一种矿用防爆电喷柴油机车电控系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及防爆电喷柴油机车控制技术领域，特别是一种矿用防爆电喷柴油机车电控系统。
【背景技术】
[0002]矿用防爆车辆是一种用于煤矿井下危险环境的无轨辅助运输车辆，承担着煤矿井下机电设备、工具耗材、人员的运送任务。因其高效快捷的运输方式，广泛应用于现代煤矿辅助运输。(20世界50年代，世界上一些主要采煤国家开始进行辅助运输机械化设计，并在北美首先应用于金矿辅助运输。到20世界70-80年代，各国相继建立无轨辅助运输系统，产品开始系列化。)我国无轨辅助运输技术起步较晚，1988年开始从国外引进无轨辅助运输设备。随着神华、兖矿等大型煤炭集团大规模引进国外无轨辅助运输设备和技术，使我国无轨辅助运输成为一种新型技术和产业，大量单位和资金投入到相关产品和技术研究中。目前，我国已经可以生产处各种类型的防爆柴油机车。同时无轨辅助运输也在煤矿高效生产中占有重要地位。
[0003]矿用防爆车辆的动力来源主要是防爆柴油机。对于在煤矿危险环境下使用的发动机必须进行防爆处理。目前，国内尚无其它机构从事基于电喷发动机的防爆车辆电控系统开发业务，国内矿用防爆车辆均使用了机械栗式发动机，与之配合的电控系统主要实现煤矿6大安全保护和一些整车信息显示功能。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种矿用防爆电喷柴油机车电控系统，以提供电喷柴油机车的防爆电控系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种矿用防爆电喷柴油机车电控系统，包括柴油机车安全保护模块、发动机燃油喷射控制模块、供电控制模块和外围电气控制模块，
[0006]所述供电控制模块为所述柴油机车安全保护模块、所述发动机燃油喷射控制模块和所述外围电气控制模块提供电源；
[0007]所述发动机燃油喷射控制模块包括柴油机工况采集单元、执行器和防爆型电控箱；
[0008]所述柴油机车工况采集模块，用于采集柴油机车传感器信号以及排放传感器信号;
[0009]所述防爆型电控箱内设有电源、隔离栅和电子控制单元；所述电源，用于为所述电子控制单元和隔离栅提供电源；所述隔离栅，用于将所述柴油机车传感器信号和所述排放传感器信号由本安信号转化为电子控制单元的柴油机车传感器非安信号和排放传感器非安信号，同时用于将CAN通讯总线的本安信号转化为非安信号；所述电子控制单元，用于根据柴油机车传感器信号和驾驶员操作信号控制执行器工作，并将所述柴油机车传感器非安信号和所述排放传感器非安信号转化为柴油机车传感器数据和排放传感器数据；
[0010]所述柴油机车安全保护模块包括数据采集单元、电源控制器和显示单元；
[0011]所述数据采集模块，用于采集柴油机车的安全性能参数，并将所述安全性能参数反馈给所述电源控制器；
[0012]所述电源控制器，用于根据所述安全性能参数，发出控制信号给所述外围电气控制模块，实现停机保护功能；
[0013]所述显示单元，用于通过CAN总线与所述发动机燃油喷射控制模和所述柴油机车安全保护模块进行通讯，并显示所述发动机燃油喷射控制模块中的所述柴油机车传感器数据和所述排放传感器数据以及所述柴油机车安全保护模块所采集的安全性能数据；
[0014]所述外围电气控制模块，用于控制柴油机车的外围电气部件。
[0015]本发明的有益效果是:本发明提供的矿用防爆电喷柴油机车电控系统，使电喷柴油机使用于矿下，使得发动机能够显著降低排放、提高运行的经济性，对于节能减排和职业健康具有积极的促进作用；通过防爆型电控箱内设有电子控制单元，电子控制单元(ECU)根据实际工况和负荷，合理控制发动机的喷油及功率输出，提升经济性能，有效减轻噪音、振动，提升排放性能。
[0016]进一步，所述发动机燃油喷射控制模块还包括尾气检测控制模块，用于检测柴油机尾气中的气体含量并计算不同的工况下排放数据。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是:通过尾气检测控制模块能够检测电喷柴油机车的排放情况，减少环境污染。
[0018]进一步，所述尾气检测控制模块包括尾气采集单元和数据处理单元，
[0019]所述尾气采集单元，用于通过防爆型气体传感器实时采集矿用柴油机车尾气中的一氧化碳和氮氧化合物的含量；
[0020]所述数据处理单元，用于根据所述柴油机车工况采集模块中的柴油机车传感器数据和所述尾气采集模块中的所述尾气中的一氧化碳和氮氧化合物的含量，计算不同的工况下排放数据，并将所述不同的工况下排放数据通过CAN总线传送给所述显示单元。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是:通过计算不同的工况下排放趋势，矿用柴油机车的实时排放和实时工况就能够一一对应，车辆的真实动力性能和各工况点的排放性能，准确客观地反映车辆在实际应用中的排放指标。
[0022]进一步，所述数据处理单元还包括报警单元，用于如果所述柴油机工况采集模块中的柴油机车传感器数据超过预设标准值，和/或所述尾气中的一氧化碳和/或氮氧化合物的含量超过预设标准值，则发出报警信号。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是:通过报警模块，能够实时提醒操作者矿用柴油机的相关参数及排放超标信号，非常方便。
[0024]进一步，所述防爆型气体传感器为电化学气体传感器；所述电化学气体传感器包括一氧化碳电化学气体传感器和氮氧化合物电化学气体传感器。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是:电化学气体传感器，是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器，其具有线性输出特点，探测的灵敏度较高；一氧化碳电化学气体传感器和氮氧化合物电化学气体传感器能够准确探测尾气排放出来的一氧化碳的浓度和氮氧化合物的浓度。
[0026]进一步，所述采集矿用柴油机车尾气中的一氧化碳和氮氧化合物的含量的尾气采集点位于矿用柴油机车排气系统末端的排气管上，在所述尾气采集点处还设有水汽分离装置。
[0027]采用上述进一步方案的有益效果是:由于尾气采集点位于矿用柴油机车排气系统末端的排气管上，这样能够准确反映出矿用柴油机车的实际排放情况；同时通过设置水汽分离装置，避免防爆型气体传感器为电化学气体传感器被腐蚀，提高了防爆型气体传感器为电化学气体传感器的使用寿命。
[0028]进一步，所述发动机燃油喷射控制模块还包括跛行控制单元，用于当所述发动机的运行性能参数超过预设范围时，降低所述发动机的输出功率。
[0029]采用上述进一步方案的有益效果是:当某项参数接近保护临界值或传感器等设备故障时，ECU能够自动降低功率输出，仅为整车提供基本的动力支持，防止整车频繁停机；避免井下停机很可能阻塞巷道，严重影响煤矿生产运行的问题发生。
[0030]进一步，所述发动机燃油喷射控制模块中柴油机车传感器信号包括凸轮轴转速信号、曲轴转速信号、油门位置信号、冷却液温度信号、燃油温度信号、