CN102628406A

CN102628406A - 矿用防爆柴油机中央控制系统

Info

Publication number: CN102628406A
Application number: CN2012101224316A
Authority: CN
Inventors: 沈玉敏; 沈鉴伟
Original assignee: WUXI GUOMEI HEAVY INDUSTRY MACHINERY CO LTD
Current assignee: WUXI GUOMEI HEAVY INDUSTRY MACHINERY CO LTD
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2012-08-08

Abstract

本发明公开了一种矿用防爆柴油机中央控制系统，包括轴压传感器、共轨管、ECU电控单元、喷油嘴、带初滤器的油箱，所述ECU电控单元连接到带初滤器的油箱，所述ECU电控单元连接到轴压传感器，所述轴压传感器通过低压油管连接到带初滤器的油箱；所述轴压传感器通过高压油管连接到共轨管，共轨管通过高压油管连接到喷油嘴，所述喷油嘴通过低压油管连接到带初滤器的油箱，所述共轨管通过低压油管连接到带初滤器的油箱；所述ECU电控单元的执行单元通过线路连接到轴压传感器、喷油嘴，所述ECU电控单元的传感单元通过线路连接到共轨管、曲轴转速传感器、凸轮转速传感器、加速踏板传感器、水温传感器、增压压力传感器、机油压力传感器。

Description

矿用防爆柴油机中央控制系统

技术领域

本发明属于矿用(电控)防爆柴油机控制设备技术领域，具体涉及一种矿用防爆柴油机中央控制系统。

背景技术

传统的矿用防爆柴油机采用的是直喷式供油，是根据踩踏板的程度来决定送油量的造成了大量燃油未燃净，排出含有大量有害物质的废气。而只有当柴油机达到一个特定的转速，此时的供油和柴油机的吸气达到了一个平衡点，它的净燃烧是比较完全的。

而矿用电控防爆柴油机不同，它的喷油完全是由ECU来控制，喷油量也是由踏板控制的，但是喷射起点、喷射持续时间和喷射压力由ECU计算出来。然后ECU触发电磁阀，使每一个气缸的喷油器相应地进行喷射。

现有的矿用防爆柴油机它很多情况下是不能够按驾车人要求的燃油量(或者说物理上最大可能实现的燃油量)进行喷射的。从而导致了过量的污染物排放、过量的碳烟排放，使得过大的力矩或者发动机转速引起的机械过载、过高的冷却温度和机油温度或者涡轮增压器温度而造成热过载等一系列的不良问题，对矿下作业的工人来说是一个极大的隐患。

发明内容

本发明的目的是提出一种矿用防爆柴油机中央控制系统，解决防爆柴油机的燃料燃净率低问题、尾气和颗粒物污染问题、燃料的利用率等问题。ECU电控单元的控制能实现在任何转速的情况下始终让防爆柴油机的燃净率达到97％以上。

为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：

一种矿用防爆柴油机中央控制系统，包括轴压传感器、共轨管、ECU电控单元、喷油嘴、带初滤器的油箱，所述ECU电控单元通过进油管连接到带初滤器的油箱，带手油泵的粗滤器连接在进油管上，所述ECU电控单元通过出油管连接到轴压传感器，出油管上设置精滤器，所述轴压传感器通过低压油管连接到带初滤器的油箱；所述轴压传感器通过高压油管连接到共轨管，共轨管通过高压油管连接到喷油嘴，所述喷油嘴通过低压油管连接到带初滤器的油箱，所述共轨管通过低压油管连接到带初滤器的油箱；所述ECU电控单元的执行单元通过线路连接到轴压传感器、喷油嘴，所述ECU电控单元的传感单元通过线路连接到共轨管，所述ECU电控单元的传感单元通过线路连接到曲轴转速传感器、凸轮转速传感器、加速踏板传感器、水温传感器、增压压力传感器、机油压力传感器。

优选地，所述ECU电控单元及其连接的轨压传感器、共轨管、曲轴转速传感器、凸轮转速传感器、加速踏板传感器、水温传感器、增压压力传感器、机油压力传感器组成ECU电控喷油系统。

优选地，所述共轨管连接带初滤器的油箱的低压油管上设有限压阀。

更优选地，所述ECU电控单元与轨压传感器相连，用来检测共轨管的压力。

更优选地，所述ECU电控单元与水温传感器相连，用来检测冷却柴油机、进气管等冷却水的温度。

更优选地，所述ECU电控单元与机油压力传感器相连，用来检测润滑柴油机内部机械部分的机油的温度和压力。

更优选地，所述ECU电控单元与曲轴转速传感器相连，用来检测曲轴转速和气缸的位置的，可提供各个气缸的位置让ECU电控单元控制各个油嘴是否需要喷油。

更优选地，所述ECU电控单元与凸轮轴转速传感器相连，用来检测凸轮轴转速和其所在的位置，可提供凸轮轴的位置让ECU电控单元控制排气和进气口的打开与关闭。

更优选地，所述ECU电控单元还连接空气质量流量传感器。

更优选地，所述ECU电控单元还连接燃油温度传感器。

本发明所述的矿用防爆柴油机中央控制系统的有益效果是：ECU电控单元的控制能实现在任何转速的情况下始终让防爆柴油机的燃净率达到97％以上。

矿用电控防爆柴油机是在ECU电控单元的控制下配合高压共轨单元，来实现优化排放，节省能源等功能。ECU电控单元通过接收各传感器的信号，借助于喷油器上的电磁阀，让燃油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，保证柴油机最佳燃烧比、雾化和最佳点火时间，以及良好的经济性和最少的污染排放。

ECU电控单元是电控矿用防爆柴油机的控制中心，通过接受各传感器传送来的发动机运行信息，加以运算处理后控制各执行器动作。ECU电控单元与其内的监测模块相互监测，如果发现故障，它们中的任何一个都可以独立于另一个来切断喷油，并可跛行返回地面进行维修，安全可靠。ECU电控单元的矿用电控防爆柴油机的技术是适应市场的需要，和客户的要求。使用ECU电控单元的矿用防爆柴油的排放是国iii排放的，也符合国家对矿用牵引设备的要求。

ECU电控单元对它收到的来自外部传感器的信号进行运算，并将它们限制在允许的电压水平上。根据这些输入数据和储存着的特性场，ECU电控单元微处理器计算出喷油持续时间和喷油时刻，并且将这些信号转换成为适合发动机活塞曲轴运动的信号特征。特定的精度和发动机的高动态响应要求高水平的计算功能。

从ECU电控单元微处理器输出的信号用于触发驱动级，这些驱动级提供适当的功率用于接通和切断控制共轨压力与控制高压泵分泵的执行器。驱动级能够耐受短路和由短暂的电器过载引起的损坏。ECU电控单元在特定的安全概念框架内检测着整个燃油喷射系统。

电流控制电路将通电时间(喷油时间)分成起动电流阶段和保持阶段。它的工作过程必须十分精确，喷油器才能在所有的工作条件下都保证可重现的喷油。

附图说明

图1为本发明所述的矿用防爆柴油机中央控制系统的示意图；

图中：1、精滤器，2、轴压传感器，3、共轨管，4、ECU电控单元，5、喷油嘴，6、带手油泵的粗滤器，7、带初滤器的油箱，8、传感单元，9、执行单元，10、限压阀，11、曲轴转速传感器，12、凸轮转速传感器，13、加速踏板传感器，14、水温传感器，15、增压压力传感器，16、机油压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。

如图1所示，本发明实施例所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，包括轴压传感器2、共轨管3、ECU电控单元4、喷油嘴5、带初滤器的油箱7，所述ECU电控单元4通过进油管连接到带初滤器的油箱7，带手油泵的粗滤器6连接在进油管上，通过带手油泵的粗滤器6将带初滤器的油箱7内的油送进ECU电控单元4，所述ECU电控单元4通过出油管连接到轴压传感器2，出油管上设置精滤器1，油通过精滤器1过滤后送到轴压传感器2，所述轴压传感器2通过低压油管连接到带初滤器的油箱7，通过低压油管将轴压传感器2内的低压油送回到带初滤器的油箱7；所述轴压传感器2通过高压油管连接到共轨管3，通过高压油管将轴压传感器2内的高压油送到共轨管3内，共轨管3通过高压油管连接到喷油嘴5，通过喷油嘴5喷出高压油，所述喷油嘴5通过低压油管连接到带初滤器的油箱7，将喷油嘴5内剩余的低压油送回到带初滤器的油箱7，所述共轨管3通过低压油管、限压阀10连接到带初滤器的油箱7，通过低压油管将共轨管3的油经限压阀降压后送回到带初滤器的油箱7；所述ECU电控单元4的执行单元9通过线路连接到轴压传感器2、喷油嘴5，所述ECU电控单元4的传感单元8通过线路连接到共轨管3，所述ECU电控单元4的传感单元8通过线路连接到曲轴转速传感器11、凸轮转速传感器12、加速踏板传感器13、水温传感器14、增压压力传感器15、机油压力传感器16。

所述ECU电控单元4及其连接的轨压传感器2、共轨管3、曲轴转速传感器11、凸轮转速传感器12、加速踏板传感器13、水温传感器14、增压压力传感器15、机油压力传感器16组成ECU电控喷油系统。

所述ECU电控单元4与轨压传感器2相连，用来检测共轨管3的压力，过分大了就控制泄压，过分小了就响应相应机制进行增压以保证它的燃油的雾化和喷射的开断时间。

所述ECU电控单元4与水温传感器14相连，用来检测冷却柴油机、进气管等冷却水的温度，因为冷却水温度过高时就变成气态，一个是起不到了冷却的作用二个还会对冷却管回路造成很大的压力而埋下了安全隐患。

所述ECU电控单元4与机油压力传感器16相连，用来检测润滑柴油机内部机械部分的机油的温度和压力，压力和油温过高和过低都会对其工作产生影响。

所述ECU电控单元4与曲轴转速传感器11相连，用来检测曲轴转速和气缸的位置的，可以提供各个气缸的位置来让ECU电控单元4控制各个油嘴是否需要喷油。

所述ECU电控单元4与凸轮轴转速传感器12相连，用来检测凸轮轴转速和其所在的位置，可以提供凸轮轴的位置来让ECU电控单元4控制排气和进气口的打开与关闭。

所述ECU电控单元4还连接空气质量流量传感器，用来检测柴油机工作时实际吸气的空气流量，可以让ECU电控单元4进行相应地机制调节使燃烧充分。

所述ECU电控单元4还连接燃油温度传感器，用来检测油路里燃油的温度，过分高会对油管造成影响从而导致了安全隐患。

使用时，发动机起动后，齿轮泵把油从带初滤器的油箱7里抽出来，经过粗滤器6对其进行滤除杂质。在往上走来到了ECU电控单元4，ECU电控单元4内的齿轮泵是一主一被，其动力源可以使发动机或者凸轮轴，两齿咬合的地方是密闭的防止抽上去的油回流。在经过精滤器1把油里面的水分吸收，以保证燃烧的质量。在往后走就到了轨压传感器2，轨压传感器2的作用是把泵里面的油压力加到额定的数值之后把油送到共轨管3去供喷油嘴5使用，压力在一定的范围下越大燃油的雾化效果越好。高压泵上有个燃油计量阀，当高压泵的油量达到一定程度时，阀就慢慢的进行不同程度的闭合，多余的燃油回到油箱。

当燃油到共轨管3后由于里面压力很大，所以通过轨压传感器2靠ECU电控单元4进行保护，并维持在稳定的压力上。当驾驶员踩下油门踏板，ECU电控单元4对其进行记录后开始对凸轮轴和曲轴传感器进行取样分析，来控制什么时候开始喷油，喷多久，隔过久可以继续喷。喷油嘴5是用的一种针阀，电磁阀本身不直接控制针阀的开关，而是间接的控制因而能达到一个快速关断、快速响应的效果。于此同时ECU电控单元4还要对空气质量、流量传感器进行分析，计算来反复的调整喷油的参数，来最大化实现燃油的净燃烧。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：包括轴压传感器、共轨管、ECU电控单元、喷油嘴、带初滤器的油箱，所述ECU电控单元通过进油管连接到带初滤器的油箱，带手油泵的粗滤器连接在进油管上，所述ECU电控单元通过出油管连接到轴压传感器，出油管上设置精滤器，所述轴压传感器通过低压油管连接到带初滤器的油箱；所述轴压传感器通过高压油管连接到共轨管，共轨管通过高压油管连接到喷油嘴，所述喷油嘴通过低压油管连接到带初滤器的油箱，所述共轨管通过低压油管连接到带初滤器的油箱；所述ECU电控单元的执行单元通过线路连接到轴压传感器、喷油嘴，所述ECU电控单元的传感单元通过线路连接到共轨管，所述ECU电控单元的传感单元通过线路连接到曲轴转速传感器、凸轮转速传感器、加速踏板传感器、水温传感器、增压压力传感器、机油压力传感器。

2.根据权利要求1所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元及其连接的轨压传感器、共轨管、曲轴转速传感器、凸轮转速传感器、加速踏板传感器、水温传感器、增压压力传感器、机油压力传感器组成ECU电控喷油系统。

3.根据权利要求1所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述共轨管连接带初滤器的油箱的低压油管上设有限压阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元与轨压传感器相连，用来检测共轨管的压力。

5.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元与水温传感器相连，用来检测冷却柴油机、进气管等冷却水的温度。

6.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元与机油压力传感器相连，用来检测润滑柴油机内部机械部分的机油的温度和压力。

7.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元与曲轴转速传感器相连，用来检测曲轴转速和气缸的位置的，可提供各个气缸的位置让ECU电控单元控制各个油嘴是否需要喷油。

8.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元与凸轮轴转速传感器相连，用来检测凸轮轴转速和其所在的位置，可提供凸轮轴的位置让ECU电控单元控制排气和进气口的打开与关闭。

9.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元还连接空气质量流量传感器。

10.根据权利要求1或2或3所述的矿用防爆柴油机中央控制系统，其特征在于：所述ECU电控单元还连接燃油温度传感器。