杨志军

(山西西山中煤机械制造有限公司,山西太原 030053)

气启动电保护技术在无轨胶轮车中的应用

杨志军

(山西西山中煤机械制造有限公司,山西太原 030053)

在煤矿井下保证无轨胶轮车可以安全的进行作业,本文针对各种启动保护的技术系统进行相关分析和阐述,通过对气启动电保护技术的具体工作原理、相应组成以及气启动电保护的功能特点,详细阐述了气启动电保护在无轨胶轮车中的全面应用。

无轨胶轮车 气启动电保护 全面应用

防爆柴油机式无轨胶轮车的具体性能是防爆性能良好,可以在有煤尘、瓦斯等危险性爆炸性环境中进行安全作业,因此,在当前煤矿井下得以全面应用。防爆柴油机可以看成是整体机器的动力源泉,安全防爆性能影响着整个无轨胶轮车在井下的安全运行。具体的防爆柴油机无轨胶轮车的防爆功能具体体现在柴油机的本机防爆启动以及安全保护运行停机等方面。所以,要想保证柴油机在具有爆炸性气体的工作环境中不会点燃气体,在遇到过于异常的情况时,不受主观因素的改变,无轨胶轮车的自动保护装置可以及时报警并停止运转,在具体的故障排除之后,可以正常启动并运行良好,一定要给无轨胶轮车配备高性能、高可靠性的安全启动保护系统,能够很好的降低事故的发生程度,最大限度的保证作业安全进行。

1 对安全启动保护系统进行阐述

当前,防爆柴油机无轨胶轮车的启动、安全保护系统具体可以分为:一是,气启动气保护；二是,电启动电保护；三是,气启动电保护。具体的启动原理是根据气或者是电进行驱动马达转动,进而带动防爆柴油机的齿轮转动,通过防爆柴油机达到相应的转数来实现全面启动。具体的安全保护原理是,通过各项传感器对防爆柴油机的参数进行监控,一旦出现异常情况,就可以及时报警,并使柴油机停止运转,实现安全保护的功能[1]。

这三种安全启动保护形式都有自己的特点,在安全启动系统技术方面,电启动和气启动进行比较,前者具有操作方便、可以进行多次连续启动、快捷省力等特点,但是,目前,防爆电动马达的质量不高,需要配备防爆电源箱,客户一定要配备充电装置,电启动技术的安全性能、质量还有待提高。

气保护技术系统的可靠性较高,它是先于电启动在防爆柴油机胶轮车中进行使用的。随着气保护技术的全面应用,所曝露出来的问题也非常多:例如,其可观看性能较差、具体定值保护不能调转,要求驾驶人员一定要对机器有所了解,避免出现保护失灵的情况出现,只有这样,才能在事故发生之前采取有效措施予以保护。

在防爆柴油机无轨胶轮车中全面应用电保护技术,改善了气保护技术的局限性,是集高度智能、集成、灵敏于一身,可以进行时时监控、并检测温度压力等参数的作用。

根据防爆柴油机的具体功能以及相应的控制技术的全面发展,针对目前的技术水平来说,防爆柴油机式无轨胶轮车中具体应用气启动电保护技术是较为安全的启动、保护形式。

2 气启动技术系统的运用原理

防爆柴油机无轨胶轮车气启动技术主要包括:一是,充气单元；二是,启动单元；三是,其他工作单元等。气启动技术运用气体驱动马达进行转动,进而带动发动机进行运转,用以实现全新的启动方式,气压启动的方式具有防爆性能良好、可靠性能等级高、启动力矩非常大,成本较低、对环境没有污染、方便维护等特点,在当前煤矿井下的使用越来越广泛[2]。

2.1 充气单元

充气单元是防爆柴油机无轨胶轮车气启动技术系统的重要组成,同时,也是驱动气电马达旋转的总介质源。通常无轨胶轮车的气启动技术系统有两套较为独立的充气单元,其中是一套人工充气单元,用来实现新车在第一次进行启动或者车辆在出现事故后进行的互救情况；另外一套充气单元是自动充气单元,在经过人工单元进行启动之后,第一次进行车辆启动,然后通过自身配备的压缩机自动充气。具体的工作原理如图1所示。

图1 气启动充气单元的原理

2.2 具体的启动单元

启动单元的具体功能是运用高速旋转的充气发达来启动防爆柴油机。启动单元包含气马达、相应的气阀、气缸以及气源开关等。因为防爆无轨胶轮车进行启动和停车较为频繁,同时,本着节约能源、保护环境的原则,要求启动单元的各个部件的质量一定要可靠、性能良好。启动马达和防爆柴油机进行合理匹配是车辆能合理启动的关键,具体的好坏直接影响着车辆的运行[3]。

2.3 其他进行工作的单元

由于启动技术系统的安全性能以及抗震性能好的特点,可以保证在较为恶劣的环境下进行工作,客户可以依据当时的具体情况进行车辆的实际功能增设,例如,车辆驶入巷道平面路口、转弯时鸣笛提示；车辆进行启动、车辆加速、车辆未停稳、车辆进行倒车等情况下的信号提示；车辆行驶中乘坐人员出现异常情况向驾驶员发出的报警信号提示；在驾驶员位置的前挡风玻璃增加雨刷等等,都可以使用这项工作单元[4]。

3 电保护系统技术的性能和特点

电保护技术是由单片机的原理合成,其中包括集检测功能、显示功能、报警功能以及保护控制合为一体的保护装置,具体进行保护主机、监测传感器、显示器、燃油控制装置、风门控制装置等部件组成(如图2所示)。具体的检测内容包括国家防爆标准中的各种保护措施(例如,系统水温、系统油温、系统油压、系统液压等),还可以检测防爆柴油机的运行转数以及车辆行驶的里程数。为了保护及时准确到位,设立了反馈电路,用来实现有关参数一旦超过保护的标准,随时可以发出警报信号,然后通过调整电磁阀,切断防爆柴油机进油、进气系统的自动停机性能。电保护系统应用了四个关键性技术:主机实时监控技术、全面跟踪汉显技术、传感器应用监测技术、具体执行单元技术。

图2 电控式安全保护装置原理图

3.1 主机实时监控技术

主机实时监控技术是整个电保护装置的中心装置,包括:主机与压力、温度、甲烷传感器以及速度等组成。因为其功能主要集中在一个箱体内,使具体的安装位置非常灵活,节省了空间,维护方便快捷。将主机单元进行创新,全面应用了微型计算机处理技术,充分利用各项传感技术进行采样,经过计算机处理之后,把处理结果和具体设定值进行比较,判断结果是否在安全的范围之内,一旦出现元部件出现异常,及时采取相应措施[5]。

3.2 全面跟踪汉显技术

全面跟踪汉显技术运用液晶显示器滚动显示各项监控状态。一旦出现一项或者多项超过了设定值,该显示器会发出报警的声音。

3.3 传感器应用监测技术

传感器应用监测技术主要通过传感器具体实现监测数值以及信号之间转换的,用来提高系统的监测能力。换句话说,质量优良的传感器是电保护技术发展的前提,在这个系统中,传感器技术通过各项传感监测柴油机的参数,在具体完成感应监测技术后,把相应的数据传输到计算机中。

3.4 具体执行单元技术

具体执行的单元部件包括:电磁阀、燃油控制装置、风门装置等。防爆柴油机无轨胶轮车的安全保护要求直接切断柴油机的油源和气源,具体执行单元技术的关键点是,一定要抓住这一情况在当前系统出现状况时予以保护。

4 结语

煤炭科学研究院从2000年开始,成功研制了我国首台防爆式柴油机无轨胶轮车,在无轨胶轮车中使用了气启动气保护技术、电启动电保护系统技术、气启动电保护系统技术。因为电启动电保护技术的关键部件防爆性能故障率较高,车辆自身需要配备电源箱和充电装置,所以,电启动电保护技术的可靠性能和质量好坏亟待提高,气保护技术受限于性能、形式、可靠性的制约,导致问题频繁暴露,不能彻底解决。伴随今后工作的深入开展,电启动电保护技术目前存在的问题将得到解决,电启动电保护系统技术防爆无轨胶轮车发展的趋势。所以,基于近几年在煤矿井下的全面使用,据当前技术水平来说,气启动电保护系统技术是防爆无轨胶轮车的最佳使用形式。

[1]徐炳辉.气动手册[K].上海:上海科学技术出版社,2013,12(36):99-102.

[2]周茂普.矿用防爆无轨胶轮车安全保护系统的研究[J].液压与气动,2012,6(12):43-44.

[3]周世君.发动机电启动系统的基本组成及主要参数的确定[J].农业机械,2013,39(8):70-71．

[4]中华人民共和国电启动行业协会.MT 990矿用防爆柴油机通用技术条件[M].北京:煤炭工业出版社,2013,12(35):103-123.

[5]矿用防爆柴油发动机设计研究[J].煤矿机械,2013,30(6):32-34.

[6]赵玉海.气启动电保护技术在无轨胶轮车中的应用[J].煤矿机械,2013,32(1):194-196.

杨志军(1980—),男,山西岚县人,2005年毕业于中北大学,工程师,主要从事矿山设备的设计开发工作。