：
实时监测功能在机车燃油系统发生故障前进行报警，提醒可能存在的故障因素，及时进行维修，降低燃油系统故障击破率。
能够精确地采集机车燃油流量数据和机车运行时燃油温度；利用输出流量、温度数据做“油耗/时间”、“功率/油耗”、“转速/油耗”、“里程/油耗”的数据分析，为燃油系统故障提供分析依据，为设计部门评价考核机车燃油系统性能提供可靠数据依据。
从经济效益讲，可以通过内燃机车燃油检测计量系统的使用摸索出一套最佳的节油操作机车的方法，找出司机最优化的操纵程序，降低机车不必要的燃油消耗，节省运营成本；按一台车一年节约燃油11.6吨计算，节约11.6×8300元＝96280元。如果将内燃机车燃油检测计量系统推广到全国(约11000台内燃机车)，那么每年节约96280元×11000台＝1.06亿元。
目前燃油价格为8300元/吨，一台机车每小时油耗约630kg，一天按18小时计算，一年按340天计算，一台机车年消耗柴油3855.6吨，节油效果仅按0.3%计算，每年节约11.6吨，通过使用机车内燃机车燃油检测计量系统，司机可以摸索出一套最佳节油操控机车的方法，其节油效果会远远大于0.3%的这个值。
Claims (6)
1.内燃机车燃油监测系统，包括连通机车燃油箱与柴油机的进油管路和回油管路，进油管路上由前至后依次安装有粗滤器、燃油泵和燃油精滤器，回油管路上安装有燃油预热器，进油管路和回油管路之间设置有安全阀，安全阀前接口位于燃油精滤器与燃油泵之间，安全阀后接口位于柴油机回油口与燃油预热器之间，其特征在于：所述进油管路上安装有进油监测仪，回油管路上安装有回油监测仪，进油监测仪和回油监测仪所得监测信号连接于机车微机控制系统。
2.如权利要求1所述的内燃机车燃油监测系统，其特征在于：所述进油监测仪安装于燃油泵与安全阀前接口之间，所述回油检测器安装于燃油预热器之后。
3.如权利要求1所述的内燃机车燃油监测系统，其特征在于：所述进油监测仪安装于燃油精滤器之后，所述回油检测器安装于柴油机回油口之后。
4.如权利要求2或3所述的内燃机车燃油监测系统，其特征在于：所述进油监测仪和回油监测仪均包括流量监测部分和温度监测部分。
5.如权利要求4所述的内燃机车燃油监测系统，其特征在于：所述流量监测部分为涡轮流量计，所述温度检测部分为热电阻温度传感器。
6.如权利要求2或3所述的内燃机车燃油监测系统，其特征在于：所述进油监测仪与回油监测仪的端口为外螺纹，与燃油管路之间采用球面活接头和球接头螺母的密封连接形式。
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|---|---|---|---|---|
| CN110488088A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-22 | 中车株洲电力机车有限公司 | 轨道交通机车及在不同区间运行的能量测量方法和装置 |
| CN113607231A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-11-05 | 安徽安凯汽车股份有限公司 | 一种整车燃油消耗量测试系统 |
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