基于組合式電控單體泵的防爆柴油機系統研發

王登化 鄒美群 尹小定

摘 要：為改善現有礦用防爆柴油機車的排放性能及經濟性，以某型柴油機為研究對象，通過對現有電控技術的分析，提出組合式電控單體泵系統為研究的技術路線。對其進行電控防爆改裝，改裝后并對其進行臺架標定及性能測試，測試結果表明：改裝后的柴油機CO、NOX排放均有很大下降。該升級改造變動小，能達到預期排放性能及經濟性目標，適于在煤礦上推廣使用。

關鍵詞：排放性能;經濟性;電控單體泵;防爆;標定

中圖分類號：U463 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）19-80-03

System Research and Development of Explosion-proof Diesel Engine Based

on Combined-type Electric Control Unit Pump

Wang Denghua1，2， Zou Meiqun3， Yin Xiaoding2

（ 1.Jiangsu?Key?Laboratory?of?Coal?Mine?Explosion?Proof?Vehicles，?Jiangsu Changzhou 213023;

2.Jiangxi Vocational College of Mechanical & Electrical Technology， Jiangxi Nanchang 330013;

3.Jiangxi Normal University， Jiangxi Nanchang 330022 ）

Abstract： In order to improve the emission performance and economy of existing explosion-proof diesel locomotive， a type of diesel engine is used as the research object， analysis of existing electronic control technology， this paper presents a series of integrated electronic control unit pump system for the research of the technical route. After the electric control explosion- proof modification， the calibration and performance testing of the platform are carried out， the test results show that the diesel engine CO、NOX emission have decreased greatly after the refit. The upgrade is small and can meet the expected emission performance and economic targets， it is suitable for use in coal mines.

Keywords： Emissions performance; Economy; Electronic control unit pump; Explosion-proof; Calibration

CLC NO.： U463 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-80-03

引言

節能環保越來越受到重視，煤礦客戶對礦用防爆柴油機的排放性能和經濟性也提出了更高的要求，但目前在煤礦輔助運輸領域仍普遍存在著防爆柴油機“三高一低”的問題。隨著柴油機電噴及后處理技術的發展，柴油機油耗和排放已有大幅度降低。但煤礦特殊的使用環境限制了電控技術的應用，如何將電控技術應用到煤礦輔助運輸領域，是急待研究的問題。

現代電控噴油系統主要有電控泵噴嘴、電控單體泵和電控高壓共軌系統。電控高壓共軌系統是目前市場上主流的電控噴油系統，具有噴油壓力高且恒定，低速性能好;響應速度快，可以實現多次噴射;靈活控制噴油量、噴油定時等諸多優點，性能優于電控單體泵系統。但其對柴油品質要求很高，這與煤礦使用環境差，燃油品質參差不齊的現狀相矛盾，為此選擇組合式電控單體泵系統為研究的技術路線。

1 原型機主要技術參數

基于組合式電控單體泵的防爆柴油機是在機械泵式柴油機的基礎之上升級改造而來，現以某型柴油機為研究對象，其原型機主要技術參數見表1。

2 主要部件防爆技術方案

依據MT990-2006《礦用防爆柴油機通用技術條件》中所提的要求，以下幾項需做改進：

（1）進、排氣系統需增加符合防爆要求的柵欄阻止柴油機內部火星引爆瓦斯;

（2）在緊急情況下，通過增加進氣關斷閥、停止噴油的策略，以停止發動機;

（3）讓柴油機尾氣經過廢氣處理箱，對其降溫及凈化，使排氣溫度低于70℃;

（4）排氣歧管、增壓器外殼等采取水套結構，利用循環水對其冷卻，使表溫低于150℃;

（5）增加自動保護功能，在表溫、排溫、機油壓力、冷卻水溫等超限時報警并自動停機;

（6）發動機機械結構防爆改造以滿足MT990-2006的規定。

根據GB3836爆炸性環境用防爆電器設備通用要求對電控系統防爆處理，對電控系統中ECU、電磁閥、傳感器、顯示器等進行防爆處理。