CN109252991B - 一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于防爆柴油机技术领域，提出了一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，包括加热壳体，加热壳体内设置有进气腔和燃油加热腔，进气腔和燃油加热腔内均设置有生热片，进气腔一侧通过进气栅栏与进气系统连通，另一侧与防爆柴油机进气口连通，燃油加热腔内设置有燃油铜管，燃油铜管的一端与油箱连通，另一端与电控混合阀的进口连通；进气腔和燃油加热腔外设置有进气冷却水套和燃油冷却水套，进气冷却水套的冷却水口通过第一防爆电磁阀与防爆柴油机冷却系统的水路连通，燃油冷却水套的冷却水口通过第二防爆电磁阀与防爆柴油机冷却系统的水路连通；生热片通过预热电磁阀与直流电源电连接。本发明可缩短启动时间，提高能量利用率。

Description

一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置

技术领域

本发明属于煤矿用防爆柴油机技术领域，具体涉及一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置。

背景技术

由于防爆柴油机无轨胶轮运输车机动、灵活以及较高的生产效率等优点，防爆柴油机无轨胶轮运输车得到了众多煤矿用户的认可，利用防爆柴油机作为动力源的各种功能的车辆应用而生。但在一些寒冷地区，防爆柴油机无轨胶轮运输车在温度较低的环境下静置一段时间或者在户外停放一晚，极易出现防爆柴油机启动困难的情况。每次启车时间较长，费时费力，严重影响着煤矿的生产效率；有些矿区使用易燃易爆的启动液，极易引发安全事故。

目前一些有条件的煤矿都为防爆无轨胶轮运输车修建了车库，对车辆的冷启动性能降低一些要求；但是由于车库建筑面积较大，保暖密封性较差，仍无法完全满足车辆的使用要求。

防爆柴油机在寒冷的室外工作时，为了避免熄火后无法启动，司机会将车辆长期在怠速工况下运转，极易造成防爆柴油机机械磨损，降低防爆柴油机使用寿命。在使用时，过低的燃油温度会对柴油机的排放性有一定的影响。

发明内容

本发明为解决现有防爆柴油机无轨胶轮运输车在严寒区域启动困难的问题，提供了一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，包括加热壳体，所述加热壳体内设置有进气腔和燃油加热腔，所述进气腔和燃油加热腔内均设置有生热片，所述进气腔一侧通过进气栅栏与进气系统连通，另一侧与防爆柴油机进气口连通，所述燃油加热腔内设置有贯穿所述燃油加热腔的燃油铜管，所述燃油铜管的一端与油箱连通，另一端与电控混合阀的进口连通；所述电控混合阀的另一进口与油箱连通，出口与高压油泵进口连通；所述加热壳体外设置有分别位于进气腔和燃油加热腔外的进气冷却水套和燃油冷却水套，所述进气冷却水套的冷却水口通过第一防爆电磁阀与防爆柴油机冷却系统的水路连通，所述燃油冷却水套的冷却水口通过第二防爆电磁阀与防爆柴油机冷却系统的水路连通；所述生热片通过预热电磁阀与直流电源电连接。

所述进气腔与进气冷却水套之间和燃油加热腔与燃油冷却水套之间设置有隔热层。

所述进气腔和燃油加热腔内均设置有陶瓷垫片，所述生热片设置在所述陶瓷垫片上。

所述进气冷却水套和燃油冷却水套的壳体外设置有接线柱，所述进气腔和燃油加热腔内的生热片通过电极串联连接，并通过电极与所述接线柱连接，所述电极外周依次设置有阻燃硅胶管、绝缘管和电极导管，所述电极通过绝缘片固定在所述加热壳体上。

所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，还包括微处理单元，所述微处理单元和所述预热电磁阀设置在电控系统隔爆箱中，所述预热电磁阀、第一防爆电磁阀和第二防爆电磁阀和电控混合阀的控制端与所述微处理单元的输出端连接，所述微处理单元用于：

在启动前监测到防爆柴油机水温低于设定值时，控制所述预热电磁阀接通，使防爆柴油机预热一段时间；以及达到设定预热时间时，断开所述预热电磁阀，并提示驾驶人员启动防爆柴油机；在防爆柴油机启动时，控制电控混合阀的调节比例，使其将热柴油端的截面开至最大，而常温柴油端的截面关闭；以及在防爆柴油机正常运转阶段，控制所述第一防爆电磁阀关闭，同时根据入高压油泵的燃油温度，控制电控混合阀的调节比例。

所述进气燃油恒温装置通过法兰与防爆柴油机进气系统连通，并通过螺栓与防爆柴油机进气系统固定连接。

所述直流电源为电压为24V的车载电池，所述第一防爆电磁阀、第二防爆电磁阀，电控混合阀和预热电磁阀均为防爆器件。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提出的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，是根据防爆柴油机在寒冷天气无法正常启动而设计的，采用进气和燃油同时加热的方法，极大的缩短了防爆柴油机的启动时间。防爆柴油机启动后，利用防爆柴油机的冷却液介质对燃油进行预热混合，提高防爆柴油机的燃油经济性和排放性，同时极大的提高了防爆柴油机对环境的适应性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置的整体结构示意图；

图2为本发明恒温装置的内部结构示意图；

图中：1为电控系统隔爆箱，2为微处理单元，3为预热电磁阀，4为电控混合阀，5为第一防爆电磁阀，6为第二防爆电磁阀，7为进气栅栏，8为冷却水口，9为接线柱，10为进气冷却水套，11为燃油冷却水套，12为生热片，13为陶瓷垫片，14为绝缘管，15为阻燃硅胶管，16为燃油铜管；17为进气腔，18为燃油加热腔，19为隔热层，20为加热壳体，21为绝缘片，22为电极，23为电极导管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

如图1~2所示，本发明实施例提供了一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，包括加热壳体20，所述加热壳体20内设置有进气腔17和燃油加热腔18，所述进气腔17和燃油加热腔18内均设置有生热片12，所述进气腔17一侧通过进气栅栏7与进气系统连通，另一侧与防爆柴油机进气口连通，所述燃油加热腔18内设置有贯穿所述燃油加热腔18的燃油铜管16，所述燃油铜管16的一端与油箱连通，另一端与电控混合阀4的进口连通；所述电控混合阀4的另一进口与油箱连通，出口与高压油泵进口连通，其中，燃油管路可通过管箍或扣压胶管形式连接；所述加热壳体20外设置有分别位于进气腔17和燃油加热腔18外的进气冷却水套10和燃油冷却水套11，所述进气冷却水套10的冷却水口通过第一防爆电磁阀5与防爆柴油机冷却系统的水路连通，所述燃油冷却水套11的冷却水口通过第二防爆电磁阀6与防爆柴油机冷却系统的水路连通；所述生热片12通过预热电磁阀3与直流电源电连接。

如图1所示，本实施例提供的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，还包括微处理单元2，所述微处理单元2和所述预热电磁阀3设置在电控系统隔爆箱1中，通过螺栓及减震橡胶垫固定，所述预热电磁阀3、第一防爆电磁阀5和第二防爆电磁阀6和电控混合阀4的控制端与所述微处理单元2的输出端连接，所述微处理单元2用于：在启动前监测到防爆柴油机水温低于设定值时，控制所述预热电磁阀3接通，使防爆柴油机预热一段时间；以及达到设定预热时间时，断开所述预热电磁阀3，并提示驾驶人员启动防爆柴油机；在防爆柴油机启动时，控制电控混合阀4的调节比例，使其将热柴油端的截面开至最大，而常温柴油端的截面关闭；以及在防爆柴油机正常运转阶段，控制所述第一防爆电磁阀5关闭，同时根据入高压油泵的燃油温度，控制电控混合阀4的调节比例。

本发明的工作过程如下：当防爆柴油机电源接通时，由于防爆柴油机为保证自身的寿命及安全性，配置有冷却液温度传感器，当通过冷却液温度传感器监测到防爆柴油机水温低于设定值，系统需要预热，在微处理单元的控制下，所述预热电磁阀3接通，生热片对燃油和空气进行加热；当加热达到设定的预热时间后，微处理单元控制预热电磁阀3自动切断电源，停止加热，并提示驾驶人员启动防爆柴油机；防爆柴油机启动时，微处理单元电控混合阀将热柴油端的截面开至最大，而常温柴油端的截面关闭，保证防爆柴油机快速启动，同时，防爆柴油机的水泵通过燃油冷却水套和进气冷却水套将此处的热量带走。当防爆柴油机正常运转时，微处理单元通过控制第一防爆电磁阀切断进气加热装置的冷却液；此时，防爆柴油机的冷却液温度通过在90 ℃左右，因此，此时通过燃油冷却水套，可以利用冷却液的温度，对燃油进行加热，此外，由于高压油泵进油口处安装有燃油温度传感器，因此，可以根据进入高压油泵的燃油温度进行自动调节冷热燃油的混合比例，保证燃油在最佳的工作温度被输入高压油泵，提高防爆柴油机的排放性能。

进一步地，如图2所示，所述进气腔17与进气冷却水套10之间和燃油加热腔18与燃油冷却水套11之间设置有隔热层19。隔热层可以防止进气腔17和燃油加热腔18内生热片产生的热量过多地被冷却液带走，进而降低热效率。

进一步地，所述进气腔17和燃油加热腔18内均设置有陶瓷垫片13，所述生热片12设置在所述陶瓷垫片13上。

进一步地，如图2所示，所述进气冷却水套10和燃油冷却水套11的壳体外设置有接线柱9，所述进气腔17和燃油加热腔18内的生热片12通过电极22串联连接，并通过电极22与所述接线柱9连接，所述电极22外周依次设置有阻燃硅胶管15、绝缘管14和电极导管23，所述电极22通过绝缘片21固定在所述加热壳体20上。此外，生热片12与外接电路线的接头部位采用胶封形式，以达到防爆要求。

此外，所述进气冷却水套10和燃油冷却水套11应能承受0.8MPa压力，且保压一分钟无泄漏。而且，进气腔和燃油加热腔内的生热片的电阻发热量应该不同。

进一步地，所述进气燃油恒温装置通过法兰与防爆柴油机进气系统连通，并通过螺栓与防爆柴油机进气系统固定连接。所述的进气燃油恒温装置通过进气加热端的法兰与进气系统连接，设置于进气栅栏之后，防爆柴油机进气口之前。燃油加热装置与防爆柴油机燃油系统连接，连接形式可以是管箍或螺纹连接等方式。因此，该恒温装置的外形可以根据进气系统的法兰形状进行设置。其装配方位没有限制，可根据进气系统布置要求通过法兰进行安装。

进一步地，所述直流电源为电压为24V的车载电池，所述第一防爆电磁阀5、第二防爆电磁阀6，电控混合阀4和预热电磁阀3均为防爆器件，以满足柴油机的防爆要求。

当防爆柴油机在环境温度过低无法启动时，本发明的恒温装置可在设定的时间内，使空气和燃油达到设定的温度，从而达到低温启动防爆柴油机的目的；在防爆柴油机正常运转时，可以利用防爆柴油机的冷却液介质对燃油进行预热混合，并依靠电控装置精确控制燃油温度，提高防爆柴油机的动力性能并降低尾气排放。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，包括加热壳体（20），所述加热壳体（20）内设置有进气腔（17）和燃油加热腔（18），所述进气腔（17）和燃油加热腔（18）内均设置有生热片（12），所述进气腔（17）一侧通过进气栅栏（7）与进气系统连通，另一侧与防爆柴油机进气口连通，所述燃油加热腔（18）内设置有贯穿所述燃油加热腔（18）的燃油铜管（16），所述燃油铜管（16）的一端与油箱连通，另一端与电控混合阀（4）的进口连通；所述电控混合阀（4）的另一进口与油箱连通，出口与高压油泵进口连通；所述加热壳体（20）外设置有分别位于进气腔（17）和燃油加热腔（18）外的进气冷却水套（10）和燃油冷却水套（11），所述进气冷却水套（10）的冷却水口通过第一防爆电磁阀（5）与防爆柴油机冷却系统的水路连通，所述燃油冷却水套（11）的冷却水口通过第二防爆电磁阀（6）与防爆柴油机冷却系统的水路连通；所述生热片（12）通过预热电磁阀（3）与直流电源电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，所述进气腔（17）与进气冷却水套（10）之间和燃油加热腔（18）与燃油冷却水套（11）之间设置有隔热层（19）。

3.根据权利要求1所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，所述进气腔（17）和燃油加热腔（18）内均设置有陶瓷垫片（13），所述生热片（12）设置在所述陶瓷垫片（13）上。

4.根据权利要求1所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，所述进气冷却水套（10）和燃油冷却水套（11）的壳体外设置有接线柱（9），所述进气腔（17）和燃油加热腔（18）内的生热片（12）通过电极（22）串联连接，并通过电极（22）与所述接线柱（9）连接，所述电极（22）外周依次设置有阻燃硅胶管（15）、绝缘管（14）和电极导管（23），所述电极（22）通过绝缘片（21）固定在所述加热壳体（20）上。

5.根据权利要求1所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，还包括微处理单元（2），所述微处理单元（2）和所述预热电磁阀（3）设置在电控系统隔爆箱（1）中，所述预热电磁阀（3）、第一防爆电磁阀（5）和第二防爆电磁阀（6）和电控混合阀（4）的控制端与所述微处理单元（2）的输出端连接，所述微处理单元（2）用于：

在启动前监测到防爆柴油机水温低于设定值时，控制所述预热电磁阀（3）接通，使防爆柴油机预热一段时间；以及达到设定预热时间时，断开所述预热电磁阀（3），并提示驾驶人员启动防爆柴油机；在防爆柴油机启动时，控制电控混合阀（4）的调节比例，使其将热柴油端的截面开至最大，而常温柴油端的截面关闭；以及在防爆柴油机正常运转阶段，控制所述第一防爆电磁阀（5）关闭，同时根据入高压油泵的燃油温度，控制电控混合阀（4）的调节比例。

6.根据权利要求1所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，所述进气燃油恒温装置通过法兰与防爆柴油机进气系统连通，并通过螺栓与防爆柴油机进气系统固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于电控的防爆柴油机用进气燃油恒温装置，其特征在于，所述直流电源为电压为24V的车载电池，所述第一防爆电磁阀（5）、第二防爆电磁阀（6），电控混合阀（4）和预热电磁阀（3）均为防爆器件。

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