CN212429030U - 一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统,涉及煤矿机械领域，包括燃油喷射控制模块、电源模块、显示模块和外围电器模块；其中燃油喷射控制模块包含发动机电子控制单元，用于根据发动机的各项指标和传感器参数以及驾驶员意图，精确驱动喷油器和油量计量阀动作，实时控制精准的共轨压力、喷油时刻和喷油量，使发动机产生合理的驱动功率、扭矩并产生较低的排放污染物,实现对喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制，从而实现柴油机高效、清洁、低噪声的燃烧过程的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿机械领域，特别是涉及一种煤矿防爆柴油高压共轨燃油喷射系统。
背景技术
一种煤矿井下防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统是用于煤矿井下防爆柴油机。现如今中国煤矿众多，巷道建设、煤炭掘采均离不开辅助运输车，而目前辅助运输车的柴油机仍以机械喷油泵为动力的机械供油系统为主，庞大现有量的机械喷油式柴油机，对资源节约及井下人员的身体健康都起到阻碍作用。在此种形势下，寻找一种节能环保的柴油机迫在眉睫，高压共轨燃油喷射技术无论在排放性和动力性都有明显的优越性。然而国内现如今此种喷油技术应用于煤矿井下车辆技术存在短板。
因此本公司发明了一种煤矿井下防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统。以此合理控制发动机的喷油及功率输出，提升经济性能和排放性能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，实现对喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制，从而实现柴油机高效、清洁、低噪声的燃烧过程的技术效果。
为实现上述技术效果，本实用新型公开了一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：包括燃油喷射控制模块、电源模块、显示模块和外围电器模块；
所述燃油喷射控制模块，包含发动机电子控制单元，用于根据发动机的各项指标和传感器参数以及驾驶员意图，精确驱动喷油器和油量计量阀动作，实时控制精准的共轨压力、喷油时刻和喷油量，使发动机产生合理的驱动功率、扭矩并产生较低的排放污染物；
所述电源模块，包含备用电源箱和本安电源模块，给所述燃油喷射控制模块、显示模块、外围电气模块供电；
所述显示模块，用于实时显示发动机参数状态和燃油喷射控制模块的传感器采集的信息，以及显示发动机运行过程中产生的标准J1939故障码；发动机状态的实时显示，便于司机充分掌握发动机的健康状态，标准的故障码针对每个细致的故障定义，可帮助机车司机快速定位故障点，快速协助维修人员排除故障，提高了辅助运输车辆的使用效率；
所述外围电器模块，包含外围输入传感器和执行器。
进一步的，其中所述燃油喷射控制模块内设有隔离栅，所述隔离栅，通过光电耦合，将发动机的本安型传感器及本安CAN总线信号转变成发动机电子控制单元的传感器所输入的非安信号和非安CAN总线信号。
进一步的，其中所述燃油喷射控制模块包括防爆控制箱以及设置于内部的穿墙端子，所述防爆控制箱，通过高低压接线腔将高压低压线路隔离开来，通过,穿墙端子，实现高低压腔电缆的连接，并通过煤安标准的隔爆结合面的形式，通过螺栓固定，将非安的电气件放置于隔爆箱中，达到煤矿安全要求。
进一步的，其中所述防爆控制箱还设有隔爆箱盖板，发动机电子控制单元固定在隔爆箱盖板上，电气元件通过防爆压紧螺母的形式接到接线端子上，并引出到各个传感器和执行器。
进一步的，其中所述电源模块为燃油喷射控制模块中的处理器和执行器、显示模块提供非安电源，为外围本安传感器提供本安电源。
进一步的，其中所述显示模块包含一个可编程显示器，通过CAN 总线通讯协议SAEJ1939标准协议与发动机电子控制单元ECU实现数据通讯。
进一步的，其中所述外围输入传感器，包括进气温度压力传感器、冷却液温度传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、机油压力传感器、供油压力传感器、油门位置传感器，上述传感器均为本质安全型传感器，适用于煤矿井下的环境使用。
进一步的，其中所述执行器，包括喷油器，油量计量阀，执行器均采用浇封的隔爆形式完成对元器件的防爆处理，使之安全运行于煤矿井下危险环境。
本实用新型的有益效果在于：
煤矿井下防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，共轨系统的喷射压力与发动机的转速无关，这样也就改善发动机的低速性能，喷射压力由油量计量阀进行调节，通过PID控制策略，PWM脉冲输出控制，通过测试的相关脉谱，实现灵活控制，达到了精准喷油，精准控制喷油量，并且通过煤矿用本安型CAN仪表，司机能实时看到发动机的各项数据，及时预防故障发生及处理提示的相关故障，提高了车辆维修的便捷性。ECU通过压力和时间控制，达到了动力性、经济性、环保性的多路控制，不仅动力比机械喷油高，而且燃油消耗率低、排放性能满足了非道路国三的排放标准，提高了煤矿井下巷道环境质量，降低了对煤矿工人的危害。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的总体结构图。
图2是本实用新型的防爆控制箱结构图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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做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。
实施例一：
一种煤矿井下防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：包括燃油喷射控制模块1、电源模块2、显示模块3和外围电器模块；
所述燃油喷射控制模块，包含发动机电子控制单元11，用于根据发动机的各项指标和传感器参数以及驾驶员意图，精确驱动喷油器和油量计量阀动作，实时控制精准的共轨压力、喷油时刻和喷油量，使发动机产生合理的驱动功率、扭矩并产生较低的排放污染物；
所述电源模块，包含备用电源箱和本安电源模块，给所述燃油喷射控制模块、显示模块、外围电气模块供电；
所述显示模块，用于实时显示发动机参数状态和燃油喷射控制模块的传感器采集的信息，以及显示发动机运行过程中产生的标准J1939故障码；发动机状态的实时显示，便于司机充分掌握发动机的健康状态，标准的故障码针对每个细致的故障定义，可帮助机车司机快速定位故障点，快速协助维修人员排除故障，提高了辅助运输车辆的使用效率；
所述外围电器模块，包含外围输入传感器和执行器。
实施例二：
一种煤矿井下防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：包括燃油喷射控制模块1、电源模块2、显示模块3和外围电器模块；
所述燃油喷射控制模块，包含发动机电子控制单元11，用于根据发动机的各项指标和传感器参数以及驾驶员意图，精确驱动喷油器和油量计量阀动作，实时控制精准的共轨压力、喷油时刻和喷油量，使发动机产生合理的驱动功率、扭矩并产生较低的排放污染物；
所述电源模块，包含备用电源箱和本安电源模块，给所述燃油喷射控制模块、显示模块、外围电气模块供电；
所述显示模块，用于实时显示发动机参数状态和燃油喷射控制模块的传感器采集的信息，以及显示发动机运行过程中产生的标准J1939故障码；发动机状态的实时显示，便于司机充分掌握发动机的健康状态，标准的故障码针对每个细致的故障定义，可帮助机车司机快速定位故障点，快速协助维修人员排除故障，提高了辅助运输车辆的使用效率；
所述外围电器模块，包含外围输入传感器和执行器。
其中所述燃油喷射控制模块内设有隔离栅12，所述隔离栅，通过光电耦合，将发动机的本安型传感器及本安CAN总线信号转变成发动机电子控制单元的传感器所输入的非安信号和非安CAN总线信号。其中所述燃油喷射控制模块包括防爆控制箱13以及设置于内部的穿墙端子14，所述防爆控制箱，通过高低压接线腔将高压低压线路隔离开来，通过,穿墙端子，实现高低压腔电缆的连接，并通过煤安标准的隔爆结合面的形式，通过螺栓固定，将非安的电气件放置于隔爆箱中，达到煤矿安全要求。其中所述防爆控制箱还设有隔爆箱盖板15，发动机电子控制单元固定在隔爆箱盖板上，电气元件通过防爆压紧螺母的形式接到接线端子16上，并引出到各个传感器和执行器。
其中所述电源模块为燃油喷射控制模块中的处理器和执行器、显示模块提供非安电源，为外围本安传感器提供本安电源。其中所述显示模块包含一个可编程显示器，通过CAN 总线通讯协议SAE J1939标准协议与发动机电子控制单元ECU实现数据通讯。其中所述外围输入传感器，包括进气温度压力传感器、冷却液温度传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、机油压力传感器、供油压力传感器、油门位置传感器，上述传感器均为本质安全型传感器，适用于煤矿井下的环境使用。其中所述执行器，包括喷油器，油量计量阀，执行器均采用浇封的隔爆形式完成对元器件的防爆处理，使之安全运行于煤矿井下危险环境。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：包括燃油喷射控制模块（1）、电源模块（2）、显示模块（3）和外围电器模块；
所述燃油喷射控制模块，包含发动机电子控制单元（11），用于根据发动机的各项指标和传感器参数以及驾驶员意图，精确驱动喷油器和油量计量阀动作，实时控制精准的共轨压力、喷油时刻和喷油量，使发动机产生合理的驱动功率、扭矩并产生较低的排放污染物；
所述电源模块，包含备用电源箱和本安电源模块，给所述燃油喷射控制模块、显示模块、外围电气模块供电；
所述显示模块，用于实时显示发动机参数状态和燃油喷射控制模块的传感器采集的信息，以及显示发动机运行过程中产生的标准J1939故障码；发动机状态的实时显示，便于司机充分掌握发动机的健康状态，标准的故障码针对每个细致的故障定义，可帮助机车司机快速定位故障点，快速协助维修人员排除故障，提高了辅助运输车辆的使用效率；
所述外围电器模块，包含外围输入传感器和执行器。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述燃油喷射控制模块内设有隔离栅（12），所述隔离栅，通过光电耦合，将发动机的本安型传感器及本安CAN总线信号转变成发动机电子控制单元的传感器所输入的非安信号和非安CAN总线信号。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述燃油喷射控制模块包括防爆控制箱（13）以及设置于内部的穿墙端子（14），所述防爆控制箱，通过高低压接线腔将高压低压线路隔离开来，通过,穿墙端子，实现高低压腔电缆的连接，并通过煤安标准的隔爆结合面的形式，通过螺栓固定，将非安的电气件放置于隔爆箱中，达到煤矿安全要求。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述防爆控制箱还设有隔爆箱盖板（15），发动机电子控制单元固定在隔爆箱盖板上，电气元件通过防爆压紧螺母的形式接到接线端子（16）上，并引出到各个传感器和执行器。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述电源模块为燃油喷射控制模块中的处理器和执行器、显示模块提供非安电源，为外围本安传感器提供本安电源。
6. 根据权利要求1所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述显示模块包含一个可编程显示器，通过CAN 总线通讯协议SAE J1939标准协议与发动机电子控制单元(ECU)实现数据通讯。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述外围输入传感器，包括进气温度压力传感器、冷却液温度传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、机油压力传感器、供油压力传感器、油门位置传感器，上述传感器均为本质安全型传感器，适用于煤矿井下的环境使用。
8.根据权利要求1所述的一种煤矿防爆柴油机高压共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述执行器，包括喷油器，油量计量阀，执行器均采用浇封的隔爆形式完成对元器件的防爆处理，使之安全运行于煤矿井下危险环境。
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