一種雙燃料機車燃料模式切換系統及其切換方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于軌道交通領域技術領域，尤其涉及一種雙燃料機車燃料模式切換系統及其切換方法。
【背景技術】
[0002]本公司生產制造的雙燃料機車樣車是國內首次采用以甲烷氣體為動力的機車，目前國內外還沒有相關雙燃料機車安全保障系統控制策略技術。
[0003]雙燃料機車使用的燃料之一為可燃性很強的天然氣，因此對機車的安全性防護非常必要，本控制策略目的就是通過檢測和防止LNG/CNG機車上LNG/CNG在儲存、氣化、傳輸過程中的泄露，從而保證機車能正常安全的行駛，保證司乘人員的人身安全。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供了一種雙燃料機車燃料模式切換系統，所述雙燃料機車包括發動機、發動機電噴控制器、LNG罐，所述切換系統包括供液切斷閥、氣化器、安全閥、進氣電磁閥、放散閥、甲烷探測系統、機車微機；
LNG罐、供液切斷閥、氣化器通過LNG管路順次連接，氣化器安全閥、進氣電磁閥、放散閥、發動機通過甲烷氣管路順次連接；
甲烷探測系統包括分布于機車上的若干甲烷傳感器、與各個甲烷傳感器通信連接的甲烷探測主機；
所述機車微機與發動機電噴控制器、甲烷探測主機、發動機PLC(發動機控制器)通信連接；
發動機電噴控制器用于向微機發送雙燃料使能信號；
所述機車微機用于控制供液切斷閥及進氣電磁閥的通斷、接收雙燃料使能信號、檢測機車是否滿足雙燃料使用條件、向發送機PLC發送雙燃料模式開關信號；
各個甲烷傳感器用于檢測其所在位置的甲烷泄露濃度，并將檢測結果傳送給甲烷探測主機；
甲烷探測主機用于根據甲烷泄露濃度的不同，進行不同的報警。
[0005]進一步的，還包括手動排空閥，所述手動排空閥位于安全閥與進氣電磁閥之間。
[0006]上述雙燃料機車燃料模式切換系統的切換方法，包括進入雙燃料模式的工作流程及退出雙燃料模式的工作流程，
進入雙燃料模式的工作流程包括如下步驟:
步驟一:司機選擇雙燃料模式；
步驟二:機車加載；
步驟三:機車微機檢測是否滿足預先確定好的雙燃料使用條件，如果是，則進行步驟三，如否則重復進行此步驟；
步驟四:發動機電噴控制器向機車微機發出雙燃料使能信號； 步驟五:機車微機控制打開供液切斷閥，機車進入雙燃料模式；
退出雙燃料模式的工作流程包括如下步驟:
步驟一:司機選擇退出雙燃料模式；
步驟二:機車微機控制關閉供液切斷閥，終止從LNG罐中繼續向外供液；
步驟三:機車微機控制關閉進氣電磁閥，打開自動放散閥；
步驟五:微機向發動機控制器發送退出雙燃料模式開關信號；
步驟六:發動機收到退出雙燃料模式開關信號；
步驟七:發動機退出雙燃料模式，進入純燃油工況。
[0007]優選的，退出雙燃料模式的工作流程中，步驟二執行后，延時一段時間后再執行步驟三。
[0008]更優選的，退出雙燃料模式的工作流程中，步驟二執行后，延時30秒后執行步驟
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[0009]優選的，退出雙燃料模式的工作流程中，步驟六執行后，延時一段時間再執行步驟七。
[0010]更優選的，退出雙燃料模式的工作流程中，步驟六執行后，延時30秒后執行步驟七。
[0011]更優選的，步驟六與步驟七之間保持雙燃料模式的過程中，檢測機車是否滿足預先確定好的雙燃料使用條件，如不滿足，則立即執行步驟七。
[0012]進一步的，所述雙燃料使用條件包括:機油熱交換后水溫大于40°C、甲烷檢測未報警、發動機轉速大于大于發動機設定轉速(本發明設定為580rpm)。
[0013]本發明的有益效果為:
1.在所有以LNG或CNG為燃料或燃料之一的機車上均可使用本技術方案。
[0014]2.通過控制策略將機車上危險區域、危險時間減至最小，以降低可能影響機車、人員和設備安全的潛在風險。
[0015]3.設有適當的控制、報警、監測、切斷和氣體探測策略，確保氣體燃料系統安全、可靠運行。
[0016]4.可在機車發生非正常運行情況時，如故障卸載、停機后對氣體管路內甲烷進行安全排放，避免機車內發生燃爆事故。
[0017]本發明對雙燃料機車進行安全保障控制，從很大程度上提高了雙燃料機車燃料模式切換的安全性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明所述雙燃料機車包括發動機、發動機電噴控制器、LNG罐，所述切換系統包括供液切斷閥、氣化器、安全閥、進氣電磁閥、放散閥、甲烷探測系統、機車微機。
[0020]LNG罐、供液切斷閥、氣化器通過LNG管路順次連接，氣化器安全閥、進氣電磁閥、放散閥、發動機通過甲烷氣管路順次連接。
[0021]甲烷探測系統包括分布于機車上的若干甲烷傳感器、與各個甲烷傳感器通信連接的甲烷探測主機。
[0022]所述機車微機與發動機電噴控制器、甲烷探測主機、發動機PLC通信連接。
[0023]發動機電噴控制器用于向微機發送雙燃料使能信號。
[0024]所述機車微機用于控制供液切斷閥及進氣電磁閥的通斷、接收雙燃料使能信號、檢測機車是否滿足雙燃料使用條件、向發送機PLC發送雙燃料模式開關信號。
[0025]各個甲烷傳感器用于檢測其所在位置的甲烷泄露濃度，并將檢測結果傳送給甲烷探測主機。甲烷傳感器分布于機車上，一般為電氣間和/或發動機間和/或冷卻間和/或罐車，或者其他容易產生甲烷泄露的地方。
[0026]甲烷探測主機用于根據甲烷泄露濃度的不同，進行不同的報警。
[0027]當然，所述系統必然包括電源，一般機車上設備使用的是交流電，可利用一個蓄電池及一個逆變電源實現，或者直接使用交流電。
[0028]下面對本系統的切換方式進行說明。
[0029]包括進入雙燃料模式的工作流程及退出雙燃料模式的工作流程，
進入雙燃料模式的工作流程包括如下步驟:
步驟一:司機選擇雙燃料模式。
[0030]步驟二:機車加載。
[0031]步驟三:機車微機檢測是否滿足預先確定好的雙燃料使用條件，如果是，則進行步驟三，如否則重復進行此步驟。
[0032]步驟四:發動機電噴控制器向機車微機發出雙燃料使能信號。
[0033]步驟五:機車微機控制打開供液切斷閥，機車進入雙燃料模式。<