CN109630332A - 一种适应于不同海拔环境作业的发烟车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车领域，具体公开了一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，包括燃油系统、发烟系统和发动机控制系统，燃油系统包括油箱、进油单元、喷油盘和回油单元，其特征在于，回油单元包括回油单向阀、若干回油节流阀、电磁阀、回油总管和若干回油管路，回油节流阀分别安装在回油管路上，其中一个回油管路上安装有电磁阀，且电磁阀位于回油节流阀远离回油单向阀的一侧，回油节流阀为阀口开度可调节的回油节流阀。本方案能对燃油系统中的油压进行快速的调整，使整个燃油系统能够正常运转。

Description

一种适应于不同海拔环境作业的发烟车

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种适应于不同海拔环境作业的发烟车。

背景技术

发烟机是消防演练过程中用于模拟制造烟雾环境的设备，在军事演练过程中，有重要应用。发烟车是装有发烟器的特种车辆，要求发烟车机动性好，发烟量大，可长时间发烟，有些发烟车还有防护装置，更适合于协同部队作战。

在进行作战演练时，部队一般会选用平原地区、丘陵地区或者高原地区等不同地势进行作战演练，提高部队官兵的作战时对环境的适应能力。在平原或者丘陵地区进行作战演练时，常用的发烟车机动性保持良好，符合部队演练的需求。

当发烟车在高原上进行使用时，受到高海拔低气压环境的影响，该发烟车内汽车发动机燃油系统的内部压力较低，导致燃油系统内的泵油不足，当存在泵油不足时，进入燃烧室的燃油量不足，进而导致整个发动机的动力不足，对整个燃油系统需要进行增压处理；当发烟车由高海拔地区驶向低海拔地区时，则需要燃油系统内的燃油压力依次降低。

常见的燃油系统由如图1所示，包括油箱1、进油单元、喷油盘6和回油单元；进油单元包括油滤3、燃油泵4、供油单向阀5和进油管路，回油单元包括回油单向阀7、回油节流阀8、电磁阀9和回油管路，回油管路包括回油总管、第一回油管路和第二回油管路，回油单向阀安装在回油总管上，回油总管的一端与第一回油管路和第二回油管路连通，回油总管的另一端与喷油盘连通，电磁阀安装在第一回油管路上，回油节流阀安装在第二回油管路，其中油箱连接进油管路和回油管路，油滤、燃油泵和供油单向阀从左至右依次安装在进油管路上，进油管路的右端与喷油盘连通，第一回油管路和第二回油管路的左端连通后与进油管路连通。整个燃油系统中只有一个燃油泵可对燃油的压力进行泵油的调节，在高原上行驶时，燃油泵的泵油效率变低；同时当发烟车从高海拔地上行驶至较低的海拔地区时，或者从较低的海拔地区向高海报地区行驶时，需要快速且大范围的改变回油效率，常用的电磁阀、回油单向阀和回油节流阀对回油单元内的燃油回流量的变化范围小，原有设计不适应此种使用工况。

发明内容

本发明意在提供一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，以对燃油系统中的油压进行快速的调整，使整个燃油系统能够正常运转。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，包括燃油系统、发烟系统和发动机控制系统，燃油系统包括油箱、进油单元、喷油盘和回油单元，回油单元包括回油单向阀、若干回油节流阀、电磁阀、回油总管和若干回油管路，回油节流阀分别安装在回油管路上，其中一个回油管路上安装有电磁阀，且电磁阀位于回油节流阀远离回油单向阀的一侧，回油节流阀为阀口开度可调节的回油节流阀。

基础方案的原理及其优点：当发烟机工作海拔依次变高时，喷油盘处的燃油需要减少，需要将整个燃油系统中的油压变低，此时将回油节流阀阀口的开度调大，便于燃油快速回流，避免喷油盘处的燃油过多堆积；当发烟机工作海拔依次变低时，喷油盘处的燃油需要增加，需要将整个燃油系统中的油压高，此时将回油节流阀阀口的开度调小，便于喷油盘处有充足的燃油。通过调节回油节流阀的开度来调节燃油系统中的油压，油压的变化能够快速的响应。

同时由于若干回油管路上均安装有回油节流阀，能够通过调节多个回油管路上的回油节流阀来快速的调节燃油系统内的燃油油压，能够充分的满足高原环境下发动机的正常工作，让发烟车能够正常的发烟。

进一步，还包括增压泵，增压泵的一端与油箱连通，增压泵的另一端与回油总管和若干回油管路连通。

增压泵能够给整个燃油系统增压，进而保证发动机在高原环境或者低压环境下正常的工作，让发动机的动力性能保持正常状态。

进一步，增压泵的增压能力大于等于20kPa。

将增压泵的压力控制在大于等于20kPa的状态，是为了让整个燃油系统在海拔为4500m的高原环境中工作时也能保持正常的工作状态。

进一步，所述回油节流阀包括下阀体和上阀体，所述下阀体上设有相对的进油道和出油道，进油道和出油道之间设有滑腔，滑腔内滑动连接有阀芯，所述阀芯与下阀体之间连接有第一弹性件；所述上阀体可拆卸连接在下阀体上，上阀体上转动连接有阀帽，所述阀帽上转动连接有行星齿轮，行星齿轮上啮合有转动连接在上阀体内的太阳齿轮，所述上阀体上设有与行星齿轮啮合的齿圈；所述太阳齿轮的中部螺纹连接有用于推动阀芯移动的阀杆。

油箱中的燃油通过进油道进入到下阀体中，并从出油道中出来。当需要调节回油节流阀中通过的燃油流量时，拧动阀帽，阀帽在上阀体上转动，阀帽带动行星齿轮围绕太阳齿轮公转，同时，行星齿轮在齿圈的啮合下自转。行星齿轮围绕太阳齿轮转动过程中，行星齿轮带动太阳齿轮自转，太阳齿轮通过螺纹连接带动阀杆上、下移动，阀杆推动阀芯在下阀体中移动，从而控制进油道和出油道的连通程度，进而实现下阀体中的燃油流量调节。第一弹性件用于使得阀芯复位。

本方案相比使用传统的球阀式结构，采用的是滑阀式结构，通过连续可调的螺纹结构实现了阀杆的上下移动，从而实现了阀芯的移动，进而实现了燃油流量的调节。采用本回油节流阀，阀帽在上阀体上转动360°以内，即可实现从平原地区到4500m海拔的燃油流量的调节，其调节的范围更大，另外，通过螺纹结构进行调节，具有一定的连续性，调节的精度更准。

进一步，回油单向阀的开启压力为3-10kPa。

回油单向阀的开启压力控制在3-10kPa，是为了让在高原条件下工作的喷油盘处有较高的油压，保证发动机能够稳定的输出动力，进而保证发烟车稳定的发烟。

进一步，发烟系统包括吸气单元，吸气单元包括壳体、进气挡板和可进行吸气的轮机，壳体上设有若干轮机相对与进气口，进气口处转动安装有倾斜角度可调的进气挡板。

进气挡板的倾斜角度可调能够对进气口的开度进行调整，进而调整发动机在发烟过程中的吸气量，便于控制发动机的发烟状态；同时由于进气口与轮机相对，轮机在吸气时效率更高，降低能耗。

进一步，进气口的数量为二，两个进气口分别设置在壳体的两侧上，且两个进气口所在的平面相互垂直。

发动机在吸气时，轮机转动，位于壳体两侧的上的两个进气口能够同时进行吸气，能够提高轮机的吸气效率；由于两个进气口所在的平面相互垂直，其中一侧进气口处吸取的空气形成气流能够对另一侧进气口处吸取的空气进行抵挡，让气流向轮机的方向流动，让从上侧进气口进入的气流能为左侧进入的气流进行导向，让左侧进入的气流向轮机方向流动，能确保大量的空气被轮机快速的吸入。

进一步，进气挡板的转动角度小于等于45°，且进气挡板倾斜方向形成的延伸面可与轮机转动时所形成的圆形轮廓边缘的切线平行。

倾斜设置的进气挡板能对空气进行导流，当进气挡板倾斜方向形成的延伸面可与轮机转动时所形成的圆形轮廓边缘的切线平行时，空气沿轮机圆周转动的切线方向进入，转动的轮机能对切向气流进行卷绕，实现吸气。

进一步，发动机控制系统包括ECU控制单元和检测发动机排烟温度的温度传感器，温度传感器与ECU控制单元电连接；ECU控制单元可对燃油泵的油门开度进行调节。

温度传感器能够检测发动机尾气的排烟温度，温度传感器将排温数据传递至ECU控制单元处，当排烟温度过高时，ECU控制单元对燃油泵的油门调小，发动机的转速降低，最终实现尾气温度的调节；反之，则ECU控制单元对燃油泵的油门调大。

进一步，还包括检测发动机转速的转速传感器，转速传感器与ECU控制单元电连接。

ECU控制单元综合转速传感器测得的数据和温度传感器测得的数据，判断发动机是否超温或超转，一旦超温或超转，立即对燃油泵实行辅助断电管理，实现发动机的安全保护。

附图说明

图1为背景技术中燃油系统的连接示意图，其中进油管路和回油管路上的箭头表示燃油流向；

图2为本发明一种适应于不同海拔环境作业的发烟车中燃油系统的连接示意图，其中进油管路和回油管路上的箭头表示燃油流向；

图3为图2中回油节流阀主视方向的结构剖视图；

图4为图3中A-A的纵向剖视图；

图5为阀帽底部的仰视图。

图6为本发明一种适应于不同海拔环境作业的发烟车中发烟机的结构示意图，其中箭头表示气流的流向。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：油箱1、增压泵2、油滤3、燃油泵4、供油单向阀5、喷油盘6、回油单向阀7、第一回油节流阀8、电磁阀9、第二回油节流阀10、下阀体11、进油道12、上阀体13、锁紧套14、阀帽15、连接杆16、行星齿轮17、齿圈18、太阳齿轮19、插齿20、第二压簧22、固定块23、推块24、阀芯25、密封垫26、推杆27、第一压簧28、出油道29、插孔30、阀杆31、壳体32、进气挡板33、轮机34、进气口35。

实施例1

基本如附图2和附图3所示：一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，包括燃油系统。

如图2燃油系统包括油箱1、增压泵2、进油单元、喷油盘6和回油单元，回油单元包括回油单向阀7、两个回油节流阀、电磁阀9、回油总管和两个回油管路，两个回油节流阀分别为第一回油节流阀8和第二回油节流阀10，两个回油管路的左端合并，油箱1连接增压泵2，增压泵2右上侧与进油管路和的两个回油管路连通，其中增压泵2的增压能力大于等于20kPa，此条件下能确保发烟车在海拔为4500m的高原时，能够正常发烟；油滤3、燃油泵4和供油单向阀5从左至右依次安装在进油管路上，进油管路的右端与喷油盘6连通。

回油单向阀7安装在回油总管上，回油总管的左端与两个回油管路的右端连通，回油总管的右端与喷油盘6连通，其中第一回油节流阀8和第二回油节流阀10的开启压力为6kPa；第二回油节流阀10安装在上侧的回油管路上，第一回油节流阀8安装在下侧的回油管路上，上侧的回油管路上安装有电磁阀9，且电磁阀9位于第二回油节流阀10的左侧。

如图3、图4和图5所示，第一回油节流阀8和第二回油节流阀10的结构均相同，包括下阀体11和位于下阀体11上方的上阀体13，下阀体11和上阀体13之间通过螺栓可拆卸连接在一起。下阀体11上设有相对的进油道12和出油道29，进油道12和出油道29之间设有滑腔，滑腔中滑动连接有阀芯25，滑腔的底部设有密封垫26，阀芯25的底部一体成型有推杆27，推杆27穿过密封垫26，下阀体11的底部设有滑动腔，推杆27的底端滑动连接在滑动腔内，推杆27与滑动腔之间连接有第一压簧28。上阀体13外侧壁上滑动连接有锁紧套14，其具体滑动连接方式为：上阀体13的外侧壁上设有竖向的滑槽，锁紧套14上设有滑动连接在滑槽内的滑块。上阀体13的外壁上一体成型有位于锁紧套14内的固定块23，锁紧套14的顶部与固定块23之间连接有第二压簧22。上阀体13的顶部转动连接有阀帽15，锁紧套14的顶部与阀帽15的底部可拆卸连接，其具体可拆卸连接方式为：结合图5所示，阀帽15的底部设有若干周向分布的插孔30，锁紧套14上设有两个可插在插孔30内的插齿20。锁紧套14上设有刻度，阀帽15上设有指针。上阀体13上设有齿轮腔，齿轮腔的内壁上焊接有齿圈18，齿轮腔内设有两个与齿圈18啮合的行星齿轮17，行星齿轮17通过连接杆16转动连接在阀帽15上。齿轮腔的中部设有与两个行星齿轮17均啮合的太阳齿轮19，太阳齿轮19的中部设有螺纹孔。螺纹孔上螺纹连接有用于推动阀芯25移动的阀杆31，具体的，上阀体13上设有与滑腔连通的阀杆腔，阀杆31滑动连接在阀杆腔内，阀杆31的底部一体成型有推块24，滑腔呈“凸”字形状，推块24的外壁与滑腔上部凸出来的内壁相抵。

实施例1中的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车在使用时分为三个状态：未使用状态、发烟机工作海拔依次变高以及发烟机工作海拔依次变低。

下面具体介绍本实施例中的第一回油节流阀8和第二回油节流阀10是如何控制燃油流量的：

当需要减小第一回油节流阀8或者第二回油节流阀10所在的回油支路上的燃油流量时，一手向下拉动锁紧套14，锁紧套14沿上阀体13的外壁向下滑动，锁紧套14向下压第二压簧22，第二压簧22蓄力，并且锁紧套14上的插齿20与阀帽15底部的插孔30分离，此时阀帽15可自由转动，锁紧套14不再起到锁紧的作用。然后另一只手拧动阀帽15，阀帽15在上阀体13上转动，阀帽15通过连接杆16带动两个行星齿轮17在齿轮腔内转动，两个行星齿轮17围绕太阳齿轮19工作，两个行星齿轮17在齿圈18的啮合下同时自转。两个行星齿轮17围绕太阳齿轮19公转时，两个行星齿轮17带动太阳齿轮19转动，太阳齿轮19的螺纹孔通过螺纹连接带动阀杆31向下移动，阀杆31上的推块24推动阀芯25向下移动，阀芯25逐渐将进油道12的右端和出油道29的左端堵住，从而使得下阀体11中的燃油流量减小。并且，阀芯25向下移动时，阀芯25带动推杆27在滑动腔内向下滑动，推杆27对第一压簧28进行挤压，第一压簧28产生向上的弹力。

当需要增大第一回油节流阀8或者第二回油节流阀10所在的回油支路上的燃油流量时，反向转动阀帽15，阀帽15通过连接杆16带动行星齿轮17反向转动，行星齿轮17带动太阳齿轮19反向转动，太阳齿轮19带动阀杆31向上移动，阀杆31带动推块24在滑腔内向上移动，第一压簧28向上推动推杆27，推杆27向上推动阀芯25移动，进油道12和出油道29的连通程度变大，从而使得下阀体11中的燃油流量变大。

当调节完毕后，松开锁紧套14，锁紧套14在第二压簧22的作用下向上滑动，锁紧套14上的插齿20重新插入到阀帽15的插孔30中，从而可防止阀帽15在外力的作用下转动，保证了发烟机在高海拔地区的山地、高原地区移动时产生颠簸使得阀帽15转动，进而提高了第一回油节流阀8和第二回油节流阀10使用时的稳定性。

阀帽15在转动时，通过阀帽15上指针所指的刻度，从而可知道此时的燃油流量具体为多少，便于读取和操作。由于阀帽15在上阀体13上可转动360°，即可实现从平原地区到4500m高海拔地区的燃油流量的调节，其调节的范围更大；另外，通过太阳齿轮19和阀杆31的螺纹结构的进行调节，具有一定的连续性，调节的精度更准。

由此，第一回油节流阀8和第二回油节流阀10能够根据外界的大气压力不同而自动调节燃油的流量，无需人工调节，操作简单方便，且调节的精准度较高；且此时两个回油管路中均设有回油节流阀，回油节流阀能对两个回油管路内的燃油进行快速的泄压或者增压，且泄压或者增压的变化范围增大，能够适应发烟车对高原地区使用的适应能力，且能够保证发烟车正常的发烟。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，还包括了发烟系统和发动机控制系统。

如附图6所示，发烟系统包括吸气单元，吸气单元包括壳体32、进气挡板33和可进行吸气的轮机34，壳体32的左侧和上侧上设有均设有一个进气口35，两个进气口35均与进轮机34相对，两个进气口35所在的平面相互垂直；进气口35处转动安装有倾斜角度可调的进气挡板33。

如附图6所示，进气挡板33的转动角度小于等于42°，且进气挡板33倾斜方向形成的延伸面可与轮机34转动时所形成的圆形轮廓边缘的切线平行。

发动机控制系统包括ECU控制单元、检测发动机排烟温度的温度传感器和检测发动机转速的转速传感器，温度传感器与ECU控制单元电连接，ECU控制单元为数字处理器dsPIC30F6011，温度传感器为世敖牌红外温度传感器，其型号为SA-120AS；ECU控制单元可对燃油泵4的油门开度进行调节；转速传感器与ECU控制单元电连接，其中转速传感器为海博华科技牌转速传感器，其型号为：HCNJ-101。

当发烟车启动前，先转动两个进气口35处的进气挡板33，使两处的进气挡板33呈如图6的状态，此时启动发烟车发动机，发烟车发动机的动力传递至吸气单元上，吸气单元上的轮机34转动，转动的轮机34顺时针转动，此时空气通过进气口35和进气挡板33进入到吸气单元中，倾斜设置的进气挡板33能对空气进行导流，空气沿轮机34圆周转动的切线方向进入，转动的轮机34能对切向气流进行卷绕，实现吸气；此过程中从上侧进气口35进入的气流能为左侧进入的气流进行导向，让左侧进入的气流向轮机34方向流动，能确保大量的空气被轮机34快速的吸入。

吸入的空气用于发烟，发动机在发烟的过程中，发动机控制系统能够起到控制作用，温度传感器能够检测发动机尾气的排烟温度，温度传感器将排温数据传递至ECU控制单元处，当排烟温度过高时，ECU控制单元对燃油泵4的油门调小，发动机的转速降低，最终实现尾气温度的调节；反之，则ECU控制单元对燃油泵4的油门调大。

同时转速传感器能对发动机的转速进行检测，转速传感器将信号传递至ECU控制单元处，此时ECU控制单元综合转速传感器测得的数据和温度传感器测得的数据，判断发动机是否超温或超转。

使用前，在ECU控制单元的分析程序中设定的温度阈值为800℃、转速阈值为3500转/分，当数据处理单元传输入的温度数据高于阈值800℃或转速检测单元传输入的转速数据高于阈值3500转/分时，ECU控制单元向燃油泵4阀门发出控制指令而对燃油泵4阀门的开启程度进行控制调节，ECU控制单元一旦接收到超温或超转的信号，立即对燃油泵4实行辅助断电管理，实现发动机的安全保护。

Claims (10)

1.一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，包括燃油系统、发烟系统和发动机控制系统，所述燃油系统包括油箱、进油单元、喷油盘和回油单元，其特征在于，所述回油单元包括回油单向阀、若干回油节流阀、电磁阀、回油总管和若干回油管路，所述回油节流阀分别安装在回油管路上，其中一个回油管路上安装有电磁阀，且电磁阀位于回油节流阀远离回油单向阀的一侧，所述回油节流阀为阀口开度可调节的回油节流阀。

2.根据权利要求1所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，还包括增压泵，所述增压泵的一端与油箱连通，增压泵的另一端与回油总管和若干回油管路连通。

3.根据权利要求2所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述增压泵的增压能力大于等于20kPa。

4.根据权利要求1所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述回油节流阀包括下阀体和上阀体，所述下阀体上设有相对的进油道和出油道，进油道和出油道之间设有滑腔，滑腔内滑动连接有阀芯，所述阀芯与下阀体之间连接有第一弹性件；所述上阀体可拆卸连接在下阀体上，上阀体上转动连接有阀帽，所述阀帽上转动连接有行星齿轮，行星齿轮上啮合有转动连接在上阀体内的太阳齿轮，所述上阀体上设有与行星齿轮啮合的齿圈；所述太阳齿轮的中部螺纹连接有用于推动阀芯移动的阀杆。

5.根据权利要求1所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述回油单向阀的开启压力为3-10kPa。

6.根据权利要求1所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述发烟系统包括吸气单元，所述吸气单元包括壳体、进气挡板和可进行吸气的轮机，所述壳体上设有若干轮机相对与进气口，进气口处转动安装有倾斜角度可调的进气挡板。

7.根据权利要求6所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述进气口的数量为二，两个进气口分别设置在阀座的两侧上，且两个进气口所在的平面相互垂直。

8.根据权利要求7所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述进气挡板的转动角度小于等于45°，且进气挡板倾斜方向形成的延伸面可与轮机转动时所形成的圆形轮廓边缘的切线平行。

9.根据权利要求6所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，所述发动机控制系统包括ECU控制单元和检测发动机排烟温度的温度传感器，温度传感器与ECU控制单元电连接；所述ECU控制单元可对燃油泵的油门开度进行调节。

10.根据权利要求9所述的一种适应于不同海拔环境作业的发烟车，其特征在于，还包括检测发动机转速的转速传感器，所述转速传感器与ECU控制单元电连接。