试析防爆电控柴油机在防爆无轨胶轮车的应用

王贞凯

摘要：现阶段的防爆电控柴油机主要以防爆无轨胶轮车为主，但是在实际作业中，因受到矿井环境的影响，设备在使用过程中会经常出现发动机燃烧不充分的情况，影响井下作业效果。为此，本文就针对防爆电控柴油机在防爆无轨胶轮车的应用问题进行了探究。

关键词：防爆电控柴油机;防爆无轨胶轮车;应用

现如今，我国的排放法规更为严格，自然吸气式柴油机现处于停产阶段，为优化柴油机的性能，涡轮增压式柴油机在防爆无轨胶轮车中得以广泛应用，其可有效减轻尾气排放和柴油机的尾气污染，但在生产过程中依然要关注井下生产环境，因而出现了防爆电控柴油机，其主要由ECU控制喷油系统。

1 防爆电控单体泵柴油机的特点

电控柴油机核心装置配备电子控制的燃油喷射系统，通常分为时间控制和实践压力控制式两种类型，可实现电控单体泵定时喷油，同时其也可实现对喷油量的严格控制。喷油压力可随着发动机转速的变化而改变，而高压共轨的喷油量也能够得到严格控制，喷油压力长期不变且最高压力为250Mpa。电控单体泵对燃油品质的要求不高，而高压共轨对燃油品质的要求较高，结合矿井下作业环境的复杂性特征，要想保证防爆无轨辅助运输车的正常运转，应选用燃油品质较低的电控单体泵，提高设备运行效率。另外，与传统机械泵相比，防爆电控单体泵在运行参数及运行过程中的管控效果要更为精确可靠，这有助于优化防爆无轨辅助运输车的整体性能，改善作业质量。不过在使用过程中，需要对喷射油压、喷射时间实行严格把控。

防爆電控单体泵与传统机械泵相比，其优势十分明显。防爆电控单体泵在参数调节的过程中控制精度更高，能够有效优化泵体的性能。再者，防爆电控单体泵喷油压力较大，喷射的时机和喷射的时长要求也相对较高。电控单体泵在喷油定时的过程中主要依靠传感器监测数据，以便及时调整不准确的数据信息。机械泵在设定喷油定时后，无法改变参数，电控单体泵的喷油量数据能够实时调整和更正数据信息，机械泵则不可以。在两者对比中可以看出，防爆电控单体泵的最大喷油压力可达到130兆帕左右，而机械泵的喷油压力最高可达到80兆帕，且其会随着发动机转速的变化，而呈现不稳定状态。电动单体泵对燃油品质的要求不高，而机械泵对燃油品质的要求则与电动单体泵的要求相同。

2 防爆电控单体泵柴油机的工作原理

防爆电控单体泵柴油机在运转中，是依靠转速传感器、进气温度压力传感器和机油压力传感器这三部分进行控制，以实现喷油时间及喷油量的管控。防爆柴油机运行中，进气温度压力传感器，凸轮转速的作用在于明确发动机一缸的位置，然后结合曲轴转速传感器明确曲轴的位置。冷水温传感器是实现冷启动、喷油提前角调整及功率保护的重要设备。机油压力则是为确保发动机的稳定运行，防止出现运行故障等问题。电控柴油机能够对多个环节实行调节和控制，确保柴油机在运行的过程中实现性能最佳运行模式。机械柴油机的性能主要体现在调整整条外特殊曲线方面，故而其无法兼顾工况当中的每一个细节。

3 防爆电控单体泵柴油机功能实现

由于井下作业的复杂性，防爆柴油机在运行过程中，很容易因为环境等因素的影响而出现各种故障问题，进而导致传感器和控制器失灵，降低井下作业的安全性，而防爆控制器柴油机则能够合理解决上述问题，并在保证柴油机性能的基础上，促进设备带故障状态下的平稳运行。

首先，若发动机的水温在98摄氏度以上时，ECU会自动报警，采用限速限扭机制，以期在发动机运行的过程中保持稳定的温度，确保车辆正常驶入故障维修区域，防止设备抛锚的问题。如发动机的水温在100摄氏度以上，则需及时停车，有效防止设备损坏。 其次，电控柴油机的平稳运行需要在曲轴转速传感器和凸轴转速传感器高度配合下方能实现。二者在传感器中发挥着不可忽视的作用，若在运行中共中一者发生磨损和故障，其依然能够正常运行。对此，ECU会结合一个转速传感器实现喷油定时的控制工作，但往往这样的控制方式存在局限性，参数控制准确性得不到保障，很容易破坏柴油机的排放性能。但由于是一个转速传感器运转，即使存在问题，发动机也会处于运转状态，只有当两个传感器均出现问题后，发动机才会停止运行。

最后，防爆柴油机在井下作业中，需要做好安全防护工作，保证井下作业的安全。通常情况下，会在防爆柴油机中设置电控保护装置，这样在防爆柴油机运行中，如果遇到瓦斯、柴油表面温度和柴油及排气温度超标时，电控保护装置可使其立即停止工作。防爆装置自身具有设备启停控制功能，为能够在煤矿工作环境中更好地发挥其作用和价值，应在电控柴油机上应用电控保护装置。在应用的过程中，要以ECU发出的指令指引柴油机的运行。当电控保护装置监测到瓦斯气体等指标超出正常的范围时，需及时向ECU发出停机指令。采取以上方式能够促进发动机开展ECU的中枢指导工作。

从ECU主要的功能分析，防爆电控柴油机与机械式防爆柴油机相比，前者故障风险明显增大，对此，增设了较多的应对措施。如机械发生故障时，要确定柴油机是否存在重大风险，如无重大风险，可采取减速降扭的方式让设备具有带病运行的功能，或者也可以故障码显示故障的类别，以较快的速度确定故障的位置和类型。

4 整车运行概况

本文主要以某型号防爆电控柴油机为例，分析整机运行情况，在运行的过程中采取V型布置，并应用水空中冷技术，配备防爆电控单体泵。受到动力输出环节的影响，排放性能较强，工作时的噪音较小，因此在应用于采矿工作的过程中，得到了相关企业的高度认可。采用便携式尾气检测仪监测了汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物和烟度，具体监测数据如下表所示。表中所有的数据均为实时数据的最大显示值，见表1。

工业性试验过程中，防爆柴油机并未出现明显的故障问题，只是发生了三四次传感器线头松动的情况，进而使发动机无法正常运行。对此，应制定更加严格的防爆电控柴油机接线要求，采取措施后，并未出现相同的故障问题。

5 防爆柴油机系统维护与保养

5.1 进气系统的维保

空气滤镜器技术保养的效果对柴油机的使用寿命产生了较为显著的影响，在保养和维护工作中，要注重指示器和滤芯的保养，指示器保养中，工作人员需着重检查复位的灵活性。煤矿巷道内部灰尘较多，车辆回程后需及时去除纸滤芯，然后使用振动和压缩空气，从滤芯的中心向外部吹气或轻轻拍打端面，从而保证端面的干燥和清洁，不可使用油水清洁。待累计工作500-1000小时后，及时更换新的滤芯。

另外，在在滤芯安装处理的过程中，还要做好密封工作。防爆柴油机与普通柴油机相比起优势更加明显，但二者在空滤维护上的目的完全相同，只是因为煤矿环境自身具有较强的特殊性，因此需要采取多种措施缩短维护周期。

气关断阀在煤矿防爆柴油机运行的过程中发挥着不可忽视的作用，其主要的目的是在防爆柴油机开关阀处于断开状态时，能够及时阻止进气。工作人员要定期检查气缸活动的灵活性，且及时调整进气状态。进气阻火器在进气防爆系统中发挥着十分重要的作用，其能够在规定的距离内及时熄灭火花。在维护的过程中，要及时检测间隙，规定间隙在0. 5mm之内，若超出该数值，则要及时更换。为确保其平稳运行，工作人员必须定期清洗。

5.2排汽系统的维护与保养

水冷排气管、增压器是在普通排气管和增压器的基础上设置水套，确保其表面的温度在150摄氏度以内，内壁两侧的温差在200- 300摄氏度。也正因如此，极易出现焊缝和内壁破裂的问题，进而引发冷却液倒灌现象，对发动机的性能构成极大伤害。为有效规避上述问题，在处理过程中，应定期向水冷排气管中加压。废气处理箱可降低排气管的温度，使排气管内的温度在70摄氏度之内，而且其也可优化除碳的效果。

5.3喷油泵的维护与保养

工作人员要认真检查油阀构件的密封概况，拧开各缸的高压油管接头，同时开启输油泵，若喷油泵顶部的油管接头部分出现油流，则可证明密封效果不佳。此时需及时调整和更换。再者，仔细检查关键槽和螺栓的紧固概況，如出现问题要及时修复。如油泵柱塞和油泵的构件出现磨损，则应按照要求完成拆机检查，如问题较为严重，则可第一时间更换构件，并且还要重视喷油泵附件的保养，从而提高燃油系统压力的稳定性。

6 结语

将防爆电控柴油机应用在无轨辅助运输车辆当中，可提高车辆运行效率，增强燃油的经济性。与传统的机械泵柴油机相比，其排放优势十分明显。将其应用在煤矿施工中，可有效完善煤矿的工作环境，煤矿设备的智能化水平也因此得以显著提升，因而值得大力推广。

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