Реферат: Система управления подачей топлива тепловоза ЧМЭЗ

Система управления подачей топлива тепловоза ЧМЭЗ

Система управления подачей топлива тепловоза ЧМЭЗ

Введение

Сущность изобретения: топливная система тепловоза, работающего на водотопливной и других видах эмульсии, снабжена топливными насосами высокого давления, форсунками, топливным и водяным баками, подкачивающими насосами, гидравлическим делителем потока, электрическим двухходовым переключающим клапаном, электрическим регулирующим дросселем, струйным смесителем, гидравлическим сумматором потока, диспергатором и гидроуправляемыи клапаном.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к топливной системе тепловоза.

Известна топливная система тепловоза, содержащая топливный бак, подводящий и сливной топливопроводы, топливоподкачивающий насос, фильтры тонкой и грубой очистки топлива, насос высокого давления, форсунку, соединительные трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру, в которой к подводящему и сливному трубопроводам подсоединяются переносные рукава от стационарного внешнего бака и смесителя, в котором готовится водотопливная эмульсия.

Недостатком такой топливной системы является низкое качество эмульсирования и, как следствие, низкая эффективность в работе дизеля на водотопливных и других видах эмульсии.

Целью изобретения является повышение эффективности в работе дизеля тепловоза на водотопливных и других эмульсиях.

Для этого топливная система тепловоза, содержащая топливный и водяной баки, подводящий и сливной трубопроводы,топливоподкачивающий и водяной насосы с всасывающими полостями, фильтры грубой и тонкой очистки топлива и воды, установленные на трубопроводах подачи топлива и воды соответственно после топливоподкачивающего и водяного насосов, насосы высокого давления с форсунками, запорные клапаны, диспергатор и соединительные трубопроводы, дополнительно снабжена двухходовым электрическим переключающим клапаном, электрическим регулирующим дросселем, струйным смесителем с двумя входами и выходом, гидравлическим сумматором потока с тремя входами и выходом, перепускными клапанами с переливными выходами, гидроуправляемым клапаном с управляющим входом, гидравлическим делителем потока с входом и двумя выходами, дополнительно установленными в топливопровод между фильтром тонкой очистки топлива и насосами высокого давления.

При этом выход фильтра тонкой очистки топлива соединен с входом гидравлического делителя потока, первый выход гидравлического делителя потока соединен через первый запорный клапан с первым входом гидравлического сумматора потока, выход которого соединен с входом диспергатора. В свою очередь выход диспергатора соединен с входом первого перепускного клапана, а выход перепускного клапана с топливным насосом высокого давления. Второй выход гидравлического делителя потока связан с входом двухходового электрического переключающего клапана, соединенного своим первым выходом с вторым запорным клапаном, соединенным с вторым входом гидравлического сумматора потока. Второй выход двухходового электрического переключающего клапана связан через третий запорный клапан с первым входом струйного смесителя, выход которого подключен через четвертый запорный клапан к третьему входу гидравлического сумматора потока. Второй вход струйного смесителя соединен через электрический регулирующий дроссель, пятый запорный клапан, второй перепускной клапан и фильтр тонкой очистки воды с выходом водяного насоса, а всасывающая полость водяного насоса соединена с водяным баком.

Переливной выход второго перепускного клапана соединен с всасывающей полостью водяного насоса, а вход второго перепускного клапана через гидроуправляемый клапан также соединен с всасывающей полостью водяного насоса. Переливной выход первого перепускного клапана связан через шестой запорный клапан с входом электрического регулирующего дросселя, а также непосредственно с управляющим входом гидроуправляемого клапана, а второй выход двухходового электрического переключающего клапана соединен через третий перепускной клапан с входом гидравлического делителя потока.

Такое выполнение топливной системы дизеля тепловоза позволяет повысить точность дозирования в 2 раза и получать высокоэмульсированные топливные смеси, что повышает эффективность в работе дизеля на водотопливной и других эмульсиях.

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВОЗА ЧМЭЗ

Топливная система предназначена для хранения, подогрева, очистки и подачи топлива в цилиндры дизеля. В систему входят топливный бак, специальный подогреватель, топливоподкачивающий и ручной насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, насосы высокого давления, форсунки, регуляторы и трубопроводы с клапанами и вентилями. СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА

При работающем дизеле циркуляцию топлива в системе обеспечивает топливоподкачивающий насос 18 (рис. 1), получающий привод от коленчатого вала дизеля. Насос засасывает топливо из бака 1 через обратный клапан 20 и фильтр грубой очистки 19, а затем нагнетает его через фильтры тонкой очистки 11 в топливный коллектор 8, который соединен шестью перепускными трубками с насосами высокого давления 5. Насосы через форсунки 10 подают топливо под давлением 300 кгс/см2 в цилиндры дизеля.

Давление топлива в коллекторе 8 (2,0 - 2,5 кгс/см2) поддерживается перепускным клапаном 7, установленным на заднем конце коллектора. Параллельно этому клапану подсоединена сливная трубка с вентилем 6, который при работающем дизеле должен быть закрыт. На ремонтах вентиль 6 открывают для слива топлива из коллектора перед снятием топливных насосов высокого давления. При увеличении давления в коллекторе выше установленной нормы избыток топлива сливается перепускным клапаном в бак через трубку 3 и топливоподогреватель 23. Подогрев топлива осуществляется горячей водой, поступающей в топливоподогреватель из основного контура охлаждения дизеля.

Для защиты топливной системы от высокого давления перед фильтрами тонкой очистки 11 поставлен предохранительный клапан 13, отрегулированный на давление 5,3 - 5,5 кгс/см2. При засорении фильтров тонкой очистки клапан открывается и сливает топливо в бак через топливоподогреватель.

 <javascript:openWindow('/pic/techlibrary/f101f.gif','',0,0)>

Рис.1. Топливная система ТЕПЛОВОЗА ЧМЭЗ

- топливный бак; 2, 3 - сливные трубы; 4, 9 - сливные коллекторы; 5 - топливный насос высокого давления; 6 - вентиль; 7 - перепускной клапан; 8 - топливный коллектор; 10 - форсунка; 11 - фильтр тонкой очистки; 12 - тарелка под фильтром; 13 - предохранительный клапан; 14, 20 - обратные клапаны; 15, 16 - краны; 17 - ручной насос; 18 - топливоподкачивающий насос; 19 - фильтр грубой очистки; 21 - всасывающая труба; 22 - грязесборник; 23 -топливоподогреватель.

Чистое топливо от насосов и форсунок, просочившееся через неплотности между деталями, собирается в сливных коллекторах 4 и 9 и по трубе 2 поступает в бак. Концы сливных трубок от форсунок входят в специальные отростки, приваренные к сливному коллектору 9. Для контроля за сливом топлива в отростках сделаны овальные отверстия а. При работающем дизеле должно наблюдаться каплепадение из каждой сливной трубки (течь топлива не допускается). Загрязненное топливо с тарелки 12 под фильтрами 11 и с верхней плиты отсека распределительного вала, на которой установлены топливные насосы 5, стекает по отдельному трубопроводу в грязесборник 22.

ТОПЛИВНЫЙ БАК

Используется для хранения дизельного топлива в количестве 6000 л. Бак сварен из стальных листов и усилен внутренними стальными перегородками 5, делящими его на восемь отсеков. Для облегчения бака и сообщения отсеков между собой в перегородках сделаны вырезы е. Такая конструкция обеспечивает достаточную жесткость и прочность бака при его небольшой массе.

В местах, усиленных перегородками, к баку приварены двенадцать бонок 13 (по шесть с каждой стороны). В них ввернуты шпильки, используемые для крепления шести стальных плит, с помощью которых бак подвешивают к главной раме тепловоза.

По торцам к баку прикреплены болтами четыре предохранительных захвата 14, предотвращающие его падение на путь в случае излома шпилек. От продольного перемещения бак фиксируется четырьмя упорными угольниками 15, приваренными к баку после его подвешивания. Для транспортировки бака к его торцовым стенкам приварены четыре подвеса 18. Бак заправляют топливом под давлением через две заливочные горловины 8, снабженные фильтрующими сетками д. В эксплуатации горловины закрыты пробками 16. Количество топлива определяют по двум топливомерным стеклам 6, расположенным с обеих сторон бака. Для сообщения полости бака с атмосферой на нем установлен сапун 9, крышка б которого имеет зазор относительно корпуса г.

Рис.2 Топливный бак

, 16, 17 - пробки; 2 - эжекторное устройство; 3 - отстойник; 4 - шариковый клапан; 5 - перегородка; 6 - топливомерное стекло; 7 - грязесборник; 8 - заливочная горловина; 9 - сапун; 10, 11 - всасывающие трубы; 12 - сливная труба; 13 - бонка; 14 - предохранительный захват; 15 - упорный угольник; 18 - подвес

В корпусе сапуна установлен фильтр в, состоящий из четырех кассет, разделенных металлическими прокладками. Кассета представляет собой спираль, выполненную из двух стальных лент, прилегающих друг к другу. Поскольку одна лента гладкая, а другая волнистая, то между ними образуются щели для прохода воздуха. Наличие сапуна не допускает понижения давления воздуха в баке при всасывании топлива топливоподкачивающим насосом, что затрудняло бы его работу. Кроме того, исключается возможность повышения давления топлива в баке сверх атмосферного при экипировке тепловоза. Изготовленный бак испытывают гидравлическим давлением 0,2 - 0,3 кгс/см2.

По торцам бака расположены два отстойника 3, в каждом из которых имеются два отверстия, закрытые пробками 1. В одном из них (со стороны топливомерного стекла) установлен шариковый клапан 4, с помощью которого периодически сливают отстой (грязь и воду). Слив отстоя обязателен перед набором топлива. Вторую пробку в эксплуатации не отвертывают, а используют только на ремонте для промывки бака. При этом дополнительно отворачивают четыре пробки 17 на боковых стенках бака. Внутри бака установлены три наклонные трубы (две всасывающие 10 и 11 и одна сливная). Всасывающая труба 10 через обратный клапан и фильтр грубой очистки (см. рис. 1)соединена с топливоподкачивающим насосом, а труба 11 - с ручным насосом. По трубе 12 топливо сливается в бак после топливоподогревателя. Трубы 10 и 12 соединены эжекторным устройством 2.

Загнутый конец трубы 12, играющий роль сопла, входит в воронкообразный раструб, приваренный к концу трубы 10. Сливаемое в бак подогретое топливо выбрасывается из трубы 12 непосредственно в раструб трубы 10, в котором при работающем дизеле постоянно создается разрежение. Такая конструкция не только облегчает работу топливоподкачивающего насоса, но и обеспечивает достаточно хороший подогрев в холодное время года.

Для слива чистого топлива от обоих сливных коллекторов к баку присоединяют трубу 2 (см. рис. 1). Грязное топливо стекает в грязесборник 7 (см. рис. 2)вместимостью 50 л. Он вварен в бак и сообщается с атмосферой трубкой а. Для слива из грязесборника предусмотрено отверстие с шариковым клапаном, закрытое пробкой.

ТОПЛИВОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Так как бак размещен между тележками тепловоза и не защищен от действия низких температур, то находящееся в нем топливо в холодное время года может застыть. Для прогрева топлива в баке служит Топливоподогреватель (рис. 3), прикрепленный к раме дизеля с правой стороны.

В стальной цилиндрический корпус 13 топливоподогревателя с обеих сторон вварены трубные решетки 5, представляющие собой стальные диски с отверстиями.

Рис.3 Топливоподогреватель

, 12 - штуцеры для подвода и отвода топлива; 2 - болт; 3, 8 - патрубки для подвода и отвода воды; 4, 9 - задняя и передняя крышки; 5 - трубная решетка; 6 - медные трубки; 7 - сегментная перегородка; 10 - уплотнительная прокладка; 11 - патрубок для сливного крана; 13 - корпус

В отверстия трубных решеток вставляют, развальцовывают и припаивают 123 медные трубки 6, на которые предварительно надевают и припаивают три сегментные перегородки 7. К торцам корпуса прикреплены болтами 2 передняя 9 и задняя 4 крышки, соединенные патрубками 3 и 8 с основным контуром циркуляции воды. К передней крышке 9 приварен патрубок 11 для крепления сливного крана. Между крышками и корпусом установлены уплотнительные паронитовые прокладки 10. К корпусу топливоподогревателя снизу приварены штуцеры 1 и 12 для входа и выхода топлива.

Горячая вода, охладив дизель, через патрубок 3 поступает в крышку 4, проходит по трубкам 6 в крышку 9 и через патрубок 8 отводится к всасывающей трубе основного водяного насоса. Поступающее через штуцер 1 топливо омывает трубки 6, отбирая от них тепло, и далее через штуцер 12 сливается в топливный бак. Путь топлива внутри корпуса удлиняется за счет сегментных перегородок 7, что повышает эффективность теплообмена.

ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩИЙ НАСОС

Передняя крышка 9 одновременно является корпусом шарикового подшипника 14, на который опирается вал 16 ведущей шестерни 6. Двумя другими опорами вала служат бронзовые втулки 5, запрессованные в расточки крышек. Положение опорно-упорного шарикового подшипника 14 фиксируется стопорными кольцами 11 и 12. Вал 4 ведомой шестерни 1 вращается в двух других бронзовых втулках 2, также запрессованных в крышках. Втулочные подшипники 2 и 5 смазываются топливом, для подвода которого на поверхности крышек сделаны выемки, соединенные с канавками а во втулках. Шестерни 1 и 6 напрессованы на валы 4 и 16. Ведущая шестерня 6 дополнительно фиксируется шпонкой. На переднем конце ведущего вала 16 укреплена при помощи шпонки и корончатой гайки шестерня привода 13 (Z = 26).

Рис.4 Топливоподкачивающий насос

, 6 - ведомая и ведущая шестерни; 2, 5 - втулочные подшипники; 3, 9 - задняя и передняя крышки; 4, 16 - ведомый и ведущий валы; 7 - шпилька; 8 - корпус насоса; 10, 17 - сальники; 11, 12 - стопорные кольца; 13 - шестерня привода; 14 - шариковый подшипник; 15, 18 - фланцы

В расточках передней крышки установлены три сальника. Два сальника 17 препятствуют просачиванию топлива по валу. Сальник 10, дополнительно закрепленный в корпусе стопорным кольцом, не допускает просачивания масла, смазывающего шестерню 13 и подшипник 14. Между сальниками 10 и 17 в передней крышке 9 имеется открытая полость А для вытекания просочившегося топлива или масла. Насос прикреплен к главному масляному насосу дизеля при помощи фланца 15, отлитого за одно целое с передней крышкой 9.

РУЧНОЙ ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩИЙ НАСОС

Крыльчатого типа установлен на переднем конце дизеля с правой стороны. Насос состоит из корпуса, крышки, крыла, укрепленного на валу, и перегородки. Корпус 1 насоса (рис. 5а)отлит из чугуна заодно с двумя патрубками и двумя ушками. Патрубки заканчиваются фланцами б, используемыми для подсоединения всасывающей и нагнетательной труб, а в ушках а сделаны отверстия под болты. Внутри корпус имеет коническую расточку под подвижное крыло 6.

Рис.5а Ручной Топливоподкачивающий насос

- корпус; 2 - шплинт; 3, 7 - клапаны крыла; 4 - рукоятка; 5 - вал; 6 - крыло;8,14 - клапаны перегородки; 9 - перегородка; 10 - крышка; 11 - втулка; 12 - гайка; 13, 15 - нагнетательная и всасывающая трубы

Рис.5б Схема работы топливоподкачивающего насоса

Со стороны всасывающего патрубка в корпусе установлена литая латунная фигурная перегородка 9, положение которой относительно корпуса фиксируется цилиндрическим штифтом диаметром 5 мм. В перегородке сделаны два окна г, закрытые двумя пластинчатыми клапанами 8 и 14. Осями поворота клапанов являются шплинты 2, проходящие через отверстия в приливах перегородки 9. Уплотнение перегородки относительно корпуса достигается за счет притирки, а относительно вала 6 - с помощью войлочной прокладки в, установленной в специальном пазу.