[发明专利]一种高压共轨防爆柴油机空气循环系统

说明书

本发明涉及的一种高压共轨防爆柴油机空气循环系统，其特征在于包括进气系统、排气系统以及位于两者之间的防爆柴油机主体的气路；所述进气系统从前至后依次包括有空滤器、防爆增压器、中冷装置、进气风门总成以及进气阻火器直至防爆进气歧管；所述排气系统从前至后依次包括有防爆排气歧管以及防爆增压器直至尾气处理箱，防爆排气歧管的排气口与防爆增压器的回气口连接，防爆增压器的排气口与尾气处理箱的进气口通过排气波纹管连接。本发明将陆地上已经广泛使用的高压共轨柴油机系统进行防爆改造，适用于井下作业，形成新的一种高压共轨防爆柴油机空气循环系统，具有节能减排，降低噪音，提高安全性能的优点。

技术领域

本发明涉及一种高压共轨防爆柴油机空气循环系统。

背景技术

大功率柴油机采用的燃油喷射系统，第一代为机械喷油泵加调速器的控制模式，通过调速器改变喷油泵齿条位置来控制喷油量，喷射的高压由油泵凸轮产生；第二代为电控喷油泵加电喷控制器的控制模式，通过控制电控泵电磁阀开启时刻和开启时长，可以灵活控制喷油始点和喷油量，喷射的高压由油泵凸轮产生。

最新的燃油喷射技术是第三代的高压共轨燃油喷射系统，该系统取消了独立安装在柴油机每个气缸附近的喷油泵，燃油喷射的高压由独立的高压共轨泵产生，高压燃油由高压共轨管输送到每个气缸，燃油喷射的控制由电喷控制器驱动安装在气缸内的电控喷油器实现。

柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750- 1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。

共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：

1、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。

3、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。

由于高压共轨柴油机系统已经在陆地上进行使用，并且效果较佳，但是在况下作业的设备还是普遍配置了传统的柴油机系统，因此如何将陆地上已经广泛使用的高压共轨柴油机系统进行防爆改造，适用于井下作业，形成新的一种高压共轨防爆柴油机系统尤为重要。有鉴于此，有必要研发一种高压共轨防爆柴油机空气循环系统，满足井下作业工况的进排气要求。

发明内容