專利名稱：內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機車能耗是運輸成本的重要組成部分，司機合理的操縱策略不僅可以保證列車安全、正點、平穩(wěn)運行，同時也可以降低機車在牽引運輸過程中的能源消耗。目前，我國鐵路機車主要依靠人工駕駛，列車的安全、正點、平穩(wěn)、節(jié)能運行主要取決于司機的操縱經(jīng)驗和駕駛水平。列車運行情況取決于運行線路、列車編組、機車性能、行車信號以及司機自身的駕駛經(jīng)驗等多種因素，其控制目標(biāo)包括線路的各種限速、區(qū)間運行時間、操縱平穩(wěn)性、停車精度、能量消耗以及乘車舒適度等多個目標(biāo)，典型的大滯后、非線性、多目標(biāo)、實時性要求高、 控制復(fù)雜。在客觀條件完全相同的條件下，不同司機的操縱方法不盡相同，即使是優(yōu)秀司機，駕駛同一車次列車的多次操縱結(jié)果也很難相同。要全面而準(zhǔn)確地對司機操縱結(jié)果進行評價是非常困難的。目前我國能源短缺，如何節(jié)能降耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，是我國目前迫切需要解決的問題，各機務(wù)段對內(nèi)燃機車燃油消耗越來越重視，急需一套內(nèi)燃機車的燃油檢測管理系統(tǒng)，對內(nèi)燃機車作業(yè)用油及相關(guān)工作參數(shù)的測量、分析、管理自動化，合理優(yōu)化乘務(wù)員操縱曲線，降低機車燃油消耗。目前內(nèi)燃機車的耗油量由當(dāng)班乘務(wù)員通過燃油箱上的油尺進行讀數(shù)、記錄。這種方式計量精度低、人工讀數(shù)記錄誤差大；只能讀出機車運行整個過程的耗油量，無法對機車各個工況的耗油量進行正常監(jiān)控；在機車運用過程中，不能及時發(fā)現(xiàn)機車燃油系統(tǒng)的故障，對燃油系統(tǒng)進行及時的檢修。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)崟r監(jiān)測機車燃油系統(tǒng)的內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型采用的技術(shù)方案是，內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，包括連通機車燃油箱與柴油機的進油管路和回油管路，進油管路上由前至后依次安裝有粗濾器、燃油泵和燃油精濾器，回油管路上安裝有燃油預(yù)熱器，進油管路和回油管路之間設(shè)置有安全閥，安全閥前接口位于燃油精濾器與燃油泵之間，安全閥后接口位于柴油機回油口與燃油預(yù)熱器之間，其特征在于所述進油管路上安裝有進油監(jiān)測儀，回油管路上安裝有回油監(jiān)測儀，進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀所得監(jiān)測信號連接于機車微機控制系統(tǒng)。進油監(jiān)測儀安裝于燃油泵與安全閥前接口之間，所述回油檢測器安裝于燃油預(yù)熱器之后。進油監(jiān)測儀安裝于燃油精濾器之后，所述回油檢測器安裝于柴油機回油口之后。進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀均包括流量監(jiān)測部分和溫度監(jiān)測部分。流量監(jiān)測部分為渦輪流量計，所述溫度檢測部分為熱電阻溫度傳感器。進油監(jiān)測儀與回油監(jiān)測儀的端口為外螺紋，與燃油管路之間采用球面活接頭和球接頭螺母的密封連接形式。本實用新型的有益效果是，I、能夠精確地、實時地采集機車燃油流量和燃油溫度數(shù)據(jù)。燃油系統(tǒng)非正常狀態(tài)報警。提前避免機車燃油系統(tǒng)故障的發(fā)生，降低擊破率；2、能夠?qū)崿F(xiàn)“油耗/時間”、“功率/油耗”、“里程/油耗”的數(shù)據(jù)分析。對于燃油系統(tǒng)故障的分析提供依據(jù)；3、每個司機的操作習(xí)慣是不同的，機車每個功率油耗是不同的，通過對數(shù)據(jù)的分析，減少耗油多的工況時間，避免不合理的操作習(xí)慣，能夠得出一個合理的機車操作程序，能夠作為考核司機操作合理性的依據(jù)。

圖I為監(jiān)測儀安裝方案一示意圖。圖2為監(jiān)測儀安裝方案二示意圖。圖3為內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測計量系統(tǒng)原理圖。圖4為監(jiān)測儀安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為監(jiān)測儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為I-流量計，2-燃油管路，3-球接頭螺母，4-球面活接頭，5-信號傳輸線，6-渦輪，7-熱電阻，8-導(dǎo)向件，9-檢出器，10-磁路磁阻。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。在方向的定義上，以燃油流向為標(biāo)準(zhǔn)，上游為前、下游為后；以下敘述中PC代表機車上進行數(shù)據(jù)記錄、顯示、處理的微機。分別在內(nèi)燃機車燃油系統(tǒng)進油管路和回油管路中安裝檢測儀。實時監(jiān)測柴油機的進油和回油的流量和溫度。將信號傳遞至機車PC系統(tǒng)，通過機車PC系統(tǒng)顯示、操作數(shù)據(jù)。(一 )內(nèi)燃機車燃油系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測儀安裝的位置分為兩個方案，說明如下方案一，如圖I所示，進油監(jiān)測儀安裝位置燃油泵之后，安全閥前接口之前?；赜捅O(jiān)測儀安裝位置燃油預(yù)熱器之后。(I)燃油的進油過程燃油泵從機車燃油箱將燃油吸出，為防止燃油中的雜質(zhì)對燃油泵和進油監(jiān)測儀造成危害，在燃油泵和監(jiān)測儀之前設(shè)置燃油粗濾器，燃油經(jīng)過燃油精濾器的過濾進入柴油機。(2)燃油的回油過程燃油通過柴油機限壓閥流經(jīng)燃油預(yù)熱器，回油監(jiān)測儀，流回機車燃油箱。方案二，如圖2所示，進油監(jiān)測儀安裝位置燃油精濾器之后，柴油機進油口之前?；赜捅O(jiān)測儀安裝位置柴油機回油口之后，燃油其他回油管路前。(I)燃油的進油過程燃油泵從機車燃油箱將燃油吸出，為防止燃油中的雜質(zhì)對燃油泵和進油監(jiān)測儀造成危害，在燃油泵之前設(shè)置燃油粗濾器，燃油經(jīng)過燃油精濾器后，流經(jīng)進油監(jiān)測儀進入柴油機。(2)燃油的回油過程燃油通過柴油機限壓閥流經(jīng)回油監(jiān)測儀、燃油預(yù)熱器，流回機車燃油箱。兩種方案效果一樣，具體位置選取由實際管路空間條件決定。[0034]( 二 )內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測計量系統(tǒng)原理圖3為監(jiān)測原理圖，進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀對燃油進油管路和燃油回油管路進行實時監(jiān)測，得到電脈沖信號，經(jīng)過數(shù)字信號處理器后，反饋給機車PC系統(tǒng)，用戶通過鍵盤操作，就可以在機車PC顯示器上看到監(jiān)測數(shù)據(jù)；用戶還可以通過SD卡、USB設(shè)備將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到電腦等PC設(shè)備，使用WORD、EXCEL等軟件對數(shù)據(jù)進行分析、編輯、打印等操作。為方便監(jiān)測儀的裝卸、維修，監(jiān)測儀端口設(shè)計成外螺紋，與燃油管路2之間采用球面活接頭4和球接頭螺母3的密封連接形式，如圖4所示。進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀均包括兩個部分流量監(jiān)測部分和溫度監(jiān)測部分，如圖5所示。兩個監(jiān)測儀內(nèi)部均設(shè)置渦輪流量計，燃油流經(jīng)渦輪6時，渦輪監(jiān)測儀內(nèi)葉輪借助于液體的動能旋轉(zhuǎn)，使監(jiān)測儀檢出裝置中的磁路磁阻10發(fā)生周期性變化，這樣檢出線圈就感應(yīng)出于流量成正比的電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，傳給數(shù)字信號處理器。數(shù)字信號處理·器將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)反饋到機車PC系統(tǒng)；通過鍵盤操作使數(shù)據(jù)在機車PC顯示器實時顯示。燃油流量超過正常范圍時向司機報警。兩個監(jiān)測儀內(nèi)部均裝有溫度傳感器，溫度傳感器為接觸式，電子元件特性為熱電阻。燃油溫度發(fā)生變化時，導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值，機車PC系統(tǒng)可以計算出燃油溫度。燃油超過正常溫度范圍時向司機報警。內(nèi)燃機車燃油檢測計量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下目標(biāo)實時監(jiān)測功能在機車燃油系統(tǒng)發(fā)生故障前進行報警，提醒可能存在的故障因素，及時進行維修，降低燃油系統(tǒng)故障擊破率。能夠精確地采集機車燃油流量數(shù)據(jù)和機車運行時燃油溫度；利用輸出流量、溫度數(shù)據(jù)做“油耗/時間”、“功率/油耗”、“轉(zhuǎn)速/油耗”、“里程/油耗”的數(shù)據(jù)分析，為燃油系統(tǒng)故障提供分析依據(jù)，為設(shè)計部門評價考核機車燃油系統(tǒng)性能提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。從經(jīng)濟效益講，可以通過內(nèi)燃機車燃油檢測計量系統(tǒng)的使用摸索出一套最佳的節(jié)油操作機車的方法，找出司機最優(yōu)化的操縱程序，降低機車不必要的燃油消耗，節(jié)省運營成本；按一臺車一年節(jié)約燃油11. 6噸計算，節(jié)約11. 6X8300元=96280元。如果將內(nèi)燃機車燃油檢測計量系統(tǒng)推廣到全國(約11000臺內(nèi)燃機車)，那么每年節(jié)約96280元X 11000臺=I. 06億元。目前燃油價格為8300元/噸，一臺機車每小時油耗約630kg，一天按18小時計算，一年按340天計算，一臺機車年消耗柴油3855. 6噸，節(jié)油效果僅按O. 3%計算，每年節(jié)約
11.6噸，通過使用機車內(nèi)燃機車燃油檢測計量系統(tǒng)，司機可以摸索出一套最佳節(jié)油操控機車的方法，其節(jié)油效果會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O. 3%的這個值。
權(quán)利要求1.內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，包括連通機車燃油箱與柴油機的進油管路和回油管路，進油管路上由前至后依次安裝有粗濾器、燃油泵和燃油精濾器，回油管路上安裝有燃油預(yù)熱器，進油管路和回油管路之間設(shè)置有安全閥，安全閥前接口位于燃油精濾器與燃油泵之間，安全閥后接口位于柴油機回油口與燃油預(yù)熱器之間，其特征在于所述進油管路上安裝有進油監(jiān)測儀，回油管路上安裝有回油監(jiān)測儀，進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀所得監(jiān)測信號連接于機車微機控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述進油監(jiān)測儀安裝于燃油泵與安全閥前接口之間，所述回油檢測器安裝于燃油預(yù)熱器之后。
3.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述進油監(jiān)測儀安裝于燃油精濾器之后，所述回油檢測器安裝于柴油機回油口之后。
4.如權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀均包括流量監(jiān)測部分和溫度監(jiān)測部分。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述流量監(jiān)測部分為渦輪流量計，所述溫度檢測部分為熱電阻溫度傳感器。
6.如權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述進油監(jiān)測儀與回油監(jiān)測儀的端口為外螺紋，與燃油管路之間采用球面活接頭和球接頭螺母的密封連接形式。
專利摘要本實用新型公開了一種內(nèi)燃機車燃油監(jiān)測系統(tǒng)，包括連通機車燃油箱與柴油機的進油管路和回油管路，進油管路上安裝有進油監(jiān)測儀，回油管路上安裝有回油監(jiān)測儀，進油監(jiān)測儀和回油監(jiān)測儀所得監(jiān)測信號連接于機車微機控制系統(tǒng)?？梢詫崟r監(jiān)測功能在機車燃油系統(tǒng)發(fā)生故障前進行報警，提醒可能存在的故障因素，及時進行維修，降低燃油系統(tǒng)故障擊破率。能夠精確地采集機車燃油流量數(shù)據(jù)和機車運行時燃油溫度；為燃油系統(tǒng)故障提供分析依據(jù)，為考核機車燃油系統(tǒng)性能提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。適用于機車燃油系統(tǒng)的監(jiān)控。
文檔編號G01K7/16GK202720005SQ20122036953
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月29日
發(fā)明者欒寶奇, 安琦, 周寧 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司