王貞凱

摘要：現(xiàn)階段的防爆電控柴油機(jī)主要以防爆無(wú)軌膠輪車為主，但是在實(shí)際作業(yè)中，因受到礦井環(huán)境的影響，設(shè)備在使用過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分的情況，影響井下作業(yè)效果。為此，本文就針對(duì)防爆電控柴油機(jī)在防爆無(wú)軌膠輪車的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：防爆電控柴油機(jī);防爆無(wú)軌膠輪車;應(yīng)用

現(xiàn)如今，我國(guó)的排放法規(guī)更為嚴(yán)格，自然吸氣式柴油機(jī)現(xiàn)處于停產(chǎn)階段，為優(yōu)化柴油機(jī)的性能，渦輪增壓式柴油機(jī)在防爆無(wú)軌膠輪車中得以廣泛應(yīng)用，其可有效減輕尾氣排放和柴油機(jī)的尾氣污染，但在生產(chǎn)過(guò)程中依然要關(guān)注井下生產(chǎn)環(huán)境，因而出現(xiàn)了防爆電控柴油機(jī)，其主要由ECU控制噴油系統(tǒng)。

1 防爆電控單體泵柴油機(jī)的特點(diǎn)

電控柴油機(jī)核心裝置配備電子控制的燃油噴射系統(tǒng)，通常分為時(shí)間控制和實(shí)踐壓力控制式兩種類型，可實(shí)現(xiàn)電控單體泵定時(shí)噴油，同時(shí)其也可實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量的嚴(yán)格控制。噴油壓力可隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而改變，而高壓共軌的噴油量也能夠得到嚴(yán)格控制，噴油壓力長(zhǎng)期不變且最高壓力為250Mpa。電控單體泵對(duì)燃油品質(zhì)的要求不高，而高壓共軌對(duì)燃油品質(zhì)的要求較高，結(jié)合礦井下作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性特征，要想保證防爆無(wú)軌輔助運(yùn)輸車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)選用燃油品質(zhì)較低的電控單體泵，提高設(shè)備運(yùn)行效率。另外，與傳統(tǒng)機(jī)械泵相比，防爆電控單體泵在運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行過(guò)程中的管控效果要更為精確可靠，這有助于優(yōu)化防爆無(wú)軌輔助運(yùn)輸車的整體性能，改善作業(yè)質(zhì)量。不過(guò)在使用過(guò)程中，需要對(duì)噴射油壓、噴射時(shí)間實(shí)行嚴(yán)格把控。

防爆電控單體泵與傳統(tǒng)機(jī)械泵相比，其優(yōu)勢(shì)十分明顯。防爆電控單體泵在參數(shù)調(diào)節(jié)的過(guò)程中控制精度更高，能夠有效優(yōu)化泵體的性能。再者，防爆電控單體泵噴油壓力較大，噴射的時(shí)機(jī)和噴射的時(shí)長(zhǎng)要求也相對(duì)較高。電控單體泵在噴油定時(shí)的過(guò)程中主要依靠傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以便及時(shí)調(diào)整不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。機(jī)械泵在設(shè)定噴油定時(shí)后，無(wú)法改變參數(shù)，電控單體泵的噴油量數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整和更正數(shù)據(jù)信息，機(jī)械泵則不可以。在兩者對(duì)比中可以看出，防爆電控單體泵的最大噴油壓力可達(dá)到130兆帕左右，而機(jī)械泵的噴油壓力最高可達(dá)到80兆帕，且其會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，而呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。電動(dòng)單體泵對(duì)燃油品質(zhì)的要求不高，而機(jī)械泵對(duì)燃油品質(zhì)的要求則與電動(dòng)單體泵的要求相同。

2 防爆電控單體泵柴油機(jī)的工作原理

防爆電控單體泵柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，是依靠轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣溫度壓力傳感器和機(jī)油壓力傳感器這三部分進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)噴油時(shí)間及噴油量的管控。防爆柴油機(jī)運(yùn)行中，進(jìn)氣溫度壓力傳感器，凸輪轉(zhuǎn)速的作用在于明確發(fā)動(dòng)機(jī)一缸的位置，然后結(jié)合曲軸轉(zhuǎn)速傳感器明確曲軸的位置。冷水溫傳感器是實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)、噴油提前角調(diào)整及功率保護(hù)的重要設(shè)備。機(jī)油壓力則是為確保發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，防止出現(xiàn)運(yùn)行故障等問(wèn)題。電控柴油機(jī)能夠?qū)Χ鄠€(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行調(diào)節(jié)和控制，確保柴油機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)性能最佳運(yùn)行模式。機(jī)械柴油機(jī)的性能主要體現(xiàn)在調(diào)整整條外特殊曲線方面，故而其無(wú)法兼顧工況當(dāng)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。

3 防爆電控單體泵柴油機(jī)功能實(shí)現(xiàn)

由于井下作業(yè)的復(fù)雜性，防爆柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，很容易因?yàn)榄h(huán)境等因素的影響而出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器和控制器失靈，降低井下作業(yè)的安全性，而防爆控制器柴油機(jī)則能夠合理解決上述問(wèn)題，并在保證柴油機(jī)性能的基礎(chǔ)上，促進(jìn)設(shè)備帶故障狀態(tài)下的平穩(wěn)運(yùn)行。

首先，若發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫在98攝氏度以上時(shí)，ECU會(huì)自動(dòng)報(bào)警，采用限速限扭機(jī)制，以期在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中保持穩(wěn)定的溫度，確保車輛正常駛?cè)牍收暇S修區(qū)域，防止設(shè)備拋錨的問(wèn)題。如發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫在100攝氏度以上，則需及時(shí)停車，有效防止設(shè)備損壞。 其次，電控柴油機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行需要在曲軸轉(zhuǎn)速傳感器和凸軸轉(zhuǎn)速傳感器高度配合下方能實(shí)現(xiàn)。二者在傳感器中發(fā)揮著不可忽視的作用，若在運(yùn)行中共中一者發(fā)生磨損和故障，其依然能夠正常運(yùn)行。對(duì)此，ECU會(huì)結(jié)合一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)現(xiàn)噴油定時(shí)的控制工作，但往往這樣的控制方式存在局限性，參數(shù)控制準(zhǔn)確性得不到保障，很容易破壞柴油機(jī)的排放性能。但由于是一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)，即使存在問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，只有當(dāng)兩個(gè)傳感器均出現(xiàn)問(wèn)題后，發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)停止運(yùn)行。

最后，防爆柴油機(jī)在井下作業(yè)中，需要做好安全防護(hù)工作，保證井下作業(yè)的安全。通常情況下，會(huì)在防爆柴油機(jī)中設(shè)置電控保護(hù)裝置，這樣在防爆柴油機(jī)運(yùn)行中，如果遇到瓦斯、柴油表面溫度和柴油及排氣溫度超標(biāo)時(shí)，電控保護(hù)裝置可使其立即停止工作。防爆裝置自身具有設(shè)備啟?？刂乒δ?，為能夠在煤礦工作環(huán)境中更好地發(fā)揮其作用和價(jià)值，應(yīng)在電控柴油機(jī)上應(yīng)用電控保護(hù)裝置。在應(yīng)用的過(guò)程中，要以ECU發(fā)出的指令指引柴油機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)電控保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)到瓦斯氣體等指標(biāo)超出正常的范圍時(shí)，需及時(shí)向ECU發(fā)出停機(jī)指令。采取以上方式能夠促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)開展ECU的中樞指導(dǎo)工作。

從ECU主要的功能分析，防爆電控柴油機(jī)與機(jī)械式防爆柴油機(jī)相比，前者故障風(fēng)險(xiǎn)明顯增大，對(duì)此，增設(shè)了較多的應(yīng)對(duì)措施。如機(jī)械發(fā)生故障時(shí)，要確定柴油機(jī)是否存在重大風(fēng)險(xiǎn)，如無(wú)重大風(fēng)險(xiǎn)，可采取減速降扭的方式讓設(shè)備具有帶病運(yùn)行的功能，或者也可以故障碼顯示故障的類別，以較快的速度確定故障的位置和類型。

4 整車運(yùn)行概況

本文主要以某型號(hào)防爆電控柴油機(jī)為例，分析整機(jī)運(yùn)行情況，在運(yùn)行的過(guò)程中采取V型布置，并應(yīng)用水空中冷技術(shù)，配備防爆電控單體泵。受到動(dòng)力輸出環(huán)節(jié)的影響，排放性能較強(qiáng)，工作時(shí)的噪音較小，因此在應(yīng)用于采礦工作的過(guò)程中，得到了相關(guān)企業(yè)的高度認(rèn)可。采用便攜式尾氣檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)了汽車尾氣中的一氧化碳、氮氧化物和煙度，具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示。表中所有的數(shù)據(jù)均為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的最大顯示值，見表1。

工業(yè)性試驗(yàn)過(guò)程中，防爆柴油機(jī)并未出現(xiàn)明顯的故障問(wèn)題，只是發(fā)生了三四次傳感器線頭松動(dòng)的情況，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。對(duì)此，應(yīng)制定更加嚴(yán)格的防爆電控柴油機(jī)接線要求，采取措施后，并未出現(xiàn)相同的故障問(wèn)題。

5 防爆柴油機(jī)系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)

5.1 進(jìn)氣系統(tǒng)的維保

空氣濾鏡器技術(shù)保養(yǎng)的效果對(duì)柴油機(jī)的使用壽命產(chǎn)生了較為顯著的影響，在保養(yǎng)和維護(hù)工作中，要注重指示器和濾芯的保養(yǎng)，指示器保養(yǎng)中，工作人員需著重檢查復(fù)位的靈活性。煤礦巷道內(nèi)部灰塵較多，車輛回程后需及時(shí)去除紙濾芯，然后使用振動(dòng)和壓縮空氣，從濾芯的中心向外部吹氣或輕輕拍打端面，從而保證端面的干燥和清潔，不可使用油水清潔。待累計(jì)工作500-1000小時(shí)后，及時(shí)更換新的濾芯。

另外，在在濾芯安裝處理的過(guò)程中，還要做好密封工作。防爆柴油機(jī)與普通柴油機(jī)相比起優(yōu)勢(shì)更加明顯，但二者在空濾維護(hù)上的目的完全相同，只是因?yàn)槊旱V環(huán)境自身具有較強(qiáng)的特殊性，因此需要采取多種措施縮短維護(hù)周期。

氣關(guān)斷閥在煤礦防爆柴油機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)揮著不可忽視的作用，其主要的目的是在防爆柴油機(jī)開關(guān)閥處于斷開狀態(tài)時(shí)，能夠及時(shí)阻止進(jìn)氣。工作人員要定期檢查氣缸活動(dòng)的靈活性，且及時(shí)調(diào)整進(jìn)氣狀態(tài)。進(jìn)氣阻火器在進(jìn)氣防爆系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用，其能夠在規(guī)定的距離內(nèi)及時(shí)熄滅火花。在維護(hù)的過(guò)程中，要及時(shí)檢測(cè)間隙，規(guī)定間隙在0. 5mm之內(nèi)，若超出該數(shù)值，則要及時(shí)更換。為確保其平穩(wěn)運(yùn)行，工作人員必須定期清洗。

5.2排汽系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)

水冷排氣管、增壓器是在普通排氣管和增壓器的基礎(chǔ)上設(shè)置水套，確保其表面的溫度在150攝氏度以內(nèi)，內(nèi)壁兩側(cè)的溫差在200- 300攝氏度。也正因如此，極易出現(xiàn)焊縫和內(nèi)壁破裂的問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)冷卻液倒灌現(xiàn)象，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能構(gòu)成極大傷害。為有效規(guī)避上述問(wèn)題，在處理過(guò)程中，應(yīng)定期向水冷排氣管中加壓。廢氣處理箱可降低排氣管的溫度，使排氣管內(nèi)的溫度在70攝氏度之內(nèi)，而且其也可優(yōu)化除碳的效果。

5.3噴油泵的維護(hù)與保養(yǎng)

工作人員要認(rèn)真檢查油閥構(gòu)件的密封概況，擰開各缸的高壓油管接頭，同時(shí)開啟輸油泵，若噴油泵頂部的油管接頭部分出現(xiàn)油流，則可證明密封效果不佳。此時(shí)需及時(shí)調(diào)整和更換。再者，仔細(xì)檢查關(guān)鍵槽和螺栓的緊固概況，如出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)修復(fù)。如油泵柱塞和油泵的構(gòu)件出現(xiàn)磨損，則應(yīng)按照要求完成拆機(jī)檢查，如問(wèn)題較為嚴(yán)重，則可第一時(shí)間更換構(gòu)件，并且還要重視噴油泵附件的保養(yǎng)，從而提高燃油系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

將防爆電控柴油機(jī)應(yīng)用在無(wú)軌輔助運(yùn)輸車輛當(dāng)中，可提高車輛運(yùn)行效率，增強(qiáng)燃油的經(jīng)濟(jì)性。與傳統(tǒng)的機(jī)械泵柴油機(jī)相比，其排放優(yōu)勢(shì)十分明顯。將其應(yīng)用在煤礦施工中，可有效完善煤礦的工作環(huán)境，煤礦設(shè)備的智能化水平也因此得以顯著提升，因而值得大力推廣。

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