礦用防爆柴油機的安全起動系統

王 波（阿特拉斯科普柯（南京）建筑礦山設備有限公司，南京 210000）

礦用防爆柴油機的安全起動系統

王 波
（阿特拉斯科普柯（南京）建筑礦山設備有限公司，南京 210000）

煤礦用防爆柴油機的工作環境決定了其必須具有防爆的特性，必須滿足《煤礦用防爆柴油機技術檢驗規范》的要求。目前防爆柴油機絕大數采用氣動馬達起動。該類產品最為核心和易損的部件是氣動馬達，由于駕駛員操作不當、氣路元件失靈均會造成馬達損毀。當發動機工作達到極限狀態，如出現發動機過熱、排氣溫度過高、水洗箱水位過低或水溫過高等情況后，若無保護系統繼續起動使用必將造成發動機損壞。本文介紹一種采用氣動馬達起動的防暴柴油機的安全控制系統。

防暴柴油機；活塞式氣動馬達；安全控制氣路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.042

防爆類柴油機的起動方式通常為壓縮空氣驅動氣動馬達。通常選用活塞式氣動馬達，使用壓縮空氣輸入馬達缸體推動馬達活塞桿，使活塞桿前端的小齒輪嚙合發動機飛輪旋轉，發動機點火；起動后切斷壓縮空氣供氣，復位彈簧推動活塞桿退回，前端小齒輪與發動機飛輪脫開，同時停止旋轉，起動完成。該種方式的優點是起動氣壓很低，通常為8bar，使用發動機自帶的壓縮機供氣即可，成本較低，所以目前國內外防爆類柴油機多數采用這種方式；其缺點是氣動馬達比較脆弱，起動完成后，如馬達輸出軸小齒輪與發動機飛輪不能及時脫開，那么馬達活塞桿將隨發動機飛輪高速旋轉，同時隨發動機飛輪一起震動，活塞桿軸承磨損破壞，導致活塞桿與馬達缸體同軸度破壞，彈簧無法回彈，活塞桿不能退回，馬達將直接報廢。國內一些產品的氣路系統設計中存在兩個問題：

（1）馬達完成起動后輸出軸活塞桿不能自動縮回，收縮時間需要駕駛員人為判斷，這樣極有可能因為駕駛員的失誤導致馬達損壞；

（2）啟動按鈕不設置保護措施，當完成起動后活塞桿收回，發動機飛輪已高速旋轉，此時如出現誤操作，再次按動啟動按鈕，馬達活塞桿推動輸出軸齒輪與飛輪撞擊打齒，會直接損壞馬達和發動機。所以控制系統設計的好壞將直接決定馬達壽命。另外，當發動機工作達到極限狀態，如無保護系統，繼續使用發動機終將造成其損壞。

所以結合以上問題，防爆柴油機采用氣動馬達起動的氣路系統應具備三種能力：

（1）氣動馬達完成起動后輸入軸活塞桿能夠立刻自動復位收回，避免人為操作；

（2）啟動完成后，應設置保護裝置或保護系統，使啟動按鈕在發動機正常工作時處于失效狀態；

（3）發動機工作中出現極限狀態如發動機過熱、水洗箱水位過低、排氣溫度過高等，系統應自動禁止強行起動保護發動機。以下介紹一種煤礦用鏟運機的防爆柴油機安全控制系統，原理圖如圖1。