專利名稱：一種機車柴油機的高溫省油裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種省油裝置，特別是關于一種用于鐵路調車機車和大型企業工
礦機車的機車柴油機的高溫省油裝置。
背景技術：
目前，我國現有的內燃機車按線路運用的狀況主要分干線機車和小運轉工礦調 車。自建國以來，在調車機車的生產廠家中，北京的二七機車廠、四川的資陽機車廠和青島 四方機車廠等幾家的調車機車和工況機車占據了 99%的中國鐵路和大型工礦國企市場，尤 其是二七機車廠，其產量占據了現在調車機車保有量(約6000臺)的6成以上。以前對于 機車柴油機的裝車設計，主要是考慮滿足機車的功率和使用需要，而對省油的考慮，主要是 通過機車柴油機的燃油系統、幾何結構和空氣供給等來保證。機車在運行過程中，尤其是在 貨廠執行調車作業時，大部分時間處于部分負荷狀況( 一般為小于700轉/分，具體的轉速 根據不同機車而定)，或是在等待調度信號時，處于空載待機狀況(惰性運轉)，然而中國調 車機車的現狀是對部分負荷和空載待機狀況考慮的較少，所以造成機車運行過程中，在部 分負荷和空載待機狀況時，產生燃燒不好，冒黑煙等現象，從而導致油耗高。因此，有的廠家 考慮對機車柴油機燃油泵在低工況和空載時，實施單排供油，但效果不理想；有的廠家則采 用電子噴射，但又導致改造費用過高，缺乏市場競爭力。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種用于鐵路調車機車和大型企業工礦 機車的機車柴油機的高溫省油裝置。 為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種機車柴油機的高溫省油裝 置，其特征在于它包括一半面式高溫蝶閥和控制系統，所述半面式高溫蝶閥包括一閥體， 所述閥體內部采用上半部分設置有中間隔斷板的半面式結構，所述中間隔斷板的下端設置 有一轉動軸，所述轉動軸上樞接一蝶閥板，所述蝶閥板的高度約為所述閥體高度的1/2 ;在 與所述轉動軸位置相對應的所述閥體底部和閥體一側的內壁上分別設置有一號位閥座和 二號位閥座，使所述蝶閥板僅在所述一號位閥座和二號位閥座之間的區域轉動；在所述閥 體下半部分的左右兩側分別開設有一號位進氣口和二號位進氣口 ，且所述一號位進氣口和 二號位進氣口均與機車柴油機的燃氣排出管路相連；在所述閥體上半部分的左右兩側分別 開設有一號位出氣口和二號位出氣口，且所述一號位出氣口和二號位出氣口分別與一號增 壓器和二號增壓器的燃氣進氣口相連；所述控制系統判斷機車柴油機是否處于部分負荷和 空載待機狀況，并驅動與所述半面式高溫蝶閥的轉動軸連接的電機正反轉，從而控制所述 蝶閥板的作用位。 所述控制系統包括一用來測量機車柴油機轉速的轉速傳感器，所述轉速傳感器依 次電連接一輸入信號變換器和一微機處理器，所述輸入信號變換器將所述柴油機轉速傳感 器采集到的電信號轉換成轉速信號，并輸入到所述微機處理器中；所述微機處理器電連接一輸出信號變換器，所述微機處理器根據得到的轉速信號判斷機車柴油機是否處于部分負 荷和空載待機狀況，然后將判斷結果輸出給所述輸出信號變換器；所述輸出信號變換器電 連接一電控閥，所述輸出信號變換器將判斷結果進行轉換并輸出給所述電控閥；所述電控 閥連接一空氣伺服馬達，所述電控閥通過控制進入所述空氣伺服馬達的正反向風的供給， 驅動所述空氣伺服馬達正轉或反轉；所述空氣伺服馬達的輸出端連接所述半面式高溫蝶閥 的轉動軸。 所述閥體的橫截面呈方形或圓形。 所述轉速傳感器和微機處理器為機車上原有的柴油機轉速傳感器和微機處理器。 本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型采用具有兩 個作用位的半面式高溫蝶閥，通過控制系統來實現對半面式高溫蝶閥作用位轉換的自動控 制，使得增壓器在機車柴油機的各種工況下輪流轉換工作，并且都工作在高效區，從而使機 車柴油機在高、低工況時都能得到充足的新鮮空氣，柴油燃燒完全，功率發揮好，達到了省 油的目的。2、本實用新型采用的半面式高溫蝶閥還具有啟閉方便迅速、閥板轉換阻力小、流 體阻力小、結構簡單、體積小和重量輕等優點。3、由于本實用新型使得機車柴油機的燃燒效 果提高，因此降低了碳化物和氮化物等有害氣體的排放，對環境的污染大大減少。4、本實用 新型控制系統中的轉速傳感器和微機處理器可以采用機車上原有的柴油機轉速傳感器和 微機處理器，因此改造費用較低，具有較強的市場競爭力。本實用新型可以廣泛用于鐵路調 車機車和大型企業工礦機車的柴油機中。
圖1是本實用新型半面式高溫蝶閥的結構示意圖 圖2是圖1的右視示意圖 圖3是本實用新型控制系統的結構框圖
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。 如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括一半面式高溫蝶閥A和一控制系統B，半面 式高溫蝶閥A包括一橫截面呈方形或圓形的閥體2，閥體2內部采用上半部分設置有中間 隔斷板3的半面式結構，中間隔斷板3的下端設置有一轉動軸4，轉動軸4上樞接一蝶閥板 5，蝶閥板5的高度約為閥體2高度的1/2。在與轉動軸4位置相對應的閥體2底部和閥體 2 —側的內壁上分別設置有一號位閥座6和二號位閥座7，作用是使蝶閥板5僅在一號位閥 座6和二號位閥座7之間的區域轉動。在閥體2下半部分的左右兩側分別開設有一號位進 氣口 8和二號位進氣口 9，且一號位進氣口 8和二號位進氣口 9均與機車柴油機的燃氣排出 管路相連(圖中未示出)。在閥體2上半部分的左右兩側分別開設有一號位出氣口 10和二 號位出氣口 ll，且一號位出氣口 IO和二號位出氣口 ll分別與一號增壓器和二號增壓器的 燃氣進氣口相連(圖中未示出)。 本實用新型的控制系統B包括一用來測量機車柴油機轉速的轉速傳感器12，轉速 傳感器12依次電連接一輸入信號變換器13和一微機處理器14，輸入信號變換器13將轉速 傳感器12采集到的電信號轉換成轉速信號，并輸入到微機處理器14中。微機處理器14電連接一輸出信號變換器15，微機處理器14根據得到的轉速信號判斷機車柴油機是否處于 部分負荷和空載待機狀況，然后將判斷結果輸出給輸出信號變換器15。輸出信號變換器15 電連接一電控閥16，輸出信號變換器15將判斷結果進行轉換并輸出給電控閥16。電控閥 16連接一空氣伺服馬達17，電控閥16通過控制進入空氣伺服馬達17的正反向風的供給， 從而驅動空氣伺服馬達17正轉或反轉。空氣伺服馬達17的輸出端連接半面式高溫蝶閥A 的轉動軸4，通過空氣伺服馬達17的正轉或反轉實現控制半面式高溫碟閥A的蝶閥板5處 在一號位或是二號位的功能。 上述實施例中，也可以采用其他形式的控制系統來實現對半面式高溫碟閥A的蝶 閥板5作用位的控制，比如采用伺服電機與半面式高溫蝶閥A的轉動軸4連接，通過單片機 或PLC來控制伺服電機的正反轉，從而控制蝶閥板5的作用位。 上述實施例中，轉速傳感器12和微機處理器14可以是機車上原有的柴油機轉速 傳感器和微機處理器。 本實用新型在工作過程中，控制系統B中的微機處理器14實時判斷機車柴油機是 否處于部分負荷和空載待機狀況，當機車柴油機不處于部分負荷和空載待機狀況，即處于 高工況時，柴油機的燃氣排出量大，空氣伺服馬達17控制蝶閥板5處在一號位閥座6的位 置，一號位進氣口 8和二號位進氣口 9同時進氣，進入的燃氣經過一號位出氣口 IO和二號 位出氣口 11分別進入到一號增壓器和二號增壓器，這時一號增壓器和二號增壓器同時處 于高效工作狀態。當機車柴油機處于部分負荷和空載待機狀況，即處于低工況時，柴油機的 燃氣排出量少，空氣伺服馬達17控制蝶閥板5處在二號位閥座7的位置，二號出氣口 11被 隔斷，一號進氣口 8和二號進氣口 9同時進氣，進入的燃氣全部通過一號出氣口 IO進入到 一號增壓器，這時一號增壓器運轉在高效工作狀態，二號增壓器停止工作。 本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可 以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據本實用新型原理對個別部件進行 的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
權利要求一種機車柴油機的高溫省油裝置，其特征在于它包括一半面式高溫蝶閥和控制系統，所述半面式高溫蝶閥包括一閥體，所述閥體內部采用上半部分設置有中間隔斷板的半面式結構，所述中間隔斷板的下端設置有一轉動軸，所述轉動軸上樞接一蝶閥板，所述蝶閥板的高度約為所述閥體高度的1/2；在與所述轉動軸位置相對應的所述閥體底部和閥體一側的內壁上分別設置有一號位閥座和二號位閥座，使所述蝶閥板僅在所述一號位閥座和二號位閥座之間的區域轉動；在所述閥體下半部分的左右兩側分別開設有一號位進氣口和二號位進氣口，且所述一號位進氣口和二號位進氣口均與機車柴油機的燃氣排出管路相連；在所述閥體上半部分的左右兩側分別開設有一號位出氣口和二號位出氣口，且所述一號位出氣口和二號位出氣口分別與一號增壓器和二號增壓器的燃氣進氣口相連；所述控制系統判斷機車柴油機是否處于部分負荷和空載待機狀況，并驅動與所述半面式高溫蝶閥的轉動軸連接的電機正反轉，從而控制所述蝶閥板的作用位。
2. 如權利要求1所述的一種機車柴油機的高溫省油裝置，其特征在于所述控制系統 包括一用來測量機車柴油機轉速的轉速傳感器，所述轉速傳感器依次電連接一輸入信號變 換器和一微機處理器，所述輸入信號變換器將所述柴油機轉速傳感器采集到的電信號轉換 成轉速信號，并輸入到所述微機處理器中；所述微機處理器電連接一輸出信號變換器，所述 微機處理器根據得到的轉速信號判斷機車柴油機是否處于部分負荷和空載待機狀況，然后 將判斷結果輸出給所述輸出信號變換器；所述輸出信號變換器電連接一電控閥，所述輸出 信號變換器將判斷結果進行轉換并輸出給所述電控閥；所述電控閥連接一空氣伺服馬達， 所述電控閥通過控制進入所述空氣伺服馬達的正反向風的供給，驅動所述空氣伺服馬達正 轉或反轉；所述空氣伺服馬達的輸出端連接所述半面式高溫蝶閥的轉動軸。
3. 如權利要求1所述的一種機車柴油機的高溫省油裝置，其特征在于所述閥體的橫 截面呈方形或圓形。
4. 如權利要求2所述的一種機車柴油機的高溫省油裝置，其特征在于所述閥體的橫 截面呈方形或圓形。
5. 如權利要求2或4所述的一種機車柴油機的高溫省油裝置，其特征在于所述轉速 傳感器和微機處理器為機車上原有的柴油機轉速傳感器和微機處理器。
專利摘要本實用新型涉及一種機車柴油機的高溫省油裝置，其特征在于它包括半面式高溫蝶閥和控制系統，半面式高溫蝶閥包括一閥體，閥體內的上半部分設置中間隔斷板，中間隔斷板的下端設置有一轉動軸，轉動軸上樞接一蝶閥板；閥體底部和一側的內壁上分別設置有一號位和二號位閥座；在閥體左右兩側分別開設有與柴油機的排氣管相連的一號位進氣口和二號位進氣口和與增壓器相連的一號位出氣口和二號位出氣口；控制系統判斷機車柴油機是否處于部分負荷和空載待機狀況，并驅動與所述半面式高溫蝶閥的轉動軸連接的電機正反轉。本實用新型使得增壓器在柴油機的各種工況下輪流轉換工作，并且都工作在高效區，保證了柴油機即使在低轉速的情況下，也能得到充足的新鮮空氣，使得柴油燃燒完全，達到省油的目的。
文檔編號F02D9/16GK201486665SQ200920110729
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者王建英, 王舜, 申屹 申請人:北京二七軌道交通裝備有限責任公司