CN102367768B

CN102367768B - 一种电喷防爆柴油机

Info

Publication number: CN102367768B
Application number: CN201110327750.6A
Authority: CN
Inventors: 张志喜; 刘兵; 王飞
Original assignee: Sany Heavy Integrated Coal Mining Equipment Co Ltd
Current assignee: Yiyang science and Technology Achievement Transformation Service Center; Sany Heavy Integrated Coal Mining Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: CN102367768A

Abstract

本发明提出了一种电喷防爆柴油机，包括柴油机本体和电气系统，其中所述电气系统的电子控制单元整体设置于隔爆电控箱内，电子控制单元供电电源整体设置于隔爆电源箱内，其电路开关整体设置于隔爆开关箱内。本发明根据应用工况还对其它电气系统、柴油机本体、散热系统等部分进行了相应的改制，具有油耗和排放低、安全可靠、防爆性好等优点。

Description

一种电喷防爆柴油机

技术领域

本发明涉及柴油机领域，具体地说，涉及一种具有电喷功能的防爆柴油机，该柴油机可作为煤矿井下各种固定和移动设备的防爆动力装置。

背景技术

无轨辅助运输技术由于具有高效能、多用途、机动灵活、运送效率高等优点，在采煤技术先进的国家已被广泛应用。国内井下无轨运输车辆起步较晚，虽然辅助车辆在井下使用量越来越频繁，但是在使用过程中暴露很多问题。

一方面，其柴油机排放差，排放物中的碳烟颗粒、CO、NO_X和碳氢化合物较多，恶化了井下的空气质量，使得矿工的身体健康受到了严重影响。

另一方面，目前应用的电喷防爆柴油机大多以柴油机原机进行防爆改造而成。该防爆改造后还要进行整个系统的关联试验，并需要得到整机厂的支持。但是，目前在我国还没有专门的电喷防爆柴油机的检验标准，防爆改造技术在我国尚处于空白状态。

随着采煤业机械化程度的不断提高，煤矿井下对煤炭机械的性能的要求也越来越高。因此，如何提供一种低排放、高安全性的电喷防爆柴油机，以满足用户对煤炭机械日益增多的需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种电喷防爆柴油机，该柴油机可以降低井下柴油机排放污染，并具有优良的防爆性能。

本发明的电喷防爆柴油机，包括柴油机本体和电气系统，其中所述电气系统的电子控制单元整体设置于隔爆电控箱内，电子控制单元供电电源整体设置于隔爆电源箱内，其电路开关整体设置于隔爆开关箱内。

作为上述技术方案的优选，所述电气系统的单体泵电磁线圈采用隔爆塑封处理，电气线路的线束为隔爆线束。

作为上述技术方案的优选，所述电气系统还设置有冷却水温度传感器、表面温度传感器、尾气温度传感器、机油压力传感器、转速传感器、水洗箱液位传感器中的一种或几种，所述各传感器采用本安电源供电。

作为上述技术方案的优选，所述电气系统还包括采用隔爆处理的故障指示灯，所述故障指示灯与所述电子控制单元连接。

作为上述技术方案的优选，所述柴油机本体的缸盖上设置有缸盖毛坯，所述缸盖毛坯用于增大进、排气系统隔爆面宽度，所述柴油机本体的油尺组件的游标尺口处设置有隔爆腔体。

作为上述技术方案的优选，所述柴油机本体的机油加油口盖包括顶板和固定于顶板并设置有内螺纹的不锈钢管，所述加油口盖通过所述内螺纹连接在加油口座上。

作为上述技术方案的优选，所述电喷防爆柴油机还包括水洗箱和补水箱，所述水洗箱前端设置有阻火器，所述水洗箱采用单独的浮球阀室，所述补水箱通过压力补水。

作为上述技术方案的优选，所述电喷防爆柴油机还包括独立的第一散热系统和第二散热系统，所述第一散热系统冷却机体和缸盖，所述第二散热系统冷却排气管、排气弯管、增压器、排气总管和水洗箱进气管。

作为上述技术方案的优选，所述电喷防爆柴油机采用气启动系统启动，所述气启动系统包括气罐、气罐进气系统、气马达进气主气路、启动按钮和气启动马达，通过所述启动按钮引发气马达进气主气路进气，从而驱动气启动马达。

作为上述技术方案的优选，所述隔爆开关箱设置于整车驾驶室内。

本发明的电喷防爆柴油机，根据应用工况对电气系统、柴油机本体、散热系统等部分进行了相应的改制。与现有技术相比，本发明可以通过电子控制单元对喷油系统进行电子控制，降低排放物中的碳烟颗粒、CO、NO_X和碳氢化合物等污染物，优化井下空气质量；此外，根据传感器的反馈，电子控制单元可以使柴油机小负荷运转或停止工作，以达到安全状态，故障指示灯还可以起到对操作人员进行安全提示的作用，操作安全可靠；而且，本发明对各易爆部件均进行了有效的隔爆处理，整体上能够达到很高的防爆要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的电喷防爆柴油机的原理总图；

图2a是本发明一实施例的隔爆电控箱的结构图；

图2b是本发明一实施例的隔爆电源箱的结构图；

图2c是本发明一实施例的隔爆开关箱的结构图；

图3是本发明一实施例的气启动系统的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示是本发明一实施例的电喷防爆柴油机的原理总图，该电喷防爆柴油机整体上包括柴油机本体1和电气系统、水洗箱6、补水箱7、散热系统8、燃油箱9、启动系统等结构。

为了根据应用工况提供符合煤安标准的防爆性能，本发明电气系统的电子控制单元(ECU)整体设置于隔爆电控箱2内，电子控制单元供电电源整体设置于隔爆电源箱3内，其电路开关整体设置于隔爆开关箱4内。如图2a-2c所示，本发明的隔爆电控箱2、隔爆电源箱3和隔爆开关箱4可以是密封式箱体，通过将电气系统的电子控制单元、电子控制单元供电电源、电路开关分别设置于独立的隔爆箱内，可以明显地提高本发明的电喷防爆柴油机的防爆性和安全性。此外，为了便于操作人员的操作，优选本发明的隔爆开关箱4设置于整车驾驶室内。

另外，为了进一步提高防爆性，电气系统的单体泵电磁线圈采用隔爆塑封处理，电气线路的线束为隔爆线束。即可以将各金属导线采用相应的胶封处理。对各电器件可以按GB3836.1-3836.4标准进行改制。

电子控制单元的控制判断依赖于传感器的反馈信息，作为一个实施例，本发明的电气系统还设置有冷却水温度传感器、表面温度传感器、尾气温度传感器、机油压力传感器、转速传感器、水洗箱液位传感器中的一种或几种，各传感器采用本安电源(本质安全电源)供电。传感器的反馈信息可以包括冷却水温、表面温度、尾气温度、机油压力、转速、液位等参数值，当其超过正常运行的范围值时，传感器的数据通过隔离板传输给电子控制单元，电子控制单元可以直接控制单体泵少喷或不喷油，从而使柴油机小负荷运转或停止工作，以达到安全状态。采用本安电源供电后，其电流的放电能量不足以点燃爆炸性气体。

为了进一步提高作业安全性，本发明的电气系统还包括采用隔爆处理的故障指示灯5，故障指示灯5与电子控制单元连接。在出现故障状态时，故障指示灯5可以提示操作人员进行相应操作，对故障进行清查处理。

除了上述防爆处理之外，本发明还对柴油机本体1进行了改制。一方面，柴油机本体1的缸盖上设置有缸盖毛坯，缸盖毛坯用于增大进、排气系统隔爆面宽度，可以满足煤安标准上进、排气系统中隔爆面宽度不小于13mm的规定，同时柴油机本体1的油尺组件的游标尺口处设置有隔爆腔体。另一方面，柴油机本体1的机油加油口盖包括顶板和固定于顶板并设置有内螺纹的不锈钢管，加油口盖通过内螺纹连接在加油口座上，以满足煤安规定。对柴油机本体1可以按MT-990标准进行改制。

如图1所示，本发明的电喷防爆柴油机还可以包括水洗箱6和补水箱7，水洗箱6前端设置有阻火器，水洗箱6采用单独的浮球阀室，补水箱7通过压力补水。前述所指前端是指与爆炸性气体接触端。仅在水洗箱6前端设置阻火器，可以避免整个水洗箱6箱体为隔爆箱体，节约改制成本。

优选地，本发明的电喷防爆柴油机还包括独立的第一散热系统和第二散热系统，第一散热系统冷却机体和缸盖，第二散热系统冷却排气管、排气弯管、增压器、排气总管和水洗箱进气管，从而可以提高冷却效率。

图3所示是本发明一实施例的电喷防爆柴油机的气启动系统，该气启动系统包括气罐10、气罐进气系统11、气马达进气主气路12、启动按钮13和气启动马达14，通过启动按钮13引发气马达进气主气路12进气，从而驱动气启动马达14。启动按钮13可以控制气马达进气主气路12的通断，从而控制气启动马达14启停柴油机。气罐进气系统11可以是空压机。

应当清楚，本发明可以适用于多种柴油机的改制，如可以以德国道依茨柴油机为本体。另外，还可以以普通路面用的机械式柴油机为原机，在该基础上拆掉柴油机喷油泵，在喷油泵的取力口处安装凸轮轴，用此凸轮轴即可作为外挂单体泵的动力源，柴油机旋转时带动该凸轮轴旋转。附加前述的隔爆电控箱2、隔爆电源箱3、隔爆开关箱4、水洗箱6、补水箱7、散热系统8等，同样也可以实现本发明的技术效果。

综上所述，本发明的电喷防爆柴油机，根据应用工况对电气系统、柴油机本体1、散热系统8等部分进行了相应的改制。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)油耗和排放低

本发明可以通过电子控制单元对喷油系统进行电子控制，实现喷油量和喷油定时的实时控制。通过提高柴油的燃烧率，可以降低排放物中的碳烟颗粒、CO、NO_X和碳氢化合物等污染物，优化了井下空气质量，为矿工提供了环境友好的作业环境。

2)安全可靠

本发明取消了一般防爆柴油机中的保护系统，而是通过传感器反馈各参数值，当其超过正常运行的范围值时，传感器的数据通过隔离板传输给电子控制单元，电子控制单元可以直接控制单体泵少喷或不喷油，从而使柴油机小负荷运转或停止工作，以达到安全状态；此外，在出现故障状态时，故障指示灯5可以提示操作人员进行相应操作，提高了作业安全性。

3)防爆性好

本发明的电喷柴油发动机对各易爆部件均进行了有效的隔爆处理，对柴油机本体1、电气系统和散热系统8等部分进行了相应的改制，各部分之间还可以关联在一起进行防爆实验，取得煤安认证后还可以再进行整机装机试验，整体上能够达到很高的防爆要求。

因此，本发明提供了一种优良高效的电喷防爆柴油机的改制方式，本发明的有益效果是显而易见的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电喷防爆柴油机，其特征在于，包括柴油机本体（1）和电气系统，其中所述电气系统的电子控制单元整体设置于隔爆电控箱（2）内，电子控制单元供电电源整体设置于隔爆电源箱（3）内，其电路开关整体设置于隔爆开关箱（4）内，所述柴油机本体（1）的机油加油口盖包括顶板和固定于顶板并设置有内螺纹的不锈钢管，所述加油口盖通过所述内螺纹连接在加油口座上，所述电喷防爆柴油机还包括独立的第一散热系统和第二散热系统，所述第一散热系统冷却机体和缸盖，所述第二散热系统冷却排气管、排气弯管、增压器、排气总管和水洗箱进气管。

2.根据权利要求1所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述电气系统的单体泵电磁线圈采用隔爆塑封处理，电气线路的线束为隔爆线束。

3.根据权利要求1所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述电气系统还设置有冷却水温度传感器、表面温度传感器、尾气温度传感器、机油压力传感器、转速传感器、水洗箱液位传感器中的一种或几种，所述各传感器采用本安电源供电。

4.根据权利要求1所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述电气系统还包括采用隔爆处理的故障指示灯（5），所述故障指示灯（5）与所述电子控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述柴油机本体（1）的缸盖上设置有缸盖毛坯，所述缸盖毛坯用于增大进、排气系统隔爆面宽度，所述柴油机本体（1）的油尺组件的游标尺口处设置有隔爆腔体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述电喷防爆柴油机还包括水洗箱（6）和补水箱（7），所述水洗箱（6）前端设置有阻火器，所述水洗箱（6）采用单独的浮球阀室，所述补水箱（7）通过压力补水。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述电喷防爆柴油机采用气启动系统启动，所述气启动系统包括气罐（10）、气罐进气系统（11）、气马达进气主气路（12）、启动按钮（13）和气启动马达（14），通过所述启动按钮（13）引发气马达进气主气路（12）进气，从而驱动气启动马达（14）。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电喷防爆柴油机，其特征在于，所述隔爆开关箱（4）设置于整车驾驶室内。