RU178330U1

RU178330U1 - Diesel engine power system

Info

Publication number: RU178330U1
Application number: RU2017105016U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Сергей Васильевич Бобылев; Андрей Юрьевич Балакин
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-03-30

Abstract

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.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.Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность и увеличить функциональные возможности системы питания тепловозного дизеля, работающего на двух сортах топлива.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used in the design and construction of diesel power plants with a diesel drive running on viscous and low-viscosity fuels. The diesel engine power supply system containing fuel tanks, low pressure fuel pumps, coarse filters cleaning, reactive centrifuges and valves controlled by an electronic control unit, as well as common fuel supply and drain lines; the fuel tanks for diesel and heavy fuels are made by a single module with an internal partition, the electronic unit controls the transition of the diesel engine to various types of fuel according to the signal of the crankshaft speed sensor, and the diesel engine is switched to heavy fuel automatically from the driver’s controller, characterized in that a dispersant is additionally installed in the power system of the diesel engine; heavy fuel and diesel fuel are fed to its inputs; two are installed at the inputs of the dispersant the flowmeter is diesel and heavy fuel, temperature sensors are installed in the fuel tanks, and a power sensor is installed on the engine shaft, and flowmeters, temperature sensors and a power sensor are connected to the electronic control unit. Thus, the invention improves the efficiency and functionality of the diesel power system diesel engine running on two grades of fuel.

Description

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.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used in the design and construction of diesel power plants with a diesel drive that runs on viscous and low-viscosity fuels.

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"]Known dual-fuel diesel power supply system containing a vegetable fuel supply line, consisting of a first fuel tank connected in series, a first fuel pre-filter, a first electric fuel pump and a first non-return valve, the output of which is connected to the first input of a metering mixer, a mineral fuel supply line, consisting of a second fuel tank and a second fuel pre-filter connected in series, a high-pressure fuel pump, the first output of which is it is connected to the diesel nozzles connected to the drain line of the leaked fuel, and the second output of the high pressure fuel pump is connected to the excess fuel drain line connected to the input of the fuel priming pump, the output of which is connected to the input of the fuel fine filter, characterized in that it further comprises a second electric a fuel pump and a second non-return valve, the output of which is connected to the second input of the accumulator-type metering batch and the input of the second non-return valve is connected to the output of the second electric an electric fuel pump, the input of which is connected to the output of the second fuel pre-filter, while the first through nth electrical information outputs of the accumulative metering mixer are connected respectively with the first through nth information inputs of the fuel composition control unit, the third hydraulic input -out ”of the accumulative type batch mixer is connected to the hydraulic“ input-output ”of the first fuel tank, the fourth hydraulic input of the accumulative type batch-mixer is connected to the first output m of a fuel type switch, the second hydraulic output of which is connected to the input of the fuel priming pump, the first and second hydraulic inputs of the fuel type switch are connected respectively to the first hydraulic output of the accumulative metering and dosing mixer and the hydraulic output of the second fuel pre-filter, and the third hydraulic output of the fuel type switch connected to the "input-output" of the second fuel tank, the output of the fuel fine filter is connected to the input of the high pressure fuel pump Ia, the fuel type switch is mechanically or magnetically connected to the switch, the electrical input of which is connected to the positive power bus, and the switch output is connected to the fourth electrical input of the fuel composition control unit, the first and second electrical outputs of which are connected respectively to the power inputs of the first and second electric pumps, and the third output of the fuel composition control unit is connected to the first electrical input of the accumulative type mixer-doser, while the discharge line output leaked fuel is connected to the third hydraulic input of the fuel type switch. [Patent for utility model of the Russian Federation No. 153246, IPC F02M 43/00 F02D 19/08, publ. 07/10/2015, Timokhin S.V. et al., “Dual-fuel engine power system”]

Недостатком данной полезной модели является большой расход дизельного топлива и низкая эффективность при работе с разными сортами топлива.The disadvantage of this utility model is the high consumption of diesel fuel and low efficiency when working with different grades of fuel.

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"]A diesel engine power supply system is also known, comprising fuel tanks, a heat exchanger and associated supply lines and diesel and heavy fuel drain lines, low pressure fuel pumps, coarse filters, jet centrifuges and valves controlled by an electronic control unit, as well as common supply lines and fuel drain, characterized in that the fuel tanks for diesel and heavy fuels are made as a single module with an internal partition, the electronic unit controls the transition Iseli for various grades of fuel at a signal frequency of rotation of the crankshaft sensor, and a switch to diesel operation on heavy fuel is carried out automatically by the driver controller. [RF patent No. 2433298, IPC F02M 43/00, F02M 69/00, F02M 31/16, B60K 15/077, publ. 11/10/2011, authors S. Dobashin et al., "Diesel Engine Power System"]

Недостатком данного изобретения является низкая эффективность, при работе с разными сортами топлива.The disadvantage of this invention is the low efficiency when working with different grades of fuel.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

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.The technical result of the utility model is to reduce diesel fuel consumption and, as a result, increase efficiency, by increasing the power supply efficiency of a diesel engine, when working with different grades of fuel.

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.A diesel engine power supply system containing fuel tanks, low pressure fuel pumps, coarse filters, jet centrifuges and valves controlled by an electronic control unit, as well as common fuel supply and drain lines; the fuel tanks for diesel and heavy fuels are made by a single module with an internal partition, the electronic unit controls the transition of diesel to different types of fuel according to the signal of the crankshaft speed sensor, and the diesel engine is switched to heavy fuel automatically from the driver’s controller, characterized in that, in the power system of the diesel engine, a dispersant is additionally installed, the inputs of which are heavy fuel and diesel fuel, two are installed at the inputs of the dispersant the flowmeter is diesel and heavy fuel, temperature sensors are installed in the fuel tanks, and a power sensor is installed on the engine shaft, and flowmeters, temperature sensors and a power sensor are connected to the electronic control unit.

Введение топливного диспергатора и поддержание определенного расхода и температуры различных сортов топлива, позволяет сократить расход топлива и повысить КПД.The introduction of a fuel dispersant and maintaining a certain flow rate and temperature of various grades of fuel can reduce fuel consumption and increase efficiency.

На Фиг. изображена система питания тепловозного дизеля.In FIG. The power system of a diesel diesel is shown.

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.The system consists of a fuel tank 1, a separate partition 2, a tank designed for diesel fuel 3, a tank for heavy fuel 4, a diesel fuel supply line 5, a coarse filter 6, a low pressure fuel priming pump 7, an electromagnetic valve 8, a bypass line 9, an electromagnetic a valve 10, a heavy fuel supply line 11, a coarse fuel filter 12 and 13, a low pressure fuel pump 14, two reactive centrifuges 15 and 16 in parallel, a check valve 17, a bypass 18, an electromagnetic valve 19, general supply line 20, fuel fine filter 21, general drain line 22, diesel drain line 23, heavy fuel drain line 24, solenoid valve 25, solenoid valve 26, electronic control unit 27, crankshaft speed sensor 28, heavy heater fuel 29, fuel dispersant 30, heavy fuel flow meter 31, diesel fuel flow meter 32, heavy fuel temperature sensor 33, diesel fuel temperature sensor 34, power sensor 35.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

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.Diesel fuel is supplied from the fuel tank 3, through the fuel supply line 5, by a low pressure pump 7. The fuel is thoroughly cleaned by the filter 6. The electromagnetic valve 8 provides locking of the fuel line 5, when operating on heavy fuel. The flow meter 32, connections to the electronic control unit 27, monitors the consumption of diesel fuel. On the bypass line 9, provides the return of excess fuel back to the tank. To save diesel fuel, there is a heavy fuel feed system. Heavy fuel is fed through line 11 by a low-pressure fuel pump 14. Then, in two parallel coarse fuel filters 12 and 13, the fuel is cleaned by entering two reactive centrifuges 15 and 16 in parallel. The non-return valve 17 prevents the supply of diesel fuel to the supply line heavy fuel. The flow meter 31, connections to the electronic control unit 27, monitors the consumption of heavy fuel. The bypass line 18 with the solenoid valve 19 installed in it, drains the excess heavy fuel into the fuel tank 4. The fuel entering the common supply line 20, from lines 5 and 11, is mixed in the fuel dispersant 30, then cleaned with a fine fuel filter 21, after goes to diesel. The general drain line 22 is connected to the diesel drain lines 23, in which the solenoid valve 25 is installed, and the heavy fuel drain line 24, in which the solenoid valve 26 is installed. The electromagnetic valves 25 and 26 allow the excess fuel to be returned to the tank from which the fuel was supplied to diesel. In the tank of diesel fuel 3, a temperature sensor 34 is installed. In the tank of heavy fuel 4, a heater 29 and a temperature sensor 33 are installed to maintain the set temperature of the heavy fuel. The electronic control unit 27 receives data from the engine speed sensor 28, flow meters 31 and 32, temperature sensors 33 and 34. The electronic unit controls the electromagnetic valves 8, 10, 19, 25, 26, fuel pumps 14, 7, heater 29. Starting, stopping and running the engine at idle and light loads (up to the 8th position of the driver's controller) is carried out on diesel fuel, while the low-pressure fuel pump 14 of the heavy fuel supply line 11 does not work up to the 7th position of the controller. The electronic control unit 27 provides the open state of the electromagnetic valves 8 and 25, and by adjusting the flow area of the electromagnetic valve 10, the required fuel pressure is provided, while the electromagnetic valve 26 is closed and the electromagnetic valve 19 is open. With increasing load, at the 7th position of the controller, the electronic control unit completely opens the solenoid valve 19 and starts the low pressure fuel priming pump 14. With a further increase in the load (8th position of the controller), the signal from the sensor for crankshaft speed 28 and power sensor 35 electronic unit 27 turns off the fuel priming pump 7, closes the solenoid valve 8, completely closes the solenoid valve 25 with the simultaneous opening of the solenoid valve 26, while changing the passage of the cross-section of the electromagnetic valve 19 is set to the required fuel pressure and the diesel goes into heavy fuel mode. When reducing the load to the 7th position of the controller, the electronic unit transfers the operation of the diesel to diesel fuel in the reverse order.

Таким образом полезная модель позволяет снизить расход дизельного топлива и увеличить функциональные возможности системы питания тепловозного дизеля, работающего на двух сортах топлива.Thus, the utility model allows to reduce diesel fuel consumption and increase the functionality of the power system of a diesel diesel engine running on two types of fuel.

Claims

A diesel engine power supply system containing fuel tanks, low pressure fuel pumps, coarse filters, jet centrifuges and valves controlled by an electronic control unit, as well as common fuel supply and drain lines; the fuel tanks for diesel and heavy fuels are made by a single module with an internal partition, the electronic unit controls the transition of the diesel engine to various types of fuel according to the signal of the crankshaft speed sensor, and the diesel engine is switched to heavy fuel automatically from the driver’s controller, characterized in that a dispersant is additionally installed in the power system of the diesel engine; heavy fuel and diesel fuel are fed to its inputs; two are installed at the inputs of the dispersant the flowmeter is diesel and heavy fuel, temperature sensors are installed in the fuel tanks, and a power sensor is installed on the engine shaft, and flowmeters, temperature sensors and a power sensor are connected to the electronic control unit.