RU2689087C1 - Газотепловоз с гибридной силовой установкой - Google Patents
Газотепловоз с гибридной силовой установкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689087C1 RU2689087C1 RU2018130875A RU2018130875A RU2689087C1 RU 2689087 C1 RU2689087 C1 RU 2689087C1 RU 2018130875 A RU2018130875 A RU 2018130875A RU 2018130875 A RU2018130875 A RU 2018130875A RU 2689087 C1 RU2689087 C1 RU 2689087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- power plant
- cylinder
- hybrid power
- locomotive
- Prior art date
Links
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 69
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 11
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C5/00—Locomotives or motor railcars with IC engines or gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
- F02B43/02—Engines characterised by means for increasing operating efficiency
- F02B43/04—Engines characterised by means for increasing operating efficiency for improving efficiency of combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
- F02B69/02—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel
- F02B69/04—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel for gaseous and non-gaseous fuels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B7/00—Engines characterised by the fuel-air charge being ignited by compression ignition of an additional fuel
- F02B7/06—Engines characterised by the fuel-air charge being ignited by compression ignition of an additional fuel the fuel in the charge being gaseous
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тепловозу, в частности к двигателю внутреннего сгорания тепловоза. Газотепловоз с гибридной силовой установкой содержит передачу, контроллер машиниста, аккумуляторную батарею, экипажную часть, топливные баки, блок газовых баллонов, газовое и вспомогательное оборудование. Гибридная силовая установка представляет собой газомоторный двигатель внутреннего сгорания с гибридной системой воспламенения газовоздушной смеси. В каждом цилиндре двигателя установлен поршень, впускные и выпускные клапаны, топливные форсунки и система зажигания, включающая установленную в камере сгорания искровую свечу зажигания, управление которой осуществляется от электронной системы. На позициях контроллера, обеспечивающих работу двигателя на средних и больших нагрузках, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от запальной порции дизельного топлива, подаваемого из форсунок, работая по газодизельному циклу. На позициях контроллера, обеспечивающих работу двигателя на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, работая по газовому циклу, при этом подача топлива, подаваемого из форсунок, отключается. Технический результат заключается в обеспечении стабильной работы двигателя газотепловоза на всех режимах. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.
Description
Изобретение относится к области тепловозостроения и касается конструкции газотепловоза и его силовой установки.
Существует два основных способа реализации воспламенения газовоздушной смеси в силовой установке газотепловозов - по газовому и газодизельному циклам (см. «Железнодорожный транспорт», 2010, №10, с. 51-54).
В настоящее время газовый цикл в отечественном тепловозостроении представлен газотепловозом ТЭМ19, эксплуатируемым на полигоне Свердловской железной дороги. Его конструкция состоит из модулей: кабины машиниста, криогенной установки с системой газоподготовки и подачи природного газа, дизель-генераторной установки, холодильной камеры и тормозного оборудования, аппаратной камеры и вспомогательного оборудования (см. «Техника железных дорог мира», 2015, №4, с. 54-58). На газотепловозе применен газопоршневой двигательгенератор ГДГ800Т в составе газопоршневого двигателя 8ГЧН21/26 с искровым форкамерно-факельным зажиганием с рядным расположением цилиндров.
Известен также «Маневровый тепловоз с газопоршневой силовой установкой (варианты)» (см. Патент РФ №2537022 В61С 5/00).
Недостатком газопоршневого двигателя газотепловоза является то, что подаваемый в цилиндры газ, в отличие от дизельного топлива, может сжиматься и перемешиваться с воздухом, что при работе на средних и больших нагрузках вызывает некачественное смесеобразование, затрудненное воспламенение, и, как следствие, неустойчивую работу двигателя.
Другим недостатком является ограничение по давлению газовоздушной смеси в конце такта сжатия, а также по допустимой степени сжатия (чтобы не допустить детонации), что приводит к снижению цилиндровой мощности и экономичности двигателя.
Примером работы по газодизельному циклу являются газотепловозы ТЭМ18Г, один из которых приписан к депо Свердловск-Сортировочный Свердловской железной дороги, а другой к депо Лихоборы-Окружные Московской железной дороги (см. «Локомотив», 1998, №6, с. 11-13). Конструкция газотепловозов содержит газодизель, передачу, экипажную часть, топливные баки, блок газовых баллонов для заправки сжатым природным газом, газовое и другое вспомогательное оборудование.
Известна также конструкция газотепловоза на дизельном и газообразном топливе см. Патент РФ №2316439 В61С 5/00, В60К 15/073.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является ЧМЭЗГ, также приписанный к депо Лихоборы-Окружные и работающий по газодизельному циклу (см. «Локомотив», 2007, №2, с. 34-35). Особенностью его конструкции является измененное расположение топливных баков и аккумуляторной батареи, при котором в заднем капоте создан дополнительный отсек под газовые баллоны, что позволило увеличить запас газового топлива в 1,35 раза и повысить производительность работы без дозаправки до 3,5-4 суток.
Рабочий процесс газодизеля осуществляется следующим образом. Во время такта впуска поршень в цилиндре перемещается вниз, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.В поток воздуха через систему газоподачи поступает природный газ, цилиндр заполняется газовоздушной смесью. Во время такта сжатия, под действием поднимающегося поршня смесь сжимается, из форсунки подается запальная порция дизельного топлива, которая, воспламеняясь от тепла сжатия, поджигает находящуюся в цилиндре газовоздушную смесь. Во время такта рабочего хода смешанное газовое и дизельное топливо сгорает и высвобождается энергия, которая воздействует на поршень и заставляет его двигаться вниз. Во время такта выпуска открывается выпускной клапан и выхлопные газы, под действием поднимающегося поршня, выходят из цилиндра.
Иными словами, работа газодизельного двигателя основана на сжигании в цилиндрах газовоздушной смеси, которая воспламеняется от запальной порции дизельного топлива, подаваемой форсунками и воспламеняемой от сжатия, как и в обычном дизеле и составляющей от 7 до 15% мощности, реализуемой газодизелем на номинальном режиме. При переходе на режимы работы с малой нагрузкой, запальная доля дизельного топлива должна быть снижена пропорционально снижению мощности. Запальная доза топлива на режимах с малой нагрузкой, а также на холостом ходу, может составлять 1/10 от величины на номинальном режиме. Воспламенение малых порций дизельного топлива затруднено, поскольку максимальное соотношение действительного количества воздуха, подаваемого в цилиндр к теоретически необходимому для сгорания топлива, не должно быть выше 1,8…2,0, то есть уменьшение запальной порции имеет ограничения. Для устойчивого воспламенения рабочей смеси на режимах с малой нагрузкой требуется увеличить запальную порцию в два-три раза, а на холостом ходу вообще перейти на дизельный цикл, что очень неэффективно, поскольку доля упомянутых режимов составляет выше 50% от общей работы газотепловоза.
Таким образом, недостатком такого решения является то, что при режимах работы газотепловоза с малой нагрузкой и без нагрузки цикловая подача дизельного топлива и количество газа в воздухе уменьшаются, и рабочий процесс газодизеля теряет устойчивость по причине обеднения газовоздушной смеси и затрудненности ее воспламенения.
Следовательно, и у газового и у газодизельного цикла есть свои преимущества, которые необходимо использовать, и недостатки, которые следует устранить.
Технической задачей данного изобретения является повышение экономичности силовой установки и снижение стоимости жизненного цикла газотепловоза, за счет обеспечения на всех режимах работы газотепловоза требуемой мощности, бесперебойного протекания рабочего процесса силовой установки и стабильной работы топливной аппаратуры.
Поставленная техническая задача решается в газотепловозе с гибридной силовой установкой, содержащем передачу, контроллер машиниста служащий для изменения мощности гибридной силовой установки по позициям, аккумуляторные батареи, экипажную часть, топливные баки, блок газовых баллонов, газовое и другое вспомогательное оборудование.
Отличия газотепловоза с гибридной силовой установкой, согласно предлагаемому техническому решению, состоят в том, что он снабжен -силовой установкой, представляющей собой газомоторный двигатель внутреннего сгорания с гибридной системой воспламенения газовоздушной смеси, в каждом цилиндре которого установлен поршень, впускные и выпускные клапаны, топливные форсунки и система зажигания, включающая установленную в камере сгорания свечу зажигания, управление которой осуществляется от электронной системы, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на средних и больших нагрузках, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от запальной порции дизельного топлива, подаваемого из форсунок, работая по газодизельному циклу, а на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, работая по газовому циклу, при этом подача топлива, подаваемого из форсунок отключается.
Дополнительные отличия состоят в том, что в каждом цилиндре установлена плазменная система зажигания, включающая установленную в камере сгорания свечу зажигания, управление которой осуществляется от электронной системы, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой для воспламенения газовоздушной смеси свеча зажигания используется для инициации разряда в систему, поддерживающую разряд через искровой промежуток с образованием плазменного шнура. В результате при на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на малых нагрузках и без нагрузки значительно повышается энергия, вносимая в газовоздушную смесь с 0,05 кДж при обычном зажигании до 0,7-1,2 кДж при плазменном зажигании. Применение плазменного зажигания позволяет сохранить высокую степень сжатия в связи с возможностью большего обеднения рабочей смеси и, следовательно, уменьшения склонности к детонации при сохранении высоких эффективных показателей.
Дополнительные отличия состоят в том, что в каждом цилиндре установлена система зажигания токов высокой частоты, состоящая из установленной в камере сгорания свечи зажигания и генератора высокочастотного тока с усилителем, подключенных к первичной обмотке высоковольтной катушки зажигания, при этом на позициях контроллера, обеспечивающей работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой для воспламенения газовоздушной смеси, система зажигания токов высокой частоты создает длительный высокочастотный пусковой разряд 5 кГц или 20 кГц, повышая энергию, вносимую в камеру сгорания, что позволит работать на бедных газовоздушных смесях.
Дополнительные отличия состоят в том, что в каждом цилиндре установлена система зажигания токов высокой частоты, включающая (вместо свечи зажигания) установленный в камере сгорания сферический индуктор, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, сферический индуктор осуществляет воспламенение газовоздушной смеси от нагрева ее высокочастотным магнитным полем.
Дополнительные отличия состоят в том, что в каждом цилиндре установлена система зажигания с использованием сверхвысокочастотного излучения, включающая в себя импульсный сверхвысокочастотный генератор с частотой 27 МГц (длина волны 11,1 м), соединенный коаксиальным кабелем или полным волноводом при частоте 30 ГГц (1 см) с излучателем, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, для воспламенения газовоздушной смеси, используется излучатель, который установлен в камере сгорания и выполнен в виде диэлектрической фиксирующей линзы.
Дополнительные отличия состоят в том, что в каждом цилиндре установлена лазерная система зажигания, включающая установленный в камере сгорания источник лазерного излучения, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, источник лазерного излучения производит фокусирование в определенную точку внутри камеры сгорания, куда подаются мелкодисперсные светопоглощающие частицы, например угольный порошок, которые поглощают лазерное излучение, нагреваются и воспламеняют газовоздушную смесь.
На фиг. 1 представлен общий чертеж газотепловоза; на фиг. 2 - вид сбоку основного блока газовых баллонов, совмещенного с аккумуляторными батареями; на фиг. 3 - вариант размещения оборудования в крышке цилиндра гибридной силовой установки; на фиг. 4 - рабочий цикл гибридной силовой установки на режимах работы со средними и большими нагрузками: такт впуска; на фиг. 5 - то же: такт сжатия; на фиг. 6 - то же: такт рабочего хода; на фиг. 7 - то же: такт выпуска; на фиг. 8 - рабочий цикл гибридной силовой установки на режимах работы без нагрузки и с малыми нагрузками: такт впуска; на фиг. 9 - то же: такт сжатия; на фиг. 10 - то же: такт рабочего хода; на фиг. 11 - то же: такт выпуска.
Газотепловоз с гибридной силовой установкой, представленный на фиг. 1, включает гибридную силовую установку 1 и жестко связанный с ним, посредством коленчатого вала, тяговый генератор 2, которые размещены в средней части рамы 3 газотепловоза, над основным блоком газовых баллонов 4, совмещенным с помещением для аккумуляторных батарей 5 (см. фиг. 2), разделенных между собой герметичной вертикальной перегородкой 6.
Кузов газотепловоза, входящий в состав экипажной части, состоит из четырех частей: передняя часть (на фиг. 1 - слева) образует шахту холодильника 7, в боковых стенках которой размещены секции радиатора 8, а в центре - вентилятор 9 холодильника. Средняя часть кузова - капот 10 - съемная. Она ограничивает машинное отделение - гибридную силовую установку с генератором и вспомогательным оборудованием, в состав которого входит тормозной компрессор 11 и двухмашинный агрегат 12.
К машинному отделению примыкает кабина машиниста 13 с пультом управления 14, на котором установлен контроллер с рукояткой и другие приборы управления, и высоковольтной камерой 15. Последняя часть кузова - задний капот - предназначена для установки дополнительного блока 16 с газовыми баллонами 17. Газотепловоз имеет две одинаковые трехосные тележки 18, на которых установлено по три тяговых электродвигателя 19, входящих в передачу.
Топливные баки 20 снабжены несущими элементами, выполненными в виде проушин, которые крепятся к кронштейнам, приваренным к хребтовым балкам главной рамы тепловоза. К расположенным газовым баллонам 21 (фиг. 1, 2), с двух сторон газотепловоза, подводится трубопровод 22 с обратными клапанами, запорными вентилями и заправочными штуцерами, что позволяет выполнять заправку газом баллонов в баке, с двух сторон.
Газовое оборудование скомпоновано в блоке 23 и размещено с левой стороны, в передней части отсека холодильной камеры. Блок газового оборудования соединяется трубопроводом, расположенным под боковой площадкой (на чертеже не показан), с газовыми баллонами блока 4, а трубопроводом, проложенным сверху кузова, над холодильной камерой и дизельным помещением - с гибридной силовой установкой 1.
На выхлопе гибридной силовой установки установлен искрогаситель 24. Вентиляция кабины машиниста, кожуха над газодизелем, помещения над генератором и компрессором осуществляется с помощью электровентиляторов взрывозащищенного исполнения 25 и 26. Для контроля довзрыво-опасных концентраций природного газа, внутри подкапотного пространства тепловоза, установлены восемь датчиков-сигнализаторов, а в кабине машиниста установлены восемь показывающих приборов-сигнализаторов.
Контроллер машиниста 27, является главным устройством, с помощью которого осуществляется управление газотепловозом. При помощи рукоятки контроллера, машинист приводит в движение газотепловоз, увеличивает или уменьшает мощность, развиваемую гибридной силовой установкой. Рукоятка имеет фиксированные позиции - на маневровых тепловозах с нулевой по восьмую. Нулевая позиция соответствует холостой работе силовой установки, при последующих положениях тепловоз приводится в движение.
На фиг. 3 показана расположенная в гибридной силовой установке крышка 28, присоединенная к цилиндру 29, внутри которого перемещается поршень 30. В центре крышки расположена форсунка 31, осуществляющая подачу в цилиндр запальной порции дизельного топлива. В предлагаемой конструкции рядом с форсункой размещается система зажигания (например, электрическая свеча зажигания) 32, управление которой осуществляется от электронной системы управления зажиганием 33.
При работе газотепловоза с гибридной силовой установкой, сжатый природный газ поступает из газовых баллонов 17 и 21, расположенных в блоках 4 и 16, через отсечные (разрывные) клапаны, к блоку газового оборудования 23, где последовательно проходит вентиль, газовый фильтр и электромагнитный вентиль к редуктору давления I ступени, где давление газа понижается с 200 до 50 кгс/см2. После редуцирования газ нагревается в двух водяных нагревателях и поступает в редуктор давления II ступени, где его давление понижается с 50 до 16 кгс/см2. Затем редуцированный газ поступает в регулятор III ступени понижения давления. В этом регуляторе давление газа преобразуется по величине, в зависимости от величины сигналов, поступающих от управляющего регулятора. Далее, из блока газового оборудования 23 газ поступает в гибридную силовую установку 1.
На режимах работы газотепловоза с гибридной силовой установкой со средними и большими нагрузками, с 3-й по 8-ю позиции контроллера машиниста включительно, во время такта впуска поршень 30 в каждом цилиндре 29 (см. фиг. 4) перемещается вниз, впускной клапан 34 открыт, выпускной клапан 35 закрыт.В поток воздуха через систему газоподачи поступает природный газ, цилиндр 29 заполняется воздушной смесью. Во время такта сжатия (см. фиг. 5), под действием поднимающегося поршня 30 смесь сжимается, из форсунки 31 подается запальная порция дизельного топлива, которая воспламеняясь от тепла сжатия, поджигает находящуюся в цилиндре газовоздушную смесь. Во время такта рабочего хода (см. фиг. 6) смешанное газовое и дизельное топливо сгорает и высвобождается энергия, которая воздействует на поршень 30 и заставляет его перемещаться вниз. Во время такта выпуска (см. фиг. 7) открывается выпускной клапан 35, и выхлопные газы, под действием поднимающегося поршня 30 выходят из цилиндра 28.
На режимах работы тепловоза с гибридной силовой установкой без нагрузки и с малыми нагрузками, с 0-й по 2-ю позиции контроллера машиниста включительно используется только газ. Во время такта впуска поршень
30 в каждом цилиндре 29 (см. фиг. 8) перемещается вниз, впускной клапан 34 открыт, выпускной клапан 35 закрыт.В поток воздуха через систему газоподачи поступает природный газ, цилиндр 29 наполняется газовоздушной смесью. Во время такта сжатия (см. фиг. 9), под действием поднимающегося поршня 30 смесь сжимается и затем воспламеняется от искры, которую создает система зажигания 32. Во время такта рабочего хода (см. фиг. 10) газовое топливо сгорает и высвобождается энергия, которая воздействует на поршень 30 и заставляет его перемещаться вниз. Во время такта выпуска (см. фиг. 11) открывается выпускной клапан 35 и выхлопные газы, под действием поднимающегося поршня 30 выходят из цилиндра 28. Топливная форсунка 31 на данных режимах работы газотепловоза отключается.
На режимах работы на дизельном топливе, газотепловоз с гибридной силовой установкой может работать, как и обычный тепловоз, во всем диапазоне мощности с 0-й по 8-ю позиции контроллера машиниста.
Claims (6)
1. Газотепловоз с гибридной силовой установкой, содержащий передачу, контроллер машиниста, служащий для изменения мощности гибридной силовой установки по позициям, аккумуляторную батарею, экипажную часть, топливные баки, блок газовых баллонов, газовое и другое вспомогательное оборудование, отличающийся тем, что он снабжен гибридной силовой установкой, представляющей собой газомоторный двигатель внутреннего сгорания с гибридной системой воспламенения газовоздушной смеси, в каждом цилиндре которого установлен поршень, впускные и выпускные клапаны, топливные форсунки и система зажигания, включающая установленную в камере сгорания искровую свечу зажигания, управление которой осуществляется от электронной системы, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на средних и больших нагрузках, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от запальной порции дизельного топлива, подаваемого из форсунок, работая по газодизельному циклу, а на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, работая по газовому циклу, при этом подача топлива, подаваемого из форсунок, отключается.
2. Газотепловоз с гибридной силовой установкой по п. 1, отличающийся тем, что в каждом цилиндре установлена плазменная система зажигания, включающая установленную в камере сгорания плазменную свечу зажигания, управление которой осуществляется от электронной системы, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от инициируемого плазменной свечой зажигания разряда в систему, поддерживающую разряд через искровой промежуток с образованием плазменного шнура.
3. Газотепловоз с гибридной силовой установкой по п. 1, отличающийся тем, что в каждом цилиндре установлена система зажигания токов высокой частоты, состоящая из установленной в камере сгорания свечи зажигания и генератора высокочастотного тока с усилителем, подключенных к первичной обмотке высоковольтной катушки зажигания, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от системы зажигания токов высокой частоты, создающей длительный высокочастотный пусковой разряд.
4. Газотепловоз с гибридной силовой установкой по п. 1, отличающийся тем, что в каждом цилиндре установлена система зажигания токов высокой частоты, включающая установленный в камере сгорания сферический индуктор, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от сферического индуктора путем нагрева ее высокочастотным магнитным полем.
5. Газотепловоз с гибридной силовой установкой по п. 1, отличающийся тем, что в каждом цилиндре установлена система зажигания с использованием сверхвысокочастотного излучения, состоящая из установленного в камере сгорания излучателя, соединенного коаксиальным кабелем или полным волноводом с импульсным сверхвысокочастотным генератором, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от излучателя, который выполнен в виде диэлектрической фиксирующей линзы.
6. Газотепловоз с гибридной силовой установкой по п. 1, отличающийся тем, что в каждом цилиндре установлена лазерная система зажигания, включающая установленный в камере сгорания источник лазерного излучения, при этом на позициях контроллера, обеспечивающих работу гибридной силовой установки на режимах без нагрузки и с малой нагрузкой, газовоздушная смесь в каждом цилиндре воспламеняется от источника лазерного излучения, производящего фокусирование в определенную точку внутри камеры сгорания, куда подаются мелкодисперсные светопоглощающие частицы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130875A RU2689087C1 (ru) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Газотепловоз с гибридной силовой установкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130875A RU2689087C1 (ru) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Газотепловоз с гибридной силовой установкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2689087C1 true RU2689087C1 (ru) | 2019-05-23 |
Family
ID=66637122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018130875A RU2689087C1 (ru) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Газотепловоз с гибридной силовой установкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2689087C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2316439C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Газотепловоз на дизельном и газообразном топливе |
RU2422311C1 (ru) * | 2010-02-25 | 2011-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Маневровый тепловоз |
RU130564U1 (ru) * | 2013-01-09 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Газотепловоз на дизельном и сжиженном газовом топливе |
RU2496997C2 (ru) * | 2011-11-24 | 2013-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Двигатель внутреннего сгорания и способ его работы |
US20160160741A1 (en) * | 2016-02-17 | 2016-06-09 | Caterpillar Inc. | Dual fuel engine with micro-pilot fuel injector |
-
2018
- 2018-08-27 RU RU2018130875A patent/RU2689087C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2316439C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Газотепловоз на дизельном и газообразном топливе |
RU2422311C1 (ru) * | 2010-02-25 | 2011-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Маневровый тепловоз |
RU2496997C2 (ru) * | 2011-11-24 | 2013-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Двигатель внутреннего сгорания и способ его работы |
RU130564U1 (ru) * | 2013-01-09 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Газотепловоз на дизельном и сжиженном газовом топливе |
US20160160741A1 (en) * | 2016-02-17 | 2016-06-09 | Caterpillar Inc. | Dual fuel engine with micro-pilot fuel injector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110206629A (zh) | 用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统 | |
CN106460741A (zh) | 预燃室在双燃料源发动机中的使用 | |
CN103748334A (zh) | 内燃式两冲程发动机、运转内燃式两冲程发动机的方法以及转换两冲程发动机的方法 | |
CN207393322U (zh) | 一种用于车辆的发动机 | |
CN103711610B (zh) | 一种基于液氧的rbcc燃气发生器一体化供应与调节系统 | |
US20240191665A1 (en) | Internal combustion engine | |
US12092015B2 (en) | Engine having prechamber ignition and method of controlling such an engine | |
RU2689087C1 (ru) | Газотепловоз с гибридной силовой установкой | |
CN203499862U (zh) | 柴油发动机掺布朗气装置 | |
CN107939517A (zh) | 基于射流点火的发动机超高压缩比燃烧控制装置和方法 | |
CN101915155A (zh) | 柴油引燃低浓度瓦斯发电机组 | |
CN103437918A (zh) | 柴油发动机掺布朗气装置 | |
JP6913270B2 (ja) | 低着火性燃料を用いた内燃機関の燃料噴射装置 | |
CN105240844B (zh) | 氢气燃烧处理系统 | |
CN107701299A (zh) | 一种驱动车辆发动机启动或/和运行的方法及发动机 | |
JP3249226B2 (ja) | トーチ点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置 | |
CN203313945U (zh) | 弥雾机 | |
RU130564U1 (ru) | Газотепловоз на дизельном и сжиженном газовом топливе | |
AU6425294A (en) | Process and device for operating an internal combustion engine or a combustion plant | |
US20200325862A1 (en) | Reducing fuel consumption of spark ignition engines | |
US2807135A (en) | Free piston power plant with afterburner | |
EP0111574B1 (en) | Combustion system for mechanical drive systems using gaseous hydrogen as fuel | |
CN217582323U (zh) | 一种面向液体火箭发动机多次启动的火炬点火器 | |
CN214275693U (zh) | 一种煤粉燃烧器自动点火装置及其控制系统 | |
CN109854380B (zh) | 一种可实现氧气循环的氢氧涡轮发动机及控制方法 |