CN216741682U - 一种防爆柴油机用热管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种防爆柴油机用热管理控制系统，通过设置尾气温度传感器和水箱温度传感器分别采集尾气温度和水箱温度，可以采用两套温度检测方式判断尾气温度是否超标，提高了测量精度；通过设置电子风扇和风扇转速传感器，可以通过电子风扇降低排气温度，并基于风扇转速传感器检测的转速调整电子风扇的制冷效果；设置调整柴油机转速进而降低排气温度的方式，并基于发动机转速传感器检测的当前转速调整发动机转速，进而调节排气温度；设置降低发动机负荷进而使发动机排气温度降低的方式，并基于发动机负荷传感器检测的负荷率调整尾气温度。

Description

一种防爆柴油机用热管理控制系统

技术领域

本实用新型涉及矿用防爆柴油机排气冷却系统领域，尤其涉及一种防爆柴油机用热管理控制系统。

背景技术

防爆柴油机及排气系统表面温度需要控制，温度要能满足《防爆柴油机通用技术条件》中具体要求。常用的冷却系统，仅通过发动机自带水泵、散热器、风扇来给排气系统降温，无法精准根据排气系统表面温度，实时进行热管理，控制能力有限，效率低，影响发动机性能。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种防爆柴油机用热管理控制系统，基于柴油机排气的温度值、发动机负荷率、发动机转速等相关数值调节电子风扇和电子水泵转速，进而实时调节冷却强度，满足表面温度限值要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种防爆柴油机用热管理控制系统，基于柴油机排气的温度值、发动机负荷率、发动机转速等相关数值调节电子风扇和电子水泵转速，进而实时调节冷却强度，满足表面温度限值要求。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种防爆柴油机用热管理控制系统，其包括冷却水箱和柴油机热管理控制器，还包括尾气温度传感器、水箱温度传感器和发动机负荷传感器；

柴油机的排气口通过排气管与冷却水箱连通，所述尾气温度传感器设置在排气管上，用于检测尾气温度；

水箱温度传感器设置在冷却水箱的外壁，用于检测冷却水箱进出水温度；

尾气温度传感器的数据输出端、水箱温度传感器的数据输出端以及发动机负荷传感器的数据输出端分别与柴油机热管理控制器电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括电子水泵和外循环散热器；

电子水泵、外循环散热器和冷却水箱组成外循环水冷回路；电子水泵的控制端与柴油机热管理控制器电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，电子水泵为电控直流电动水泵、电控电磁离合器水泵或电控硅油离合器水泵。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括电子风扇和风扇转速传感器；

电子风扇的控制端以及风扇转速传感器的数据输出端分别与柴油机热管理控制器电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，电子风扇为电控直流电动风扇、电控电磁离合器风扇或电控硅油离合器风扇。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括发动机转速传感器；

发动机转速传感器的数据输出端与柴油机热管理控制器电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括与柴油机热管理控制器电性连接的燃油喷射电控装置主机。

本实用新型的一种防爆柴油机用热管理控制系统相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置尾气温度传感器和水箱温度传感器分别采集尾气温度和水箱温度，可以采用两套温度检测方式判断尾气温度是否超标，提高了测量精度；

(2)通过设置电子风扇和风扇转速传感器，可以通过电子风扇降低排气温度，并基于风扇转速传感器检测的转速调整电子风扇的制冷效果；

(3)设置调整柴油机转速进而降低排气温度的方式，并基于发动机转速传感器检测的当前转速调整发动机转速，进而调节排气温度；

(4)设置降低发动机负荷进而使发动机排气温度降低的方式，并基于发动机负荷传感器检测的负荷率调整尾气温度。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种防爆柴油机用热管理控制系统的结构图；

图2为本实用新型一种防爆柴油机用热管理控制系统的电气图。

图中，1-柴油机，2-排气管，3-冷却水箱，4-尾气温度传感器，5-柴油机热管理控制器，6-电子水泵，7-电子风扇，8-外循环散热器，9-燃油喷射电控装置主机，10-水箱温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

常用的冷却系统，仅通过发动机自带水泵、散热器、风扇来给排气系统降温，无法精准根据排气系统表面温度，实时进行热管理，控制能力有限，效率低，影响发动机性能。因此，为了解决上述问题，如图1和图2所示，本实用新型提供一种防爆柴油机用热管理控制系统，其包括冷却水箱3、柴油机热管理控制器5、尾气温度传感器4、水箱温度传感器10、发动机转速传感器、电子水泵6、电子风扇7、外循环散热器8、燃油喷射电控装置主机9、风扇转速传感器和发动机负荷传感器；柴油机热管理控制器5基于柴油机1排气的温度值、发动机负荷率、发动机转速等相关数值调节电子风扇7和电子水泵6转速，进而实时调节冷却强度，满足表面温度限值要求。其中，柴油机热管理控制器5与燃油喷射电控装置主机9进行通信。

尾气温度传感器4和水箱温度传感器10，常用的冷却系统常使用温度传感器检测柴油机1进出水的温度，以水温为参考数据，对电子水泵6和电子风扇7的转速进行控制，这种通过水温间接测量排气温度值的方式存在较大的误差，无法满足表面温度限值要求。因此，为了解决上述问题，本实施例中柴油机1的排气口通过排气管2与冷却水箱3连通，所述尾气温度传感器4设置在排气管2上，用于检测尾气温度；水箱温度传感器10设置在冷却水箱3的外壁，用于检测冷却水箱3进出水温度；如图2所示，尾气温度传感器4的数据输出端、水箱温度传感器10的数据输出端分别与柴油机热管理控制器5电性连接。设置尾气温度传感器4和水箱温度传感器10分别采集尾气温度和水箱温度，预设目标排气温度值和目标冷却水温度值，将采集的实际尾气温度和实际水箱温度分别与目标排气温度值和目标冷却水温度值进行比较，当实际水箱温度大于目标冷却水温度值时，需要增加冷却水箱3内冷却水的容量，使冷却水箱3的水温降到目标冷却水温度值以下；当实际尾气温度大于目标排气温度值时，需要控制柴油机1的冷却装置进行降温，以调节排气温度，并使排气温度降到目标排气温度值以下。本实施例的排气温度控制方法，工作过程中实时获取柴油机1的实际排气温度和冷却水温度，并依据预设的目标排气温度值和目标冷却水温度值，控制柴油机冷却装置的工作状态，以调节排气温度。如此设置，当柴油机1低速、小负荷工作状态时，能够有效提高此工况下排气管2内温度。

优选的，本实施例中柴油机冷却装置包括冷却水箱3、电子水泵6和外循环散热器8组成的水冷回路，以及电子风扇7。当实际尾气温度大于目标排气温度值时，可以通过水冷回路或者电子风扇7降低柴油机1排气管2温度，以此降低排气温度。如图2所示，本实施例中电子水泵6的控制端以及电子风扇7的控制端分别与柴油机热管理控制器5电性连接。进一步优选的，电子水泵6为电控直流电动水泵、电控电磁离合器水泵或电控硅油离合器水泵。电子风扇7为电控直流电动风扇、电控电磁离合器风扇或电控硅油离合器风扇。

优选的，为了实现对电子风扇7的制冷效果管理，本实施例中设置了用于检测电子风扇7转速的风扇转速传感器，如图2所示，风扇转速传感器的数据输出端与柴油机热管理控制器5电性连接。

优选的，当实际尾气温度大于目标排气温度值时，除了上述冷却装置的降温，还可以调整柴油机1转速，减小柴油机1的功率，进而降低排气温度。为了实现对柴油机1转速的控制，本实施例设置了用于检测发动机转速的发动机转速传感器，并将转速传输给柴油机热管理控制器5，柴油机热管理控制器5基于当前转速调整发动机转速，需要说明的是：柴油机热管理控制器5基于当前转速调整发动机转速的原理和方法属于现有技术，可以采用现有的软件实现，本实施例并不涉及对软件部分的改进，本领域的技术人员在获知本实施例记载的方案时，可以毫无疑虑地获取到对应的软件算法，本实施例记载的方案对本领域的技术人员来说是清楚完整的。

优选的，在进行发动机转速或者功率调节时，为了防止发动机负荷超标导致柴油机1出现安全故障的问题，本实施例设置了用来监控发动机的负荷是否超标的发动机负荷传感器，如图2所示，发动机负荷传感器的数据输出端与柴油机热管理控制器5电性连接。一方面，设置安全阈值，当发动机负荷超标时，可以中断或减小发动机的负荷，保证发动机的安全；另一方面，当实际尾气温度大于目标排气温度值时，还可以通过其他方式降低发动机负荷，从而使发动机排气温度降低。

本实施例的工作原理是：尾气温度传感器4和水箱温度传感器10分别采集尾气温度和水箱温度，预设目标排气温度值和目标冷却水温度值，将采集的实际尾气温度和实际水箱温度分别与目标排气温度值和目标冷却水温度值进行比较，当实际水箱温度大于目标冷却水温度值或者当实际尾气温度大于目标排气温度值时，说明此时排气温度超过目标排气温度值，可以通过以下几种方式进行降温：

方式一：增加冷却水箱3内冷却水的容量，使冷却水箱3的水温降到目标冷却水温度值以下，并通过电子水泵6将冷却水抽离至发动机，带走发动机表面温度，进而降低排气温度；

方式二：通过电子风扇7降低排气管2温度，以此降低排气温度，并通过风扇转速传感器实时检测电子风扇7的转速，基于转速调节电子风扇7的制冷效果；

方式三：通过调整柴油机1转速，减小柴油机1的功率，进而降低排气温度，并设置用于检测发动机转速的发动机转速传感器，柴油机热管理控制器5基于当前转速调整发动机转速，进而调节柴油机1排气温度；

方式四：降低发动机负荷，从而使发动机排气温度降低，并设置用来监控发动机的负荷是否超标的发动机负荷传感器，保证发动机安全的同时降低排气温度；

根据实际需求选择以上四种方式中某种或几种结合的方式实现尾气温度控制的目的。

本实施例的有益效果为：通过设置尾气温度传感器4和水箱温度传感器10分别采集尾气温度和水箱温度，可以采用两套温度检测方式判断尾气温度是否超标，提高了测量精度；

通过设置电子风扇7和风扇转速传感器，可以通过电子风扇7降低排气温度，并基于风扇转速传感器检测的转速调整电子风扇7的制冷效果；

设置调整柴油机1转速进而降低排气温度的方式，并基于发动机转速传感器检测的当前转速调整发动机转速，进而调节排气温度；

设置降低发动机负荷进而使发动机排气温度降低的方式，并基于发动机负荷传感器检测的负荷率调整尾气温度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防爆柴油机用热管理控制系统，其包括冷却水箱和柴油机热管理控制器，其特征在于：还包括尾气温度传感器、水箱温度传感器和发动机负荷传感器；

柴油机的排气口通过排气管与冷却水箱连通，所述尾气温度传感器设置在排气管上，用于检测尾气温度；

所述水箱温度传感器设置在冷却水箱的外壁，用于检测冷却水箱进出水温度；

所述尾气温度传感器的数据输出端、水箱温度传感器的数据输出端以及发动机负荷传感器的数据输出端分别与柴油机热管理控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的一种防爆柴油机用热管理控制系统，其特征在于：还包括电子水泵和外循环散热器；

所述电子水泵、外循环散热器和冷却水箱组成外循环水冷回路；电子水泵的控制端与柴油机热管理控制器电性连接。

3.如权利要求2所述的一种防爆柴油机用热管理控制系统，其特征在于：所述电子水泵为电控直流电动水泵、电控电磁离合器水泵或电控硅油离合器水泵。

4.如权利要求1或2所述的一种防爆柴油机用热管理控制系统，其特征在于：还包括电子风扇和风扇转速传感器；

所述电子风扇的控制端以及风扇转速传感器的数据输出端分别与柴油机热管理控制器电性连接。

5.如权利要求4所述的一种防爆柴油机用热管理控制系统，其特征在于：所述电子风扇为电控直流电动风扇、电控电磁离合器风扇或电控硅油离合器风扇。

6.如权利要求4所述的一种防爆柴油机用热管理控制系统，其特征在于：还包括发动机转速传感器；

所述发动机转速传感器的数据输出端与柴油机热管理控制器电性连接。

7.如权利要求1所述的一种防爆柴油机用热管理控制系统，其特征在于：还包括与柴油机热管理控制器电性连接的燃油喷射电控装置主机。

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