CN208040592U - 船舶柴油机轻烃/柴油混合燃料供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶柴油机轻烃/柴油混合燃料供给系统，混合燃料供给管路与纯柴油燃料供给管路根据柴油机所处的环境和自身运行工况需求将燃料从燃料箱经过一系列输送、计量、信号监测反馈设备输送到柴油机并经高压油泵和喷油器进入到柴油机气缸内参与燃烧，而ECU控制模块单元对各传感器所传来的反馈信号进行处理并对两种燃料供给模式进行选择。可以根据工况不同选择纯柴油模式和纯柴油与稳定轻烃的混合燃料模式向柴油机供给燃料。实现对所供给燃料的切换以及对供给燃料流量的大小调节，满足柴油机的动力性、经济性和排放性综合要求。工作性能稳定，便于安排布置。

Description

船舶柴油机轻烃/柴油混合燃料供给系统

技术领域

本实用新型涉及一种柴油机燃料供给系统，特别是涉及一种纯柴油与稳定液态轻烃混合燃料供给系统。

背景技术

由碳、氢两种元素组成的物质统称为“烃”。对于碳原子较少的烃，因分子量较小，重量较轻，故称之为轻烃。在轻烃中，因液化石油气、天然气等在常温常压(一个大气压，20℃)下呈现出气体状态，也称之为气态轻烃；柴油、煤油和汽油的主要成分是十六烷以下的烃，在常温常压下呈现出稳定液体状态，故称之为液态轻烃；稳定液态轻烃是从天然气凝析液中提取的，以戊烷和更重的烃类为主要成分的液态石油产品，也称为天然汽油。稳定液态轻烃是一种清洁燃料，除了热值高、燃烧排放清洁外，它在常温下呈液体，运输、贮存也十分的方便安全；而且把稳定液态轻烃燃料作为柴油机清洁替代燃料也具有极大的好处：比较突出的是使用该清洁燃料可以使柴油机排气中的有害物质的比例含量大幅度的降低，如CO、HC的含量可以下降90％以上；同时可以避免其他代用燃料所带来的缺陷和问题，而且动力性更明显、经济上更合理。但是稳定液态轻烃被喷入柴油机气缸中不能被压燃，必须要由少量的纯柴油作为引燃剂，所以设计出一种能够根据柴油机的实际运转工况来选择合适的燃料供给系统一直是本领域技术人员试图解决的难题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种纯柴油与稳定液态轻烃混合的柴油机燃料供给系统。该系统工作性能稳定，便于安排布置，不仅能够实现在稳定工况下向柴油机供给纯柴油与稳定液态轻烃的混合燃料，还能根据实际情况进行纯柴油模式与混合燃料模式的自由切换。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：包括纯柴油与稳定液态轻烃的混合燃料供给管路、纯柴油模式燃料供给管路、ECU控制模块单元。混合燃料供给管路与纯柴油燃料供给管路根据柴油机所处的环境和自身运行工况需求将燃料从纯柴油与稳定液态轻烃混合燃料箱或纯柴油燃料箱经过一系列输送、计量、信号监测反馈设备输送到柴油机并经高压油泵和喷油器进入到柴油机气缸内参与燃烧，而ECU控制模块单元对各传感器所传来的反馈信号进行处理并对两种燃料供给模式进行选择。

所述的混合燃料供给管路包括纯柴油与稳定液态轻烃混合燃料箱、混合燃料电磁式截止阀、混合燃料滤器、混合燃料输送泵、混合燃料流量计、电磁式溢流阀、进油电动三通阀、回油电动三通阀、柴油机进油口，上述各部件之间依次用钢丝软管连接；柴油机回油口、回油电动三通阀、混合燃料箱之间也依次用钢丝软管连接。

所述的纯柴油燃料供给管路包括纯柴油燃料箱、纯柴油电磁式截止阀、纯柴油滤器、防爆齿轮泵、纯柴油流量计、进油电动三通阀、回油电动三通阀、柴油机进油口，上述各部件之间依次用钢丝软管连接；柴油机回油口、回油电动三通阀、纯柴油燃料油箱之间也依次用钢丝软管连接。

按上述方案，所述的ECU控制模块单元包括ECU模块、燃料模式转换开关、转速传感器、油门位置传感器、冷却水温度传感器、混合燃料压力传感器、纯柴油压力传感器。转速传感器位于柴油机的飞轮端，用于实时监测柴油机的转速情况；油门位置传感器位于柴油机的油门齿条上，用于实时反馈喷油泵的油门齿条位置和喷油量的大小；冷却水温度传感器安装在柴油机的循环水冷却系统上，用于检测循环冷却水的温度；混合燃料压力传感器位于混合燃料供给管路上，用于及时反映混合燃料在供给过程中所处的压力状态；纯柴油压力传感器位于纯柴油燃料供给管路上，用于及时反映纯柴油燃料在供给过程中所处的压力状态。燃料模式转换开关安装在柴油机的控制面板上，用于手动对柴油机的纯柴油模式和混合燃料模式进行切换并向ECU控制模块单元传输动作信号。上述各传感器与ECU模块单元输入端相连接，ECU模块单元输出端则与混合燃料电磁式截止阀、纯柴油电磁式截止阀、进油电动三通阀、回油电动三通阀、电磁式溢流阀相连接。ECU模块单元根据从各传感器所收集到的信号进行分析处理并通过控制混合燃料电磁式截止阀、纯柴油电磁式截止阀的通断电、电磁式溢流阀溢流压力的大小、进油电动三通阀、回油电动三通阀的通断电，从而实现所供给的燃料的转换以及调节供给燃料流量的大小，满足不同工作环境与柴油机不同工况下的使用要求。

本实用新型可以根据工况不同选择纯柴油模式和纯柴油与稳定轻烃的混合燃料模式向柴油机供给燃料。实现对所供给燃料的切换以及对供给燃料流量的大小调节，满足柴油机的动力性、经济性和排放性综合要求。工作性能稳定，便于安排布置。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型的系统控制框架原理示意图。

图中：1.纯柴油燃料箱，2.纯柴油电磁式截止阀，3.纯柴油过滤器，4.纯柴油与稳定液态轻烃混合燃料箱，5.混合燃料电磁式截止阀，6.混合燃料过滤器，7.混合燃料流量计，8.纯柴油流量计，9.混合燃料泵，10.防爆齿轮泵，11. 电磁式溢流阀，12.混合燃料压力传感器，13.纯柴油压力传感器，14.进油电动三通阀，15.回油电动三通阀，16.柴油机回油口，17.柴油机进油口，18.油门位置传感器，19.冷却水温度传感器，20.ECU控制模块单元。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型的结构和功能，以下结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型的混合燃料供给管路包括纯柴油与稳定液态轻烃混合燃料箱4、混合燃料电磁式截止阀5、混合燃料滤器6、混合燃料输送泵9、混合燃料流量计7、电磁式溢流阀11、进油电动三通阀14、回油电动三通阀15、柴油机进油口17，上述各部件之间依次用钢丝软管连接；柴油机回油口16、回油电动三通阀15、混合燃料箱4之间也依次用钢丝软管连接。

纯柴油燃料供给管路包括纯柴油燃料箱1、纯柴油电磁式截止阀2、纯柴油滤器3、防爆齿轮泵10、纯柴油流量计8、进油电动三通阀14、回油电动三通阀15、柴油机进油口17，上述各部件之间依次用钢丝软管连接；柴油机回油口 16、回油电动三通阀15、纯柴油燃料油箱1之间也依次用钢丝软管连接。

ECU控制模块单元包括ECU模块、燃料模式转换开关、转速传感器、油门位置传感器、冷却水温度传感器、混合燃料压力传感器、纯柴油压力传感器。转速传感器位于柴油机的飞轮端，用于检测柴油机的实时转速；油门位置传感器 18位于柴油机的油门齿条上，用于反馈柴油机的油门齿条准确位置及高压油泵的供油量；冷却水温度传感器19安装在柴油机的冷却水系统上，用于监测循环冷却水的实时温度。混合燃料压力传感器设在混合燃料供给管路上，纯柴油压力传感器设在纯柴油燃料供给管路上。ECU控制模块单元20的输入端与转速传感器、油门位置传感器18、冷却水温度传感器19、混合燃料压力传感器12、纯柴油压力传感器13、燃料模式转换开关相连接，ECU控制模块单元20的输出端与纯柴油电磁式截止阀2、混合燃料电磁式截止阀5、电磁式溢流阀11、进油电动三通阀14、回油电动三通阀15相连接。ECU控制模块单元20将收集到的传感器的信号进行分析处理，并动作到相应的纯柴油电磁式截止阀2和混合燃料电磁式截止阀5、电磁式溢流阀11、进油电动三通阀14和回油电动三通阀15，实现工况变化所对应的供给燃料也相应变化，从而满足工作需要。

本实用新型的工作过程是这样的：

该系统工作时分为两种不同的燃料供给模式：(1)柴油机工况发生频繁的变化以及冷车启动时所采用的纯柴油燃料供给模式；(2)柴油机工况基本稳定时所采用的纯柴油与稳定轻烃混合的混合燃料供给模式。

纯柴油供给模式：当柴油机工况发生频繁变化时，则选择该模式。在柴油机面板上手动切换到纯柴油燃料供给模式，ECU控制模块单元20收到触发信号后将产生一系列动作，纯柴油电磁式截止阀2打开，纯柴油从燃料箱1经过纯柴油流量计8被防爆齿轮泵10泵送出来，进油电动三通阀14动作上位导通，则直接向柴油机供给燃料，然后柴油机高压油泵回油从柴油机回油口16流出，回油电动三通阀15动作上位通，使得回油回流到纯柴油油箱，其它阀门处于关闭状态，混合燃料泵9也处于断电停机状态。在外界工况复杂且发生频繁变化，柴油机选择在纯柴油燃料供给模式下能够满足运行的平稳性和较高的燃料利用率。

纯柴油与稳定轻烃混合燃料供给模式：当外界环境保持稳定，且柴油机本身的使用工况保持不变时，则选择该模式。在柴油机面板上手动切换到纯柴油与稳定轻烃混合燃料供给模式，ECU控制模块单元20收到触发信号后将产生一系列动作，第二电磁式截止阀5打开，稳定液态轻烃与纯柴油的混合燃料从燃料箱4经过混合燃料流量计7被混合燃料泵9泵送出来，进油电动三通阀14动作下位导通，则直接向柴油机供给燃料，然后柴油机高压油泵回油从柴油机回油口16流出，回油电动三通阀15动作下位通，使得回油回流到混合燃料，其它阀门处于关闭状态，防爆齿轮泵10也处于断电停机状态。在该混合燃料供给过程中混合燃料压力传感器12将混合燃料供给管路的压力信号传导ECU控制模块单元20，与预先设定的压力范围进行对比，如果保持在该压力波动范围内，则继续保持运行状态；如果不在该压力范围内，ECU控制模块单元20将向电磁式溢流阀11发出指令，通过电磁式溢流阀11来调节混合燃料供给管路的压力保持在压力范围内，使该燃料供给系统更高效的工作，避免运行粗暴、冒黑烟。

Claims (2)

1.一种船舶柴油机轻烃/柴油混合燃料供给系统，其特征在于：包括纯柴油与稳定液态轻烃的混合燃料供给管路、纯柴油燃料供给管路、ECU控制模块单元(20)；混合燃料供给管路与纯柴油燃料供给管路根据柴油机所处的环境和自身运行工况需求将燃料从燃料箱经过一系列输送、计量、信号监测反馈设备输送到柴油机并经高压油泵和喷油器进入到柴油机气缸内参与燃烧，而ECU控制模块单元(20)对各传感器所传来的反馈信号进行处理并对两种燃料供给模式进行选择；

所述的混合燃料供给管路包括纯柴油与稳定液态轻烃混合燃料箱(4)、混合燃料电磁式截止阀(5)、混合燃料滤器(6)、混合燃料输送泵(9)、混合燃料流量计(7)、电磁式溢流阀(11)、进油电动三通阀(14)、回油电动三通阀(15)、柴油机进油口(17)，上述各部件之间依次用钢丝软管连接；柴油机回油口(16)、回油电动三通阀(15)、混合燃料箱(4)之间也依次用钢丝软管连接；

所述的纯柴油燃料供给管路包括纯柴油燃料箱(1)、纯柴油电磁式截止阀(2)、纯柴油滤器(3)、防爆齿轮泵(10)、纯柴油流量计(8)、进油电动三通阀(14)、回油电动三通阀(15)、柴油机进油口(17)，上述各部件之间依次用钢丝软管连接；柴油机回油口(16)、回油电动三通阀(15)、纯柴油燃料箱(1)之间也依次用钢丝软管连接。

2.根据权利要求1所述的种船舶柴油机轻烃/柴油混合燃料供给系统，其特征在于：所述的ECU控制模块单元(20)包括ECU模块、燃料模式转换开关、转速传感器、油门位置传感器(18)、冷却水温度传感器(19)、混合燃料压力传感器(12)、纯柴油压力传感器(13)；转速传感器位于柴油机的飞轮端，油门位置传感器(18)位于柴油机的油门齿条上，冷却水温度传感器(19)安装在柴油机的循环水冷却系统上，混合燃料压力传感器(12)位于混合燃料供给管路上，纯柴油压力传感器(13)位于纯柴油燃料供给管路上；燃料模式转换开关安装在柴油机的控制面板上；上述各传感器与ECU控制模块单元(20)输入端相连接，ECU控制模块单元(20)输出端则与混合燃料电磁式截止阀(5)、纯柴油电磁式截止阀(2)、进油电动三通阀(14)、回油电动三通阀(15)、电磁式溢流阀(11)相连接。