CN206513437U - 一种双燃料机车发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双燃料机车发动机，包括燃油供油系统、燃气供气系统、空气进气系统和气缸(9)，所述燃油供油系统包括通过管路连接的喷油泵(21)和燃油喷嘴(20)，所述燃油喷嘴(20)与气缸(9)做功内腔相通，所述空气进气系统与气缸(9)进气道相通，所述燃气供气系统包括通过管路连接的燃气喷射阀(22)和燃气喷嘴(8)，所述燃气喷嘴(8)与气缸(9)做功内腔相通。本实用新型可以取消传统机车发动机上的火花塞，通过采用燃气来替代部分燃油燃料，还可以相应地减少燃油的使用量，提高了燃油的替代率，不仅可以有效地降低机车发动机的运行成本，还能减少机车发动机的排放污染，提高了机车发动机的环保水平。

Description

一种双燃料机车发动机

技术领域

本实用新型涉及机车发动机技术领域，尤其是涉及应用于大功率中速机车的一种双燃料机车发动机。

背景技术

目前，在国内大功率中速机车上使用的发动机都是以柴油作为燃料，通过这种完全利用柴油的发动机来牵引机车，使得机车的运行成本居高不下；同时，由于使用燃油动力所产生的排放污染也受到越来越严格的限制，因此，在满足机车对牵引动力要求的基础上，如何有效降低机车的牵引成本及减少排放污染，就成为越来越紧迫的现实需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种双燃料机车发动机，降低机车发动机的运行成本和排放污染。

本实用新型要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种双燃料机车发动机，包括燃油供油系统、空气进气系统以及燃气供气系统和气缸，所述燃油供油系统包括通过管路连接的喷油泵和燃油喷嘴，所述燃油喷嘴与气缸做功内腔相通，所述空气进气系统与气缸进气道相通，所述燃气供气系统包括通过管路连接的燃气喷射阀和燃气喷嘴，所述燃气喷嘴与气缸做功内腔相通。

优选地，还包括调速器和执行器，所述调速器与执行器电连接，所述执行器与喷油泵电连接。

优选地，所述的燃气供气系统还包括燃气控制器，所述燃气控制器分别与调速器、燃气喷射阀电连接。

优选地，还包括排气防爆系统，所述排气防爆系统包括夹持器、防爆盖和排气防爆筒，所述夹持器上固定安装爆破片，所述防爆盖与排气防爆筒组成活动连接结构，且防爆盖相对于排气防爆筒出口端打开或者关闭，所述夹持器进口与发动机的总排气管相通，夹持器出口与排气防爆筒相通。

优选地，所述的空气进气系统包括通过管路连接的增压器和中冷器，所述增压器与空气进气管相通，所述中冷器与气缸进气道相通。

优选地，还包括涡轮透平三通管，所述的涡轮透平三通管分别与增压器、夹持器进口、总排气管出口相通。

优选地，所述的空气进气系统还包括稳压箱，所述稳压箱分别与中冷器、气缸进气道相通。

优选地，所述的燃油供油系统还包括燃油精滤器，所述燃油精滤器的出口与喷油泵的进口相通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过燃油供油系统、空气进气系统分别向气缸内输送燃油、空气，燃油与空气在气缸做功内腔中相互混合，并由活塞压燃燃油，通过燃气供气系统向气缸的做功内腔中压入燃气后，使燃气可以通过压燃的燃油进行点燃，从而实现燃油、燃气的共同燃烧，使发动机对外做功，该做功过程中无需火花塞点燃燃油、燃气，从而可以取消传统的机车发动机上的火花塞，并且，由于可以采用燃气来替代部分燃油燃料，相应地减少了燃油燃料的消耗量，提高了燃油的替代率，从而可以有效地降低机车发动机的运行成本，同时也减少了机车发动机的排放污染，提高了机车发动机的环保水平。

附图说明

图1为本实用新型一种双燃料机车发动机的构造示意图。

图2为本实用新型一种双燃料机车发动机的剖视图。

图3为本实用新型一种双燃料机车发动机的燃气系统的构造示意图。

图中标记：1-机体总成，2-总排气管，3-涡轮透平三通管，4-夹持器，5-防爆盖，6-排气防爆筒，7-增压器，8-燃气喷嘴，9-气缸，10-燃气进气总管，11-燃油精滤器，12-控制拉杆，13-电缆，14-执行器，15-燃气控制器，16-调速器，17-燃油管路，18-空气进气管，19-中冷器，20-燃油喷嘴，21-喷油泵，22-燃气喷射阀，23-波纹管，24-支撑架。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2所示的双燃料机车发动机，主要包括机体总成1、燃油供油系统、空气进气系统、燃气供气系统以及发动机电气系统和气缸9，所述的燃油供油系统包括燃油精滤器11、喷油泵21和燃油喷嘴20，所述燃油精滤器11的出口通过燃油管路17与喷油泵21的进口连接相通，所述喷油泵21与燃油喷嘴20通过管路连接相通，所述燃油喷嘴20的喷出口与气缸9的做功内腔相通。所述空气进气系统包括增压器7、中冷器19和稳压箱，所述增压器7与空气进气管18之间通过管路连接相通，所述中冷器19分别与增压器7、气缸9进气道连通；优选地，在中冷器19、气缸9之间还可以增加设置稳压箱，所述的稳压箱分别与中冷器19、气缸9进气道通过管路连接相通。

如图3所示，所述的燃气供气系统包括燃气进气总管10、燃气喷射阀22和燃气喷嘴8，所述燃气进气总管10固定安装在支撑架24上，所述的支撑架24固定连接在机体总成1上，所述燃气喷射阀22分别与燃气进气总管10、燃气喷嘴8通过管路连接相通，所述燃气喷嘴8与气缸9的做功内腔相通。为了提高双燃料机车发动机的安全性，采用进气支管多点喷射技术，使得增压器7、中冷器19、稳压箱等进气系统中的部件内均没有可燃气体存在。优选地，在燃气进气总管10与燃气喷射阀22之间的连接管路中可以设置波纹管23，以提高燃气供气系统的工作稳定性、可靠性。

所述的发动机电气系统可以连续对发动机运转中的转速、温度、压力等多个关键参数进行实时数据采集和监测监控，并根据不同超限或故障情况发出报警、减载、停机等指令。

上述的双燃料机车发动机在运行时，燃油先经过燃油精滤器11进行过滤，再通过喷油泵21、燃油喷嘴20压入气缸9的做功内腔，外部空气则依次流经增压器7、中冷器19、稳压箱后进入气缸9进气道，在气缸9的做功内腔中，燃油、空气相互混合，再通过活塞的运动来压燃燃油；当通过燃气供气系统向气缸9的做功内腔中压入燃气后，燃气即可以通过压燃的燃油进行点燃，从而实现燃油、燃气的共同燃烧，使发动机对外做功。由于发动机的该做功过程中无需火花塞点燃燃油、燃气，从而可以取消传统的机车发动机上的火花塞；同时，由于可以采用燃气来替代部分的燃油燃料，从而可以相应地减少燃油燃料的消耗量，提高了燃油的替代率，有效地降低了机车发动机的运行成本，同时也减少了机车发动机的排放污染。

进一步地，使喷油泵21与发动机上的执行器14电连接，所述执行器14与发动机上的调速器16之间通过电缆13形成电连接，且执行器14与控制拉杆12连接，并通过控制拉杆12对喷油泵21的动作进行控制；所述调速器16与燃气控制器15之间通过电缆13形成电连接，同时，所述燃气控制器15与燃气喷射阀22之间电连接。通过调速器16将油门位置信号分别发送给执行器14、燃气控制器15，由执行器14通过控制拉杆12对喷油泵21的动作进行调节，从而可以实现对燃油的喷油量进行调节。而燃气的进气量则是通过燃气喷射阀22进行精确控制，以减少燃气在发动机内的滞留时间。

因此，本实用新型的双燃料机车发动机可以分别工作在柴油模式和双燃料模式下，并可以方便地在两种模式之间切换。当发生负载突变时，发动机可以自动切换回柴油模式以进行快速响应，维持与原柴油机相同的动态特性；当到达新的稳定运行状态后，发动机又自动切换回双燃料模式工作，其中，发动机的转速稳定与调节是通过调速器16控制柴油的喷射量来实现的，燃气控制器15只控制燃气的替代量，不参与发动机的调速和负荷响应。

为了进一步增强上述的双燃料机车发动机的运行安全性，可以增加设置排气防爆系统，所述的排气防爆系统如图1所示，包括涡轮透平三通管3、夹持器4、防爆盖5和排气防爆筒6，所述的夹持器4上固定安装有爆破片，所述的防爆盖5与排气防爆筒6之间通过铰接方式形成活动连接结构，以便防爆盖5可以相对于排气防爆筒6出口端打开或者关闭。所述涡轮透平三通管3分别与增压器7、夹持器4进口、发动机的总排气管2出口连通，所述夹持器4的出口与排气防爆筒6相通，所述夹持器4进口与发动机的总排气管2相通。当发动机出现严重故障，并引起气缸9内的压力突增或者压力异常升高时，排放出的高压高温气体在通过涡轮透平三通管3时，如果气体压力超过了夹持器4内的爆破片的承受压力时，爆破片失效，防爆盖5相对于排气防爆筒6打开，高温高压气体即通过排气防爆筒6泄出，以迅速、及时地对排气系统进行卸压，并同时输出报警信号到发动机控制系统，由控制系统进行切断燃气、减载、降速、停机等操作，从而可以有效地防止事故的扩大。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双燃料机车发动机，包括燃油供油系统、空气进气系统和气缸(9)，所述燃油供油系统包括通过管路连接的喷油泵(21)和燃油喷嘴(20)，所述燃油喷嘴(20)与气缸(9)做功内腔相通，所述空气进气系统与气缸(9)进气道相通，其特征在于：还包括燃气供气系统，所述燃气供气系统包括通过管路连接的燃气喷射阀(22)和燃气喷嘴(8)，所述燃气喷嘴(8)与气缸(9)做功内腔相通。

2.根据权利要求1所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：还包括调速器(16)和执行器(14)，所述调速器(16)与执行器(14)电连接，所述执行器(14)与喷油泵(21)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：所述的燃气供气系统还包括燃气控制器(15)，所述燃气控制器(15)分别与调速器(16)、燃气喷射阀(22)电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：还包括排气防爆系统，所述排气防爆系统包括夹持器(4)、防爆盖(5)和排气防爆筒(6)，所述夹持器(4)上固定安装爆破片，所述防爆盖(5)与排气防爆筒(6)组成活动连接结构，且防爆盖(5)相对于排气防爆筒(6)出口端打开或者关闭，所述夹持器(4)进口与发动机的总排气管(2)相通，夹持器(4)出口与排气防爆筒(6)相通。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：所述的空气进气系统包括通过管路连接的增压器(7)和中冷器(19)，所述增压器(7)与空气进气管(18)相通，所述中冷器(19)与气缸(9)进气道相通。

6.根据权利要求5所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：还包括涡轮透平三通管(3)，所述的涡轮透平三通管(3)分别与增压器(7)、夹持器(4)进口、总排气管(2)出口相通。

7.根据权利要求5所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：所述的空气进气系统还包括稳压箱，所述稳压箱分别与中冷器(19)、气缸(9)进气道相通。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种双燃料机车发动机，其特征在于：所述的燃油供油系统还包括燃油精滤器(11)，所述燃油精滤器(11)的出口与喷油泵(21)的进口相通。