CN215256548U - 一种矿用柴油机燃油喷射电控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，包括矿用柴油机燃油喷射电控装置主机、喷油电磁阀、燃油计量阀和蓄电池，装置主机分别与进气温度压力传感器、机油温度压力传感器、冷却温度传感器、共轨压力传感器、曲轴转速位置传感器、凸轮轴转速位置传感器、油门位置传感器相连，矿用柴油机燃油喷射电控装置主机实时接收进气温度压力传感器、机油温度压力传感器、冷却温度传感器、共轨压力传感器、曲轴转速位置传感器、凸轮轴转速位置传感器、油门位置传感器采集到的信号，通过控制喷油电磁阀的喷油量，从而实现对柴油机喷油量的精确灵活控制，改善燃烧过程，做到在满足严格的排放标准条件下的最佳燃油经济性，具有很好的市场应用前景。

Description

一种矿用柴油机燃油喷射电控装置

技术领域

本实用新型属于矿用柴油机的技术领域，具体涉及一种矿用柴油机燃油喷射电控装置。

背景技术

目前，随着矿山无轨采矿技术的发展，矿山开采规模的增大，井下汽车向着大型化、多样化的方向发展。基于环保和节能减排的需要，在矿井地下辅助运输车辆中，柴油车辆是主要的运输设备，发挥着重大的作用，为我国煤矿行业的发展做出了非常大的贡献。

柴油机作为一种压燃式内燃机，其优点是能源利用率高，燃烧充分，相比汽油机动力性强、可靠性高，油耗方面柴油机比汽油机更低，燃烧效率更高，排放更低，而高压共轨柴油发动机的电子控制装置是在传统的分配式和直列式以及中压喷射的基础上形成的一种新型的以高压燃油喷射控制为特征的发动机管理装置。但是，现有矿用柴油机长期在井下运行，存在排放不达标，耗油量大且对环境污染大控制精度低、工艺技术落后等问题。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够对柴油机喷油量的精确灵活控制的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，包括矿用柴油机燃油喷射电控装置主机、喷油电磁阀、燃油计量阀和蓄电池，所述装置主机分别与喷油电磁阀、燃油计量阀相连，所述蓄电池为装置主机供电，所述装置主机通过本安电缆分别与进气温度压力传感器、机油温度压力传感器、冷却温度传感器、共轨压力传感器、曲轴转速位置传感器、凸轮轴转速位置传感器、油门位置传感器电连接。

进一步地，所述装置主机包括主控芯片U1、燃气喷嘴驱动电路、电源电路和多路传感器信号采集电路，所述进气温度压力传感器、机油温度压力传感器、冷却温度传感器、共轨压力传感器、曲轴转速位置传感器、凸轮轴转速位置传感器、油门位置传感器分别通过传感器信号采集电路与主控芯片U1的输入端相连，所述主控芯片U1的输出端通过燃气喷嘴驱动电路与喷油电磁阀相连，所述电源电路为主控芯片U1及外围电路提供电源。

优选地，所述燃气喷嘴驱动电路包括：功率驱动器U2、功率驱动器U3、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4，所述功率驱动器U2的输入端、功率驱动器U3的输入端分别与主控芯片U1的输出端相连，功率驱动器U2的输出端分别与三极管Q1的栅极、三极管Q2的栅极相连，功率驱动器U3的输出端分别与三极管Q3的栅极、三极管Q4的栅极相连，三极管Q1的漏极分别与喷油电磁阀、二极管D1的正极相连，三极管Q2的漏极分别与喷油电磁阀、二极管D2的正极相连，三极管Q3的漏极分别与喷油电磁阀、二极管D3的正极相连，三极管Q4的漏极分别与喷油电磁阀、二极管D4的正极相连，二极管D4的负极分别与二极管D3的负极、二极管D2的负极、二极管D1的负极相连，三极管Q4的源极分别与三极管Q3的源极、三极管Q2的源极、三极管Q1的源极相连。

优选地，所述传感器信号采集电路包括滑动变阻器R4、放大器P1和三极管Q5，所述滑动变阻器R4的一端依次串接电阻R3、电阻R1、电阻R2后接地，电阻R3与电阻R1之间的连线与+12V电源端相连，电阻R1与电阻R2之间的连线与传感器的电源端相连，传感器的接地端与滑动变阻器R4的另一端相连后接地，滑动变阻器R4的滑动端分别与电阻R6的一端、放大器P1的同相输入端相连，电阻R6的另一端与放大器P1的接地端相连后接地，放大器P1的反相输入端串接电阻R5后与传感器的输出端相连，电阻R7并接在放大器P1的反相输入端与放大器P1的输出端之间，电容C1并接在电阻R7两端，放大器P1的输出端串接电阻R8后分别与三极管Q5的栅极和漏极相连，三极管Q5的源极与主控芯片U1的ADC端相连。

优选地，所述电源电路包括：稳压器IC1、稳压器IC2和稳压器IC3，所述稳压器IC1的Vin端依次串接电阻R9、保险丝F1后与二极管D5的负极相连，二极管D5的正极与蓄电池的输出端相连，稳压器IC1的Vin端与电阻R9之间的连线串接电解电容C2后接地，热敏电阻R10并接在电解电容C2两端，稳压器IC1的GND端接地，稳压器IC1的Vout端分别与+12V电源端、电解电容C3的一端、电容C4的一端、稳压器IC2的Vin端、电解电容C6的一端、电容C7的一端、稳压器IC3的Vin端相连，电解电容C3的另一端分别与电容C4的另一端、稳压器IC2的GND端、电容C5的一端、电解电容C6的另一端、电容C7的另一端、稳压器IC3的GND端、电容C8的另一端相连后接地，电容C5的另一端分别与稳压器IC2的Vout端、+9V电源端相连，电容C8的另一端分别与稳压器IC3的Vout端、+5V电源端相连。

优选地，所述装置主机的型号为ZCDP24G-Z；所述进气温度压力传感器的型号为GWP0.3/130，机油温度压力传感器的型号为GWP1.3/130，共轨压力传感器的型号为GDP50，曲轴转速位置传感器的型号为GSC3000，凸轮轴转速位置传感器的型号为GSH3000，油门位置传感器的型号为GUH17。

优选地，所述主控芯片U1的型号为TMS470R1VF67A。

优选地，所述功率驱动器U2、功率驱动器U3的型号均为IR2102；所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的型号均为HUF76419D3。

优选地，所述稳压器IC1的型号均为LM7812，稳压器IC2的型号均为LM7809，稳压器IC3的型号均为LM7805。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，包括矿用柴油机燃油喷射电控装置主机、喷油电磁阀、燃油计量阀和蓄电池，装置主机通过本安电缆分别与进气温度压力传感器、机油温度压力传感器、冷却温度传感器、共轨压力传感器、曲轴转速位置传感器、凸轮轴转速位置传感器、油门位置传感器相连，矿用柴油机燃油喷射电控装置主机实时接收进气温度压力传感器、机油温度压力传感器、冷却温度传感器、共轨压力传感器、曲轴转速位置传感器、凸轮轴转速位置传感器、油门位置传感器采集到的信号，通过控制喷油电磁阀的喷油量，从而实现对柴油机喷油量的精确灵活控制，改善燃烧过程，做到在满足严格的排放标准条件下的最佳燃油经济性，具有很好的市场应用前景。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型装置主机的结构示意图；

图3为本实用新型燃气喷嘴驱动电路的电路原理图；

图4为本实用新型传感器信号采集电路的电路原理图；

图5为本实用新型电源电路的电路原理图；

图中：1为装置主机，2为喷油电磁阀，3为燃油计量阀，4为蓄电池，5为进气温度压力传感器，6为机油温度压力传感器，7为冷却温度传感器，8为共轨压力传感器，9为曲轴转速位置传感器，10为凸轮轴转速位置传感器，11为油门位置传感器，12为燃气喷嘴驱动电路，13为电源电路，14为多路传感器信号采集电路。

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，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，包括矿用柴油机燃油喷射电控装置主机1、喷油电磁阀2、燃油计量阀3和蓄电池4，所述装置主机1分别与喷油电磁阀2、燃油计量阀3相连，所述蓄电池4为装置主机1供电，所述装置主机1通过本安电缆分别与进气温度压力传感器5、机油温度压力传感器6、冷却温度传感器7、共轨压力传感器8、曲轴转速位置传感器9、凸轮轴转速位置传感器10、油门位置传感器11电连接；所述装置主机1的型号为ZCDP24G-Z；所述进气温度压力传感器5的型号为GWP0.3/130，机油温度压力传感器6的型号为GWP1.3/130，共轨压力传感器8的型号为GDP50，曲轴转速位置传感器9的型号为GSC3000，凸轮轴转速位置传感器10的型号为GSH3000，油门位置传感器11的型号为GUH17。

进一步地，通过进气温度压力传感器5采集发电机的进气压力和进气温度信号，通过机油温度压力传感器6采集发电机的机油压力和温度信号，通过冷却温度传感器7采集冷却液的温度信号，通过共轨压力传感器8采集共轨管内的燃油压力信号，通过曲轴转速位置传感器9采集曲轴位置和速度信号，通过凸轮轴转速位置传感器10采集发动机的判缸信号，燃油计量阀3控制发动机的吸油量，喷油电磁阀2用于给发动机气缸喷油。

具体地，矿用柴油机燃油喷射电控装置主机1实时接收进气温度压力传感器5、机油温度压力传感器6、冷却温度传感器7、共轨压力传感器8、曲轴转速位置传感器9、凸轮轴转速位置传感器10、油门位置传感器11采集到的信号，通过控制喷油电磁阀2的喷油量，从而实现对柴油机喷油量的精确灵活控制，改善燃烧过程，做到在满足严格的排放标准条件下的最佳燃油经济性，具有很好的市场应用前景。

如图2所示，所述装置主机1包括主控芯片U1、燃气喷嘴驱动电路12、电源电路13和多路传感器信号采集电路14，所述进气温度压力传感器5、机油温度压力传感器6、冷却温度传感器7、共轨压力传感器8、曲轴转速位置传感器9、凸轮轴转速位置传感器10、油门位置传感器11分别通过传感器信号采集电路14与主控芯片U1的输入端相连，所述主控芯片U1的输出端通过燃气喷嘴驱动电路12与喷油电磁阀2相连，所述电源电路13为主控芯片U1及外围电路提供电源，所述主控芯片U1的型号为TMS470R1VF67A。

如图3所示，所述燃气喷嘴驱动电路12包括：功率驱动器U2、功率驱动器U3、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4，所述功率驱动器U2、功率驱动器U3的型号均为IR2102；所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的型号均为HUF76419D3；所述功率驱动器U2的输入端、功率驱动器U3的输入端分别与主控芯片U1的输出端相连，功率驱动器U2的输出端分别与三极管Q1的栅极、三极管Q2的栅极相连，功率驱动器U3的输出端分别与三极管Q3的栅极、三极管Q4的栅极相连，三极管Q1的漏极分别与喷油电磁阀2、二极管D1的正极相连，三极管Q2的漏极分别与喷油电磁阀2、二极管D2的正极相连，三极管Q3的漏极分别与喷油电磁阀2、二极管D3的正极相连，三极管Q4的漏极分别与喷油电磁阀2、二极管D4的正极相连，二极管D4的负极分别与二极管D3的负极、二极管D2的负极、二极管D1的负极相连，三极管Q4的源极分别与三极管Q3的源极、三极管Q2的源极、三极管Q1的源极相连；具体地，通过采用32位的TMS470R1VF67A主控芯片U1最小系统模块作为中央处理器，主控芯片U1接收所有传感器传送的信号，经过处理和诊断后，通过燃气喷嘴驱动电路12控制喷油电磁阀2动作，主控芯片U1独特的HET功能和高速的模数转换为柴油机提供了实时控制解决方案，尤其适用于喷油电磁阀2的控制、高压共轨的轨压变动的控制，以及凸轮轴位置的检测和曲轴相位检测等需要复杂和精确时序脉冲波的多传感器系统。

如图4所示，每路所述传感器信号采集电路14包括滑动变阻器R4、放大器P1和三极管Q5，所述滑动变阻器R4的一端依次串接电阻R3、电阻R1、电阻R2后接地，电阻R3与电阻R1之间的连线与+12V电源端相连，电阻R1与电阻R2之间的连线与传感器的电源端相连，传感器的接地端与滑动变阻器R4的另一端相连后接地，滑动变阻器R4的滑动端分别与电阻R6的一端、放大器P1的同相输入端相连，电阻R6的另一端与放大器P1的接地端相连后接地，放大器P1的反相输入端串接电阻R5后与传感器的输出端相连，电阻R7并接在放大器P1的反相输入端与放大器P1的输出端之间，电容C1并接在电阻R7两端，放大器P1的输出端串接电阻R8后分别与三极管Q5的栅极和漏极相连，三极管Q5的源极与主控芯片U1的ADC端相连；当传感器采集到的信号经放大后发送至主控芯片U1的ADC端，使采集到的信号更加稳定。

如图5所示，所述电源电路13包括：稳压器IC1、稳压器IC2和稳压器IC3，所述稳压器IC1的型号均为LM7812，稳压器IC2的型号均为LM7809，稳压器IC3的型号均为LM7805；所述稳压器IC1的Vin端依次串接电阻R9、保险丝F1后与二极管D5的负极相连，二极管D5的正极与蓄电池4的输出端相连，稳压器IC1的Vin端与电阻R9之间的连线串接电解电容C2后接地，热敏电阻R10并接在电解电容C2两端，稳压器IC1的GND端接地，稳压器IC1的Vout端分别与+12V电源端、电解电容C3的一端、电容C4的一端、稳压器IC2的Vin端、电解电容C6的一端、电容C7的一端、稳压器IC3的Vin端相连，电解电容C3的另一端分别与电容C4的另一端、稳压器IC2的GND端、电容C5的一端、电解电容C6的另一端、电容C7的另一端、稳压器IC3的GND端、电容C8的另一端相连后接地，电容C5的另一端分别与稳压器IC2的Vout端、+9V电源端相连，电容C8的另一端分别与稳压器IC3的Vout端、+5V电源端相连；具体地，电源电路13能够产生5V、9V和12V三种不同电源，5V电源提供给主控芯片U1工作，9V和12V电源用于一些外围电路，稳压器选用LM78XX系列芯片和型号为WH250保险丝F1的保险，稳压器能够稳定输出所需要的电压，而保险丝F1可以在过载的情况下保护电路并在可以自动恢复，电源完全可以达到主控芯片U1及外围电路工作的需要，为系统的稳定运行提供了前提。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：包括矿用柴油机燃油喷射电控装置主机（1）、喷油电磁阀（2）、燃油计量阀（3）和蓄电池（4），所述装置主机（1）分别与喷油电磁阀（2）、燃油计量阀（3）相连，所述蓄电池（4）为装置主机（1）供电，所述装置主机（1）通过本安电缆分别与进气温度压力传感器（5）、机油温度压力传感器（6）、冷却温度传感器（7）、共轨压力传感器（8）、曲轴转速位置传感器（9）、凸轮轴转速位置传感器（10）、油门位置传感器（11）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述装置主机（1）包括主控芯片U1、燃气喷嘴驱动电路（12）、电源电路（13）和多路传感器信号采集电路（14），所述进气温度压力传感器（5）、机油温度压力传感器（6）、冷却温度传感器（7）、共轨压力传感器（8）、曲轴转速位置传感器（9）、凸轮轴转速位置传感器（10）、油门位置传感器（11）分别通过传感器信号采集电路（14）与主控芯片U1的输入端相连，所述主控芯片U1的输出端通过燃气喷嘴驱动电路（12）与喷油电磁阀（2）相连，所述电源电路（13）为主控芯片U1及外围电路提供电源。

3.根据权利要求2所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述燃气喷嘴驱动电路（12）包括：功率驱动器U2、功率驱动器U3、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4，所述功率驱动器U2的输入端、功率驱动器U3的输入端分别与主控芯片U1的输出端相连，功率驱动器U2的输出端分别与三极管Q1的栅极、三极管Q2的栅极相连，功率驱动器U3的输出端分别与三极管Q3的栅极、三极管Q4的栅极相连，三极管Q1的漏极分别与喷油电磁阀（2）、二极管D1的正极相连，三极管Q2的漏极分别与喷油电磁阀（2）、二极管D2的正极相连，三极管Q3的漏极分别与喷油电磁阀（2）、二极管D3的正极相连，三极管Q4的漏极分别与喷油电磁阀（2）、二极管D4的正极相连，二极管D4的负极分别与二极管D3的负极、二极管D2的负极、二极管D1的负极相连，三极管Q4的源极分别与三极管Q3的源极、三极管Q2的源极、三极管Q1的源极相连。

4.根据权利要求2所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述传感器信号采集电路（14）包括滑动变阻器R4、放大器P1和三极管Q5，所述滑动变阻器R4的一端依次串接电阻R3、电阻R1、电阻R2后接地，电阻R3与电阻R1之间的连线与+12V电源端相连，电阻R1与电阻R2之间的连线与传感器的电源端相连，传感器的接地端与滑动变阻器R4的另一端相连后接地，滑动变阻器R4的滑动端分别与电阻R6的一端、放大器P1的同相输入端相连，电阻R6的另一端与放大器P1的接地端相连后接地，放大器P1的反相输入端串接电阻R5后与传感器的输出端相连，电阻R7并接在放大器P1的反相输入端与放大器P1的输出端之间，电容C1并接在电阻R7两端，放大器P1的输出端串接电阻R8后分别与三极管Q5的栅极和漏极相连，三极管Q5的源极与主控芯片U1的ADC端相连。

5.根据权利要求2所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述电源电路（13）包括：稳压器IC1、稳压器IC2和稳压器IC3，所述稳压器IC1的Vin端依次串接电阻R9、保险丝F1后与二极管D5的负极相连，二极管D5的正极与蓄电池（4）的输出端相连，稳压器IC1的Vin端与电阻R9之间的连线串接电解电容C2后接地，热敏电阻R10并接在电解电容C2两端，稳压器IC1的GND端接地，稳压器IC1的Vout端分别与+12V电源端、电解电容C3的一端、电容C4的一端、稳压器IC2的Vin端、电解电容C6的一端、电容C7的一端、稳压器IC3的Vin端相连，电解电容C3的另一端分别与电容C4的另一端、稳压器IC2的GND端、电容C5的一端、电解电容C6的另一端、电容C7的另一端、稳压器IC3的GND端、电容C8的另一端相连后接地，电容C5的另一端分别与稳压器IC2的Vout端、+9V电源端相连，电容C8的另一端分别与稳压器IC3的Vout端、+5V电源端相连。

6.根据权利要求1所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述装置主机的型号为ZCDP24G-Z；所述进气温度压力传感器的型号为GWP0.3/130，机油温度压力传感器的型号为GWP1.3/130，共轨压力传感器的型号为GDP50，曲轴转速位置传感器的型号为GSC3000，凸轮轴转速位置传感器的型号为GSH3000，油门位置传感器的型号为GUH17。

7.根据权利要求2所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述主控芯片U1的型号为TMS470R1VF67A。

8.根据权利要求3所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述功率驱动器U2、功率驱动器U3的型号均为IR2102；所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的型号均为 HUF76419D3。

9.根据权利要求5所述的一种矿用柴油机燃油喷射电控装置，其特征在于：所述稳压器IC1的型号均为LM7812，稳压器IC2的型号均为LM7809，稳压器IC3的型号均为LM7805。

Images