基于组合式电控单体泵的防爆柴油机系统研发

王登化 邹美群 尹小定

摘 要：为改善现有矿用防爆柴油机车的排放性能及经济性，以某型柴油机为研究对象，通过对现有电控技术的分析，提出组合式电控单体泵系统为研究的技术路线。对其进行电控防爆改装，改装后并对其进行台架标定及性能测试，测试结果表明：改装后的柴油机CO、NOX排放均有很大下降。该升级改造变动小，能达到预期排放性能及经济性目标，适于在煤矿上推广使用。

关键词：排放性能;经济性;电控单体泵;防爆;标定

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：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

節能环保越来越受到重视，煤矿客户对矿用防爆柴油机的排放性能和经济性也提出了更高的要求，但目前在煤矿辅助运输领域仍普遍存在着防爆柴油机“三高一低”的问题。随着柴油机电喷及后处理技术的发展，柴油机油耗和排放已有大幅度降低。但煤矿特殊的使用环境限制了电控技术的应用，如何将电控技术应用到煤矿辅助运输领域，是急待研究的问题。

现代电控喷油系统主要有电控泵喷嘴、电控单体泵和电控高压共轨系统。电控高压共轨系统是目前市场上主流的电控喷油系统，具有喷油压力高且恒定，低速性能好;响应速度快，可以实现多次喷射;灵活控制喷油量、喷油定时等诸多优点，性能优于电控单体泵系统。但其对柴油品质要求很高，这与煤矿使用环境差，燃油品质参差不齐的现状相矛盾，为此选择组合式电控单体泵系统为研究的技术路线。

1 原型机主要技术参数

基于组合式电控单体泵的防爆柴油机是在机械泵式柴油机的基础之上升级改造而来，现以某型柴油机为研究对象，其原型机主要技术参数见表1。

2 主要部件防爆技术方案

依据MT990-2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》中所提的要求，以下几项需做改进：

（1）进、排气系统需增加符合防爆要求的栅栏阻止柴油机内部火星引爆瓦斯;

（2）在紧急情况下，通过增加进气关断阀、停止喷油的策略，以停止发动机;

（3）让柴油机尾气经过废气处理箱，对其降温及净化，使排气温度低于70℃;

（4）排气歧管、增压器外壳等采取水套结构，利用循环水对其冷却，使表温低于150℃;

（5）增加自动保护功能，在表温、排温、机油压力、冷却水温等超限时报警并自动停机;

（6）发动机机械结构防爆改造以满足MT990-2006的规定。

根据GB3836爆炸性环境用防爆电器设备通用要求对电控系统防爆处理，对电控系统中ECU、电磁阀、传感器、显示器等进行防爆处理。