一种矿用自卸车燃油循环系统及理论方法
阅读说明：本技术 一种矿用自卸车燃油循环系统及理论方法 (Fuel oil circulating system of mining dump truck and theoretical method ) 是由 张超 谢和平 弓丁丁 李海 王志行 戴振环 鹿飞 张珂 时维方 陈楚东 于 2020-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及矿用机械技术领域,涉及一种矿用自卸车燃油循环系统及理论方法。该燃油循环系统自燃油箱起,通过进油管依次进入油水分离器、燃油滤清器、发动机,从发动机出来的燃油通过回油管依次进入温度控制单元、燃油散热器,再经过球阀返回到燃油箱或经过球阀返回到燃油管中。本发明提高回油管路中燃油清洁率,延长燃油滤清器滤芯的寿命,在适宜的温度下喷油量充足,燃油分子热运动剧烈,提高喷油器喷油后的雾化和蒸发性能,使燃油得到更充分的燃烧,降低油耗,有效地减少了碳粒和黑烟的形成,提高了车辆使用经济性。(The invention relates to the technical field of mining machinery, in particular to a fuel oil circulating system of a mining dump truck and a theoretical method. The fuel oil circulating system starts from a self-ignition oil tank, sequentially enters an oil-water separator, a fuel oil filter and an engine through an oil inlet pipe, and fuel oil from the engine sequentially enters a temperature control unit and a fuel oil radiator through an oil return pipe, and then returns to the fuel tank through a ball valve or returns to the fuel oil pipe through the ball valve. The invention improves the cleaning rate of fuel oil in an oil return pipeline, prolongs the service life of a filter element of a fuel oil filter, has sufficient fuel injection quantity and violent thermal motion of fuel oil molecules at proper temperature, improves the atomization and evaporation performance of an oil injector after oil injection, enables the fuel oil to be more fully combusted, reduces the oil consumption, effectively reduces the formation of carbon granules and black smoke, and improves the use economy of vehicles.)
技术领域
本发明涉及矿用机械技术领域，特别涉及一种矿用自卸车燃油循环系统及理论方法。
背景技术
燃油供给系统是自卸车动力系统的重要组成部分，是发动机的动力源，其是否能够持续稳定提供可用于发动机正常工作的燃油，直接关系着自卸车的可靠性及工作效率。燃油系统的作用是在发动机工作过程中，为发动机提供适合的数量、压力、温度和清洁度的燃油。
发动机燃油系统中的燃油在燃油泵压力的作用下，从燃油箱经过进油管路泵入油水分离器，在油水分离器中经过分离水分和大颗粒杂质后，进入发动机燃油精滤器；过滤掉小颗粒后的燃油分别进入发动机左右燃油总管，再进入各喷油泵及喷油器，为发动机各缸提供燃料。剩余的燃油，经过发动机左右燃油管路汇合后经过回油管再流回燃油箱。但是这种燃油系统存在以下问题：矿用自卸车车型较大，燃油管路布置的比较长，所以燃油在管路中的阻力比较大，易超过发动机规定的燃油阻力限值；由于油箱中燃油含有杂质，燃油每经过一次循环后都会返回到燃油箱，所以每次循环时都会从燃油箱中重新吸取含有杂质的燃油，如果燃油中的杂质过多会导致油水分离器和滤清器的滤芯寿命缩短；燃油管路中没有温度控制功能，燃油温度容易过高，密度下降，喷油质量减少，导致发动机功率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：在燃油系统中配置油水分离器、燃油滤清器、温度控制单元、燃油散热器和球阀。
本发明第一方面提供了一种矿用自卸车燃油循环系统，燃油自燃油箱起，通过进油管依次进入油水分离器、燃油滤清器、发动机，从所述发动机出来的燃油通过回油管进入温度控制单元，再经过球阀返回到燃油箱或经过球阀返回到燃油管中。
进一步地，发动机启机怠速时，燃油在管路中依次经过油水分离器、燃油滤清器、发动机、温度控制单元，在温度控制单元内进行温度判断设定温度t≥测试温度t1后，经过球阀返回到燃油箱中。
进一步地，发动机燃油温度处于低温状态时，燃油在管路中依次经过油水分离器、燃油滤清器、发动机、温度控制单元，在温度控制单元内进行温度判断设定温度t≥测试温度t1后，经过回油管和球阀返回到燃油管中。
进一步地，发动机燃油温度处于高温状态时，燃油在管路中依次经过油水分离器、燃油滤清器、发动机、温度控制器，在温度控制单元内进行温度判断设定温度t＜测试温度t1后，经过回油管、燃油散热器和球阀返回到燃油管中。
进一步地，温度控制单元包括控制阀监测控制单元、燃油温度监测仪和控制阀，所述控制阀监测控制单元和燃油温度监测仪分别对控制阀开闭状态和燃油温度进行监测，并联合控制整个系统的运行；所述控制阀监测控制单元只负责监测和控制阀门的开闭状态；所述燃油温度监测仪设定特定的冷却系统工作温度临界值t。
本发明第二方面提供了一种矿用自卸车燃油循环理论方法，采用如上所述的矿用自卸车燃油循环系统。
本发明的优点在于：通过控制球阀的开合来改变燃油在管路中的走向，使得管路中的燃油不返回燃油箱，再通过从燃油箱补充进油来实现燃油回油循环，这样可以减小管路中的回油阻力，在达到管路中发动机规定的油量的同时能够节省发动机的燃油泵的能量消耗；提高回油管路中燃油清洁率，延长燃油滤清器滤芯的寿命；当燃油温度过高时，燃油密度降低，此时温控单元来控制管路中燃油的温度和走向，经过燃油散热器，散除掉多余的热量，达到适宜的喷射温度，密度升高。本发明使该系统在适宜的温度下喷油量充足，燃油分子热运动剧烈，提高喷油器喷油后的雾化和蒸发性能，使燃油得到更充分的燃烧，降低油耗，有效地减少了碳粒和黑烟的形成，提高了车辆使用经济性。
附图说明
图1所示为本发明的原理示意图；
图2所示为发动机启机状态时燃油走向示意图；
图3所示为燃油低温状态时燃油走向示意图；
图4所示为燃油高温状态时燃油走向示意图；
图5所示为本发明一种具体实施例结构示意图；
图中1、燃油箱；2、进油管；3、油水分离器；4、进油管；5、发动机；5.1、带泄压阀的低压油泵；5.2、高压油泵；5.3、A侧喷油器；5.4、B侧喷油器；5.5、高压油泵；5.6、带泄压阀的低压油泵；5.7、二级燃油滤清器；5.8、手动油泵；5.9、接头；5.10、接头；5.11、接头；6、进油管；7、一级燃油滤清器；8、进油管；9、回油管；10、温度控制单元；11、回油管；12、燃油散热器；13、回油管；14、回油管；15、球阀；16、回油管；17、回油管；18、回油管；19、球阀；101、燃油箱；102、球阀；103、进油管；104、回油管；105、发动机；106、油水分离器；107、球阀；108、进油管；109、三通接头；110、进油管；111、进油管；112、三通接头；113、回油管；114、回油管；115、回油管；116、回油管；117、温度控制单元；118、管夹；119、三通接头；120、一级燃油滤清器；121、回油管；122、燃油散热器。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示，本发明的原理示意图。自卸车燃油系统冷却装置包括燃油箱1、油水分离器3、球阀15、球阀19、燃油散热器12、温度控制单元10、发动机5、一级燃油滤清器7、进油管2、进油管4、进油管6、进油管8、回油管9、回油管10、回油管11、回油管13、回油管14、回油管16、回油管17和回油管18；燃油箱1是存储燃油的装置，通过进油口、回油口分别和进油管2、回油管16连接；油水分离器3和一级燃油滤清器7通过进油管4、进油管6、进油管8分别和发动机进油口接头5.11、接头5.10、接头5.9连接能够滤除燃油系统中的水分和大颗粒杂质，提高燃油清洁度；球阀15、球阀19通过开闭控制燃油在回油管14、回油管16、回油管18中的走向；燃油散热器12通过支架安装在发动机散热器前方，发动机风扇产生的风量将燃油散热器中的热量带走以达到降低燃油温度的目的；温度控制单元10包括控制阀监测控制单元、燃油温度监测仪和控制阀，控制阀监测控制单元和燃油温度监测仪分别对控制阀开闭状态和燃油温度进行监测，并联合控制整个系统的运行；控制阀监测控制单元只负责监测和控制阀门的开闭状态；燃油温度监测仪设定特定的冷却系统工作温度临界值t；发动机燃油系统包括：带泄压阀的低压油泵5.1、带泄压阀的低压油泵5.6、高压油泵5.2、高压油泵5.5、A侧喷油器5.3、B侧喷油器5.4、二级燃油滤清器5.7、手动油泵5.8、燃油接头5.9、接头5.10、接头5.11，其中手动油泵5.8在发动机启动前，用来手动泵油排除管路中的空气。
如图2所示，为发动机启机怠速状态时燃油走向示意图，燃油箱1、进油管2、进油管4、进油管6、进油管8、发动机5、回油管9、回油管17、回油管14、回油管16组成循环体；此时球阀15处于打开状态，球阀19处于关闭状态；燃油从燃油箱1经过油水分离器2去除水分和大颗粒杂志后通过发动机燃油接头5.11分别进入到带泄压阀的低压油泵5.1、带泄压阀的低压油泵5.6中进行泵油；在经过第一次加压后经过燃油接头5.10和进油管6进入到一级燃油滤清器7，在一级燃油滤清器7的作用下去除了小颗粒杂质；通过燃油接头5.9和进油管8绕过手动油泵5.8后，经过二级燃油滤清器5.7的二次去除杂质小颗粒后，经过高压油泵5.2、高压油泵5.5加压后使得燃油达到喷射压力，一部分燃油通过A侧喷油器5.3、B侧喷油器5.4喷射到缸中，雾化成颗粒。剩余的燃油经过回油管9进入到温控单元10，温度控制单元中的温度测试仪感应燃油温度t1,设定温度t≥测试温度t1，回油管11关闭，回油管17打开；由于球阀15处于打开状态，球阀19处于关闭状态，所以燃油经过回油管14、回油管16后返回到燃油箱。所以在启机怠速的状态下，燃油通过进油管路和回油管在发动机与燃油箱之间实现燃油循环，在此循环状态持续时间比较短，燃油是返回到燃油箱过程中，燃油阻力损失比较小；并且从燃油箱中吸入的杂质比较少，杂质也随着燃油进入到管路中，对油水分离器和燃油滤清器滤芯的使用寿命，几乎没有影响。
如图3所示，燃油低温状态时燃油走向示意图，燃油箱1、进油管2、进油管4、进油管6、进油管8、发动机5、回油管9、回油管17和回油管18组成循环体；此时球阀15处于关闭状态，球阀19处于打开状态；燃油从燃油箱1经过油水分离器2去除水分和大颗粒杂志后通过发动机燃油接头5.11分别进入到带泄压阀的低压油泵5.1、带泄压阀的低压油泵5.6中进行泵油；在经过第一次加压后经过燃油接头5.10和进油管6进入到一级燃油滤清器7，在一级燃油滤清器7的作用下去除了小颗粒杂质；通过燃油接头5.9和进油管8绕过手动油泵5.8后，经过二级燃油滤清器5.8的二次去除杂质小颗粒后，经过高压油泵5.2、高压油泵5.5加压后使得燃油达到喷射压力，一部分燃油通过A侧喷油器5.3、B侧喷油器5.4喷射到缸中，雾化成颗粒。剩余的燃油经过回油管9进入到温控单元10，温控单元中的温度测试仪感应燃油温度t1,设定温度t≥测试温度t1，回油管11关闭，回油管17打开；由于球阀15处于关闭状态，球阀19处于打开状态，所以燃油未经过回油管14、回油管16返回到燃油箱，而是经过球阀19后返回到进油管4。所以在燃油低温的状态下，燃油通过进油管路和回油管在发动机与燃油箱之间实现燃油循环，在此循环状态下的燃油未返回到燃油箱中，经过球阀19返回到进油管4后，燃油在管路中流动的距离减小，降低了燃油管路中的回油阻力，有利于发动机泵油，节省发动机的油耗，并且燃油经过发动机后并没有返回到燃油箱，而是返回到进油管路，这样就减少了燃油管路中杂质的含量，延长了油水分离器和滤清器中滤芯的使用寿命，减少了更换频率。
如图4所示，燃油高温状态时燃油走向示意图，燃油箱1、进油管2、进油管4、进油管6、进油管8、发动机5、燃油散热器12、回油管9、回油管17、回油管18组成循环体；此时球阀15处于关闭状态，球阀19处于打开状态；燃油从燃油箱1经过油水分离器2去除水分和大颗粒杂志后通过发动机燃油接头5.11分别进入到带泄压阀的低压油泵5.1、带泄压阀的低压油泵5.6中进行泵油；在经过第一次加压后经过燃油接头5.10和燃油管6进入到一级燃油滤清器7，在一级燃油滤清器7的作用下去除了小颗粒杂质；通过燃油接头5.9和进油管8绕过手动油泵5.8后，经过二级燃油滤清器5.8的二次去除杂质小颗粒后，经过高压油泵5.2、高压油泵5.5加压后使得燃油达到喷射压力，一部分燃油通过A侧喷油器5.3、B侧喷油器5.4喷射到缸中，雾化成颗粒。剩余的燃油经过燃油管路9进入到温度控制单元10，温度控单元中的温度测试仪感应燃油温度t1,设定温度t＜测试温度t1，在温度控制单元10的作用下，回油管11打开，回油管17关闭，燃油经过散热器12进行散热；由于球阀15处于关闭状态，球阀19处于打开状态，所以燃油未经过回油管14、回油管16返回到燃油箱，而是经过回油管13、回油管18和球阀19后返回到进油管4。燃油在高温的状态下，通过进油管路、回油管和燃油散热器，在发动机与燃油箱之间实现燃油循环；在此循环状态下的的过程中燃油经过散热器12散出多余的热量达到适宜的温度后，未返回到燃油箱1，经过球阀19返回到进油管4，可以减小燃油管路中的回油阻力，有利于发动机泵油，节省发动机的油耗；经过燃油散热器，散除掉多余的热量，达到适宜的喷射温度，密度升高。所以在适宜的温度下喷油量比较足，燃油分子热运动剧烈，能提高喷油器喷油后的雾化和蒸发性能，使燃油得到更充分的燃烧，降低油耗，有效地减少了碳粒和黑烟的形成，提高了车辆使用经济性。
如图5所示，本发明一种具体实施例结构示意图，本发明矿用自卸车的燃油系统包括燃油箱101、球阀102、进油管103、回油管104、发动机105、油水分离器106、球阀107、进油管108、三通接头109、进油管110、进油管111、三通接头112，回油管113、114、115、116、121，温度控制单元117、管夹118、三通接头119、一级燃油滤清器120、燃油散热器122。
为了在有限空间内方便布置管路的走向和补偿加工及装配误差，进回油管路采用软管连接，并且进回油管路之间采用管夹118固定；球阀102和球阀107结构简单可靠，采用人工控制是为了保证进回油的走向，并且球阀102连接燃油箱101和回油管104；球阀107左侧通过三通接头119连接油水分离器106和连接进油管108，右侧通过三通接头109连接进油管121和回油管104；当球阀102打开球阀107关闭，控制燃油通过回油管104返回到燃油箱101；当球阀102关闭球阀107打开，燃油经过回油管118返回到进油管108；油水分离器106左侧连接进油管103，右侧通过三通接头119连接回油管路104、进油管118；发动机105经过进油管108和油水分离器106连接，经过进油管110、111和一级燃油滤清器120连接；燃油散热器122连接回油管路114和回油管115；温度控制单元117连接回油管113、115、116。
以上是示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性。附图中所展示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不限于此。所以如果本技术领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均属于本发明的保护范围。
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