CN115013210B - 一种防爆柴油机启动控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防爆柴油机启动控制系统，包括防爆柴油机和蓄能器；蓄能器连接有充液回路、补液回路和启动回路；充液回路和补液回路均连接于液压油箱；启动回路连接于防爆柴油机和液压启动马达；防爆柴油机通过液压泵接入补液回路；蓄能器通过单向阀连接补液回路；蓄能器通过液控单向阀连接启动回路。较之采用滑阀式换向阀的现有技术，充液、补液、启动三回路可满足防爆柴油机的启停控制，设于启动回路的液控单向阀可实现防爆柴油机的程控启动和远程启动，前述液控单向阀和设于补液回路的单向阀可对蓄能器保压，不会造成蓄能器油压逐渐降低。该系统的操作特性、蓄能器的保压性能均优良，适应于空间狭小、对地高度大、路况复杂等特殊作业环境。

Description

一种防爆柴油机启动控制系统

技术领域

本申请涉及液压传动技术领域，尤其涉及一种防爆柴油机启动控制系统。

背景技术

煤矿用防爆柴油机是一种用于煤矿井下各种固定或移动设备的防爆动力装置，例如，煤矿用防爆柴油机可应用于防爆柴油机单轨吊机车。

为了满足防爆柴油机单轨吊机车的装机要求，煤矿用防爆柴油机普遍采用液压启动。

传统的防爆柴油机液压启动系统采用手动滑阀式换向阀控制液压启动马达启动与停止。手动滑阀式换向阀只能近距离人为操纵，当在地高度较大、空间狭小等特殊路段运行的防爆柴油机单轨吊机车工作关机或非正常工作停机后，不仅会造成防爆柴油机再次启动困难，还会因滑阀式换向阀的内泄现象而造成蓄能器的压力逐渐降低。一旦蓄能器的压力低于防爆柴油机启动要求压力值时，需要向蓄能器充压，大大降低了防爆柴油机单轨吊机车的工作效率。

目前，为了解决蓄能器压力逐渐降低的问题，会在手动滑阀式换向阀与蓄能器之间增加手动球阀，虽然此方法可以解决蓄能器的保压问题，但是手动球阀的操作特性又会进一步加重人工作业负担，提高了对操作者的素质要求，使得防爆柴油机动力设备的启动与停机操作变得更为繁琐，操作者不熟悉或忘记操作内容、防爆柴油机单轨吊机车处于对地高度大和空间狭小等特殊工况这些原因都会给防爆柴油机的再次启动带来不小的困难，甚至需要其他防爆柴油机动力设备过来拖曳或救援故障后的防爆柴油机动力设备。

发明内容

本申请的目的是提供一种防爆柴油机启动控制系统，在满足防爆柴油机的正常作业的前提下，既保障了蓄能器的保压性能，又能够简化操作，方便操作者在各类工况下及时有效地操纵该防爆柴油机启动控制系统。

为实现上述目的，本申请提供一种防爆柴油机启动控制系统，包括防爆柴油机、蓄能器、液压油箱和驱动防爆柴油机运转的液压启动马达；蓄能器连接有充液回路、补液回路和启动回路；充液回路和补液回路均连接于液压油箱；启动回路连接于防爆柴油机和液压启动马达；防爆柴油机通过液压泵接入补液回路；蓄能器通过单向阀连接于补液回路；蓄能器通过液控单向阀连接于启动回路。

在一些实施例中，启动回路包括马达控制回路和气门控制回路；马达控制回路连接于液压启动马达、以实现控制液压启动马达启停；气门控制回路连接于防爆柴油机的气门控制油缸、以实现控制气门控制油缸启停；马达控制回路和气门控制回路任意一者通过液控单向阀连接于蓄能器。

在一些实施例中，液控单向阀包括第一液控阀组和第二液控阀组；第一液控阀组接入气门控制回路；第一液控阀组和第二液控阀组二者串联且接入马达控制回路。

在一些实施例中，第一液控阀组包括二通插装阀I和电磁换向阀I；第二液控阀组包括二通插装阀II和电磁换向阀II；二通插装阀I和二通插装阀II均包括油液入口、油液出口和液控口；蓄能器连接于二通插装阀I的油液入口，气门控制回路和二通插装阀II的油液入口均连接于二通插装阀I的油液出口，二通插装阀II的油液出口连接于马达控制回路；电磁换向阀I连接于二通插装阀I的液控口，电磁换向阀II连接于二通插装阀II的液控口。

在一些实施例中，第二液控阀组还包括手动换向阀和梭阀；电磁换向阀II和手动换向阀二者分别连接于梭阀的两个梭阀入口，梭阀的梭阀出口连接于二通插装阀II的液控口。

在一些实施例中，电磁换向阀I、电磁换向阀II和手动换向阀三者均包括第一阀口、第二阀口和第三阀口；电磁换向阀I、电磁换向阀II和手动换向阀三者中任意一者的第一阀口和第二阀口交替接通第三阀口；

电磁换向阀I的第一阀口连接于蓄能器，电磁换向阀I的第二阀口连接于液压油箱，电磁换向阀I的第三阀口连接于二通插装阀I的液控口；

电磁换向阀II和手动换向阀二者的第一阀口均连接于二通插装阀I的油液出口，电磁换向阀II和手动换向阀二者的第二阀口均连接于液压油箱，电磁换向阀II和手动换向阀二者的第三阀口分别连接于梭阀的两个梭阀入口。

在一些实施例中，还包括用于连接工作回路的液控换向阀II；液控换向阀II包括第一油液口、第二油液口、第三油液口和液控口；液控换向阀II的第一油液口与二通插装阀I的油液出口连接，液控换向阀II的第二油液口与液压油箱连接，液控换向阀II的第三油液口用于连接工作回路，液控换向阀II的液控口与液压泵连接；

防爆柴油机和液压泵用于控制液控换向阀II的第一油液口和第二油液口二者交替连通第三油液口。

在一些实施例中，马达控制回路和液压泵之间设有液控换向阀I；液控换向阀I包括油液入口、油液出口、非通口和液控口；液控换向阀I的油液入口连接于液控单向阀的油液出口，液控换向阀I的油液出口连接于液压启动马达，液控换向阀I的液控口连接于液压泵；液压泵用于控制液控换向阀I的油液出口和非通口交替连通油液入口。

在一些实施例中，液控单向阀的油液入口、液控换向阀I的液控口和气门控制油缸的入口中任意一者均设有用于调节油液流量的阻尼元件。

在一些实施例中，补液回路和充液回路均通过电磁卸荷溢流阀连接于蓄能器；补液回路设有管路过滤器；管路过滤器包括：

用于过滤油液的滤芯；

用于检测油液作业参数的发讯器；

用于在发讯器达到设定值时自动开启的旁通阀。

相对于上述背景技术，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统包括防爆柴油机和蓄能器；蓄能器连接有充液回路、补液回路和启动回路三种液路；防爆柴油机通过液压泵接入前述补液回路。

充液回路和补液回路此二者既连接蓄能器，同时还均连接于液压油箱。顾名思义，前述充液回路用于将液压油箱内的油液充入蓄能器，前述补液回路利用液压油箱内的油液补充蓄能器内的油液。

启动回路既连接蓄能器，同时还连接防爆柴油机和液压启动马达。充有一定量油液的蓄能器可以通过启动回路开启液压启动马达，进而由液压启动马达驱动防爆柴油机运行，实现开启防爆柴油机。

上述充液回路通常用于蓄能器的首次充液，即在该防爆柴油机启动控制系统装机后，可利用充液回路将液压油箱内的油液通入蓄能器，直至蓄能器的工作腔内的油压达到预设数值，做好启动防爆柴油机的准备。随后，蓄能器利用启动回路向防爆柴油机、液压启动马达等相关设备通入油液，实现开启液压启动马达和防爆柴油机。在蓄能器开启防爆柴油机至防爆柴油机关机这段时间后，防爆柴油机可通过液压泵和补液回路将液压油箱内的油液充入蓄能器，补充蓄能器为开启液压启动马达和防爆柴油机所消耗的油液，令蓄能器的工作腔的油压重新回到预设数值，为蓄能器再次开启防爆柴油机做好准备。

在上述防爆柴油机启动控制系统中，蓄能器通过单向阀连接于补液回路；蓄能器通过液控单向阀连接于启动回路。前述单向阀和液控单向阀均属于无泄漏阀(或低泄露阀)，因此，相较于常规技术所采用的滑阀式换向阀而言，一方面单向阀和液控单向阀可以大幅提高对蓄能器的保压效果，不会导致蓄能器出现因频繁操纵滑阀式换向阀而造成蓄能器内的油压逐渐降低这种现象，另一方面较之滑阀式换向阀的人为操纵属性，液控单向阀可实现程控操纵或远程操纵，进而实现防爆柴油机的程控启动和远程启动。

可见，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统改善了蓄能器的保压性能，确保蓄能器安全可靠地实现防爆柴油机的频繁启停；还满足了防爆柴油机的程控启动、远程启动，有利于该防爆柴油机启动控制系统及其防爆柴油机在空间狭小、对地高度大、路况复杂等特殊作业环境下的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的防爆柴油机启动控制系统的结构示意图。

其中，

1-液压油箱、2-手动泵、3-气动泵、4-液压泵、5-防爆柴油机、6-液压启动马达、7-节流阀、8-气门控制油缸、9-管路过滤器、10-阻尼元件；

111-为梭阀II、112-梭阀I；

12-电磁卸荷溢流阀、13-压力传感器、14-机械式压力表；

151-液控换向阀I、152-液控换向阀II；

16-溢流阀、17-安全阀、18-单向阀、19-蓄能器；

201-二通插装阀II、202-二通插装阀I；

211-电磁换向阀II、212-电磁换向阀I；

22-手动换向阀。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的防爆柴油机启动控制系统的结构示意图。

本申请提供一种防爆柴油机启动控制系统，包括防爆柴油机5、蓄能器19、液压油箱1和液压启动马达6；液压启动马达6连接于防爆柴油机5，处于开启状态的液压启动马达6可以向防爆柴油机5传递动力，令防爆柴油机5运转。

在该防爆柴油机启动控制系统中，蓄能器19连接有充液回路、补液回路和启动回路；充液回路和补液回路此二者均连接于液压油箱1，用于将液压油箱1内的油液输入蓄能器19；启动回路连接于防爆柴油机5和液压启动马达6，蓄能器19内的油液通过启动回路实现防爆柴油机5和液压启动马达6此二者的启停控制；此外，防爆柴油机5通过液压泵4接入补液回路。

对于充液回路而言，顾名思义，其用于向蓄能器19内充入油液，即将液压油箱1内的油液充入蓄能器19，令蓄能器19的油液量和油压达到预设数值，为后续利用蓄能器19利用启动回路控制防爆柴油机5和液压启动马达6的启停作为准备。充液回路可以基于设于充液回路的泵实现将液压油箱1内的油液抽取至蓄能器19，前述泵可以是气动泵3，也可以是手动泵2。此外，其他能够用于将液压油箱1内的油液抽取至蓄能器19的动力设备，也可以满足补液回路的作业需求。

充液回路的具体结构可参照现有技术。通常，可参照图1，与蓄能器19连接的充液回路不仅包括气动泵3、手动泵2，还包括机械式压力表14、溢流阀和安全阀。在充液过程中，操作者可通过机械式压力表14观察蓄能器19的压力数值，溢流阀用于设定蓄能器19的工作压力，安全阀用于保护蓄能器19，防止溢流阀故障时过度充液而损坏蓄能器19。

对于补液回路而言，顾名思义，其用于向蓄能器19内补充油液，即在蓄能器19内的油液消耗后将液压油箱1内的油液补入蓄能器19，令蓄能器19的油液量和油压重新达到预设数值。之所以蓄能器19内的油液有所消耗，是因为蓄能器19利用启动回路开启防爆柴油机5和液压启动马达6时，蓄能器19内的部分油液沿启动回路流向液压启动马达6，这一过程中，蓄能器19的油液量减少、油压下降。据前可知，补液回路不仅连接于蓄能器19，还通过液压泵4连接于防爆柴油机5，因此，当蓄能器19消耗其油液开启防爆柴油机5和液压启动马达6时，处于开启状态下的防爆柴油机5驱动液压泵4运行，液压泵4沿补液回路将液压油箱1内的油液泵入蓄能器19，实现蓄能器19补液，令蓄能器19的油液量和油压重新回到预设数值，为蓄能器19下次开启防爆柴油机5和液压启动马达6做好准备。

对于启动回路而言，其用于控制防爆柴油机5和液压启动马达6二者的启停，即蓄能器19可通过启动回路开启防爆柴油机5和液压启动马达6，也可以通过启动回路关停防爆柴油机5和液压启动马达6。蓄能器19通过前述启动回路开启防爆柴油机5和液压启动马达6时，蓄能器19内的油液沿启动回路流入液压启动马达6，实现驱动液压启动马达6运行，再由液压启动马达6向防爆柴油机5输入转矩，实现驱动防爆柴油机5运行。相反，蓄能器19通过前述启动回路关停防爆柴油机5和液压启动马达6时，蓄能器19内的油液不再沿启动回路流向液压启动马达6，导致液压启动马达6停止运行。

在该实施例中，蓄能器19通过单向阀18连接于补液回路，蓄能器19通过液控单向阀连接于启动回路。基于前文所记载的补液回路和启动回路的工作原理可知，单向阀18的出口朝向蓄能器19，用于实现油液沿补液回路流向蓄能器19并阻止蓄能器19内的油液沿补液回路反向流动；液控单向阀的出口背离蓄能器19而朝向防爆柴油机5和液压启动马达6，用于实现蓄能器19内的油液沿启动回路流向防爆柴油机5和液压启动马达6，同时阻止启动回路内的油液反向流动。

上述液控单向阀一方面发挥阀的单向作用，用于控制蓄能器19内的油液沿启动回路的流动状态，另一方面具有液控作用，通入液控单向阀的液体可以用于控制液控单向阀的开闭状态，进而控制蓄能器19内的油液是否沿启动回路流向防爆柴油机5和液压启动马达6。其中，通入液控单向阀的液体可以是蓄能器19内的油液，也可以其他液体。

蓄能器19内的油压对防爆柴油机5的启停控制尤为关键，为此，除了利用充液回路和补液回路增加蓄能器19内的油液量和油压外，还需要在蓄能器19内的油液量和油压上升到预设数值时对蓄能器19保压，避免蓄能器19的油液泄漏而造成蓄能器19的压力逐渐下降。将蓄能器19的油液量和油压上升到预设数值视为蓄能器19充满油液，在该防爆柴油机启动控制系统中，当蓄能器19充满油液时，蓄能器19内的油液主要存在两处可能的泄漏方式：(1)蓄能器19内的油液沿补液回路向液压油箱1流动；(2)蓄能器19内的油液沿启动回路向防爆柴油机5和液压启动马达6流动，针对这两处可能的泄漏方式，该防爆柴油机启动控制系统利用单向阀18和液控单向阀这种无泄漏阀(或称为低泄露阀)来阻止充满油液的蓄能器19泄漏油液，即对充满油液的蓄能器19实现保压。

较之采用滑阀式换向阀的现有的防爆柴油机启动控制系统而言，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统一则利用充液回路、补液回路和启动回路满足蓄能器19和防爆柴油机5二者的作业需求；二则利用设于启动回路的液控单向阀实现液压启动前述启动回路，由于液控单向阀往往搭配相应的电磁阀或者手动阀使用，因此，该液控单向阀可实现程控操纵或远程操纵，相应地，利用该液控单向阀可以实现防爆柴油机5的程控启动、远程启动；三则利用设于补液回路的单向阀18和设于启动回路的液控单向阀这种无泄漏阀对蓄能器19进行保压，因而不会出现因频繁操纵滑阀式换向阀而造成蓄能器19内的油压逐渐降低这种现象，提高蓄能器19的保压性能。

其中，液控单向阀搭配电磁阀或者手动阀使用指的是，为了利用油液等液体控制液控单向阀，需要对前述液体何时通入和流出液控单向阀进行操控，此时，可以采用电磁阀及其相关电路、液路操控前述液体流入和流出液控单向阀，也可以采用手动阀及其相关液路操控前述液体流入和流出液控单向阀。因此，电磁阀及其相关电路、液路对应于液控单向阀的程控操纵和防爆柴油机5的程控启动，手动阀及其相关液路对应于液控单向阀的远程操纵和防爆柴油机5的远程启动。

综上，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统改善了蓄能器19的保压性能，确保蓄能器19可以安全可靠地实现防爆柴油机5的频繁启停；还可以满足防爆柴油机5的程控启动、远程启动，有利于该防爆柴油机启动控制系统及其防爆柴油机5在空间狭小、对地高度大、路况复杂等特殊作业环境下的应用。

下面结合附图和实施方式，对本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统做更进一步的说明。

在本申请所提供的一些实施例中，启动回路包括马达控制回路和气门控制回路；前述马达控制回路连接蓄能器19和液压启动马达6，蓄能器19基于马达控制回路可控制液压启动马达6的开启和关停；前述气门控制回路连接蓄能器19和防爆柴油机5的气门控制油缸8，蓄能器19基于气门控制回路可控制气门控制油缸8的开启和关停，在气门控制油缸8开启时，气门控制油缸8开启防爆柴油机5的气门，此时，处于开启状态下的液压启动马达6可以驱动防爆柴油机5运行，换言之，当气门控制油缸8和液压启动马达6二者均开启时，液压启动马达6驱动防爆柴油机5运行。

上述气门控制油缸8具体可设置为单作用缸；气门控制油缸8的无杆腔为气门控制油缸8的工作腔，气门控制油缸8的有杆腔内设有复位弹簧，可实现防爆柴油机5停机和非正常关机后自动关闭防爆柴油机5的气门。此外，气门控制油缸8的无杆腔内通常还设有行程限位装置，该行程限位装置用于调节防爆柴油机5的气门的开度。

上述气门控制油缸8可通过梭阀II111连接气门控制回路和液压泵4，如图1所示，梭阀II111具有两个梭阀入口和一个梭阀出口，气门控制回路和液压泵4分别连接于梭阀II111的两个梭阀入口，气门控制油缸8的无杆腔连接于梭阀II111的梭阀出口。

根据前文记载可知，蓄能器19通过液控单向阀连接于启动回路，当启动回路包括上述马达控制回路和气门控制回路时，液控单向阀既设于马达控制回路，也设于气门控制回路。例如，该防爆柴油机启动控制系统设有两个以上液控单向阀，马达控制回路和气门控制回路此二者分别设有至少一个液控单向阀。

上述实施例所记载的防爆柴油机启动控制系统运行时，通常，与气门控制回路连接的液控单向阀首先开启，令蓄能器19内的油液沿气门控制回路流入气门控制油缸8，实现开启气门控制油缸8，为防爆柴油机5的启动做好准备。随后，与马达控制回路连接的液控单向阀开启，令蓄能器19内的油液沿马达控制回路流入液压启动马达6，实现开启液压启动马达6，进而由处于开启状态下的液压启动马达6驱动防爆柴油机5运行。再者，处于开启状态下的防爆柴油机5驱动液压泵4运行，一方面发挥防爆柴油机5的常规功能，另一方面结合补液回路向蓄能器19补充油液，为防爆柴油机5关闭后的再次开启做好准备。

针对液控单向阀在启动回路中的设置方式，以下提供一种具体示例。

液控单向阀包括第一液控阀组和第二液控阀组。

第一液控阀组接入气门控制回路，用于控制蓄能器19内的油液是否流入气门控制油缸8。当第一液控阀组开启时，蓄能器19内的油液沿气门控制回路流入气门控制油缸8，实现开启气门控制油缸8。当第一液控阀组关闭时，蓄能器19内的油液不再沿气门控制回路流入气门控制油缸8，导致气门控制油缸8关停。

第一液控阀组和第二液控阀组此二者串联并接入马达控制回路，也就是说，第一液控阀组和第二液控阀组共同控制蓄能器19内的油液是否流入液压启动马达6。当第一液控阀组和第二液控阀组此二者均处于开启状态时，蓄能器19内的油液沿马达控制回路流入液压启动马达6，实现开启液压启动马达6。当第一液控阀组和第二液控阀组此二者中任意一者处于关闭状态时，蓄能器19内的油液不再沿马达控制回路流入液压启动马达6，导致液压启动马达6关停。

上述第一液控阀组具体可包括二通插装阀I202和电磁换向阀I212；二通插装阀I202包括油液入口、油液出口和液控口；其中，电磁换向阀I212与二通插装阀I202的液控口连接，利用电磁换向阀I212及其相关电路、液路可以调节二通插装阀I202的液控口的液体流动状态，由此发挥二通插装阀I202的液控功能。举例来说，当电磁换向阀I212处于第一作业状态时，电磁换向阀I212及其相关电路、液路可以实现液体流入二通插装阀I202的液控口；当前述电磁换向阀I212换向后，原本处于第一作业状态的电磁换向阀I212调整为第二作业状态，此时，电磁换向阀I212及其相关电路、液路可以实现液体流出二通插装阀I202的液控口。

上述第一液控阀组接入气门控制回路指的是，二通插装阀I202的油液入口连接蓄能器19，二通插装阀I202的油液出口连接气门控制回路。

当电磁换向阀I212控制液体流入二通插装阀I202的液控口时，二通插装阀I202的油液入口和油液出口连通，此时，蓄能器19内的油液可以自二通插装阀I202的油液入口流入，接着，前述油液自二通插装阀I202的油液出口流出且流向气门控制回路，最终流入气门控制油缸8。

当电磁换向阀I212控制液体流出二通插装阀I202的液控口时，二通插装阀I202的油液入口和油液出口截断，此时，蓄能器19内的油液不再自二通插装阀I202的油液入口流入，相应地，气门控制回路不再向气门控制油缸8输入油液。

上述第二液控阀组可包括二通插装阀II201和电磁换向阀II211；与二通插装阀I202类似，二通插装阀II201同样包括油液入口、油液出口和液控口；电磁换向阀II211与二通插装阀II201的液控口连接，利用电磁换向阀II211及其相关电路、液路可以调节二通插装阀II201的液控口的液体流动状态，由此发挥二通插装阀II201的液控功能。

第一液控阀组和第二液控阀组串联指的是二通插装阀I202的油液出口连接于二通插装阀II201的油液入口，蓄能器19内的油液依次流经二通插装阀I202的油液入口、二通插装阀I202的油液出口、二通插装阀II201的油液入口和二通插装阀II201的油液出口。

串联的第一液控阀组和第二液控阀组接入马达控制回路指的是蓄能器19连接于二通插装阀I202的油液入口，二通插装阀II201的油液出口连接于马达控制回路。当二通插装阀I202和二通插装阀II201此二者均处于开启状态时，蓄能器19内的油液可以依次流经二通插装阀I202的油液入口、二通插装阀I202的油液出口、二通插装阀II201的油液入口、二通插装阀II201的油液出口和马达控制回路。蓄能器19内的油液沿马达控制回路流入液压启动马达6时可开启液压启动马达6，进而由液压启动马达6开启防爆柴油机5。

在上述具体实施例中，第二液控阀组不仅可以包括二通插装阀II201和电磁换向阀II211，还可以包括手动换向阀22和梭阀I112。梭阀I112包括两个梭阀入口和一个梭阀出口，电磁换向阀II211和手动换向阀22此二者分别连接于前述两个梭阀入口，二通插装阀II201的液控口连接于前述梭阀出口。可见，在该第二液控阀组中，电磁换向阀II211、手动换向阀22和梭阀I112此三者共同作用于二通插装阀II201的液控口，用于控制液体流入和流出二通插装阀II201的液控口。

针对电磁换向阀I212在第一液控阀组中的具体动作方式，可参考图1，电磁换向阀I212包括第一阀口、第二阀口和第三阀口，电磁换向阀I212的第一阀口、第二阀口和第三阀口分别对应于图1中电磁换向阀I212的P口、T口、A口，调整电磁换向阀I212的通电状态可以令电磁换向阀I212的第一阀口和第二阀口交替接通第三阀口，也就是说，调整电磁换向阀I212的通电状态可以实现电磁换向阀I212的P口和T口可以交替接通A口。

举例来说，图1所示的电磁换向阀I212未通电时，该电磁换向阀I212的P口接通电磁换向阀I212的A口，此时，电磁换向阀I212连通蓄能器19和二通插装阀I202的液控口，二通插装阀I202的液控口的油压上升至等于蓄能器19的油压，进而推动二通插装阀I202的阀芯朝图1的下方移动，导致二通插装阀I202的油液入口和油液出口截断。当二通插装阀I202的油液入口和油液出口截断时，二通插装阀I202处于关闭状态，蓄能器19内的油液无法通过二通插装阀I202流向气门控制回路和二通插装阀II201。图1所示的电磁换向阀I212通电时，该电磁换向阀I212的T口接通电磁换向阀I212的A口，此时，电磁换向阀I212连通液压油箱1和二通插装阀I202的液控口，二通插装阀I202的液控口的油压下降，导致二通插装阀I202的阀芯朝图1的上方移动，进而导致二通插装阀I202的油液入口和油液出口连通。当二通插装阀I202的油液入口和油液出连通时，二通插装阀I202处于开启状态，蓄能器19内的油液可以通过二通插装阀I202流向气门控制回路和二通插装阀II201。

针对电磁换向阀I212、手动换向阀22和梭阀I112在第二液控阀组中的具体动作方式，仍可参考图1，电磁换向阀II211和手动换向阀22二者中任意一者包括第一阀口、第二阀口和第三阀口，电磁换向阀II211的第一阀口、第二阀口和第三阀口分别对应于图1中电磁换向阀II211的P口、T口、A口，手动换向阀22的第一阀口、第二阀口和第三阀口分别对应于图1中手动换向阀22I的P口、T口、A口，调整电磁换向阀II211的通电状态可以令电磁换向阀II211的P口和T口可以交替接通A口，操作者手动调整手动换向阀22可以令手动换向阀22的P口和T口可以交替接通A口。

图1所示的电磁换向阀II211未通电时，该电磁换向阀II211的P口接通电磁换向阀I212的A口，此时，电磁换向阀II211连通二通插装阀I202的油液出口和梭阀I112的其中一个梭阀入口；与此同时，当手动换向阀22处于第一状态，手动换向阀22的P口接通手动换向阀22的A口，此时，手动换向阀22连通二通插装阀I202的油液出口和梭阀I112的另外一个梭阀入口。由于二通插装阀I202的油液出口分别通过前述电磁换向阀II211和手动换向阀22接通梭阀I112的两个梭阀入口，任意一个梭阀入口的油压等于二通插装阀I202的油液出口的油压，导致梭阀I112的阀芯处于中间位置，此时，梭阀I112的任意一个梭阀入口与梭阀出口截断，换言之，此时梭阀I112截断而二通插装阀I202的油液出口和二通插装阀的液控口。

图1所示的电磁阀换向阀II通电时，该电磁换向阀II211的T口接通电磁换向阀II211的A口，此时，电磁换向阀II211连通液压油箱1和梭阀I112的其中一个梭阀入口；与此同时，手动换向阀22处于第二状态时，手动换向阀22的T口接通手动换向阀22的A口，此时，手动换向阀22连通液压油箱1和梭阀I112的另外一个梭阀入口。由于液压油箱1通过前述电磁换向阀II211和手动换向阀22接通梭阀I112的两个梭阀入口，任意一个梭阀入口的油压等于液压油箱1的油压，导致梭阀I112的阀芯处于中间位置，此时，梭阀I112的任意一个梭阀入口与梭阀出口截断，换言之，此时梭阀I112截断而二通插装阀I202的油液出口和二通插装阀的液控口。

在上述论述的基础上，当电磁换向阀II211处于未通电状态而手动换向阀22处于第二状态时，电磁换向阀II211的P口接通电磁换向阀I212的A口，手动换向阀22的T口接通手动换向阀22的A口，就会导致梭阀I112的两个梭阀入口的油压不等，进而导致梭阀I112的阀芯向油压较小的一个梭阀入口所在侧偏移；当电磁换向阀II211处于通电状态而手动换向阀22处于第一状态时，电磁换向阀II211的T口接通电磁换向阀I212的A口，手动换向阀22的P口接通手动换向阀22的A口，同样会导致梭阀I112的两个梭阀入口的油压不等，进而导致梭阀I112的阀芯向油压较小的一个梭阀入口所在侧偏移。一旦梭阀I112的阀芯偏移，梭阀I112处于打开状态，此时梭阀I112连通二通换向阀II的油液出口和二通换向阀I的油液入口。

在该防爆柴油机启动控制系统中，电磁换向阀II211的初始状态为未通电状态，手动换向阀22的初始状态为第一状态，因此，电磁换向阀II211和手动换向阀22相当于用于控制梭阀I112启闭的并联路径，操作者既可以通过电磁换向阀II211对梭阀I112的启闭实现电路控制，也可以通过手动换向阀22对梭阀I112的启闭实现手动控制。电磁换向阀II211和手动换向阀22互为冗余设计，可以在电磁换向阀II211故障或者不便操作电磁换向阀II211时，在防爆柴油机5附近实现近距离人工启动防爆柴油机5，提高了第二液控阀组的作业安全，进而提高了防爆柴油机5的作业安全。

在上述实施例的基础上，该防爆柴油机启动控制系统还包括用于连接工作回路的液控换向阀II152，此处的工作回路可以是受防爆柴油机5和液控换向阀II152二者控制的各类液路，例如可以指车辆制动解除回路。

可参考图1，液控换向阀II152包括第一油液口、第二油液口、第三油液口和液控口；液控换向阀II152的第一油液口与二通插装阀I202的油液出口连接，进而与蓄能器19连通；液控换向阀II152的第二油液口与液压油箱1连接；液控换向阀II152的第三油液口用于连接工作回路；液控换向阀II152的液控口与液压泵4连接。根据前文记载可知，防爆柴油机5连接于液压泵4，因此，防爆柴油机5可以控制液压泵4的启停，进而控制液压泵4输入至液控换向阀II152的液控口的信号。其中，液控换向阀II152具体可设置为液控换向球阀。

举例来说，液控换向阀II152连接于车辆制动解除回路；当防爆柴油机5处于关闭状态时，液压泵4关停，液压泵4不会向液控换向阀II152的液控口输入油液，导致液控换向阀II152处于第一状态，此时，液控换向阀II152的第一油液口不通，液控换向阀II152的第二油液口与第三油液口连通；当防爆柴油机5处于开启状态时，液压泵4运行，液压泵4向液控换向阀II152的液控口输入油液，导致液控换向阀II152处于第二状态，此时，液控换向阀II152的第一油液口与第三油液口连通，液控换向阀II152的第二油液口不通。可见，与车辆制动解除回路、液压泵4连接的液控换向阀II152可以实现向车辆制动解除回路的自动供油和自动停止供油，提高该防爆柴油机启动控制系统的安全性。

上述液控换向阀II152处于第一状态时，液控换向阀II152实现车辆制动解除回路与液压油箱1此二者连通，导致车辆制动解除回路的油压下降，此时，可视车辆制动解除回路处于关闭状态。一旦车辆制动解除回路关闭，则受车辆制动解除回路控制的、用于发挥车辆制动解除作用的零部件不动作，显然，前述零部件未制动车辆，换言之，车辆处于正常行驶状态。

上述液控换向阀II152处于第二状态时，液控换向阀II152实现车辆制动解除回路与蓄能器19此二者连通，车辆制动解除回路的油压上升，此时，可视车辆制动解除回路处于开启状态。一旦车辆制动解除回路开启，则受车辆制动解除回路控制的、用于发挥车辆制动解除作用的零部件动作，显然，前述零部件制动车辆，换言之，车辆处于刹车状态。当然，为了令蓄能器19内的油液经由液控换向阀II152流入车辆制动解除回路，液控换向阀II152应当处于开启状态，也就是说，液控换向阀II152的油液入口和油液出口相互连通。

在本申请所提供的另外一些实施例中，该防爆柴油机启动控制系统还包括设于马达控制回路和液压泵4之间设有液控换向阀I151，液压泵4可以反馈控制液控换向阀I151的作业状态，从而反馈控制马达控制回路和液压启动马达6的作业状态。

上述液控换向阀I151包括油液入口、油液出口、非通口和液控口；该液控换向阀I151的换向功能体现于其油液入口交替连接油液出口和非通口。其中，非通口与油液入口、油液出口和液控口这种通口互为参照，换句话说，当油液流向油液入口这种通口时，油液可以流经油液入口，实现自前述油液入口流入和流出，而当油液处于非通口时，油液无法流经非通口。

上述液控换向阀I151的油液入口连接于液控单向阀的油液出口，已知液控换向阀I151与马达控制回路连通，因此，当液控单向阀包括设于接入气门控制回路的二通插装阀I202和接入马达控制回路的二通插装阀II201时，液控换向阀I151的油液入口连接于二通插装阀II201的油液出口。

上述液控换向阀I151的油液出口连接于液压启动马达6。当液控换向阀I151处于开启状态时，液控换向阀I151的油液入口与液控换向阀I151的油液出口连通，此时，蓄能器19内的油液可以沿启动回路依次流经液控单向阀、液控换向阀I151并流入液压启动马达6。

上述液控换向阀I151的液控口连接于液压泵4。液压泵4处于开启和关停两种不同状态时，液压泵4向液控换向阀I151的液控口输入两种不同液压信号，这两个不同液压信息可以实现控制液控换向阀I151的油液出口和非通口交替连通油液入口。

例如，当液压泵4处于关闭状态时，液压泵4向液控换向阀I151的液控口输入第一种液压信号。受前述第一种液压信号控制，液控换向阀I151的油液入口与液控换向阀I151的油液出口连通，即液控换向阀I151处于开启状态，蓄能器19可以沿启动回路向液压启动马达6供给油液，进而开启液压启动马达6。

当液压泵4处于开启状态时，液压泵4持续将液压油箱1内的油液泵送至与液压泵4相连的各个零部件。一旦液压泵4泵送至液控换向阀I151的液控口的油压达到一定数值，可视液压泵4向液控换向阀I151的液控口输入第二种液压信号。受前述第二种液压信号控制，液控换向阀I151的油液入口与液控换向阀I151的非通口连通，即液控换向阀I151处于关闭状态，蓄能器19无法沿启动回路向液压启动马达6供给油液，实现驱动液压启动马达6、防爆柴油机5和液压泵4此三者自动关停。

简而言之，有赖于液压泵4、液控换向阀I151和启动回路三者的连接关系，该防爆柴油机启动控制系统可以实现防爆柴油机5成功启动后自动切断液压启动马达6的供油，防止液压启动马达6持续增速而导致高速旋转损坏。

除了基于液控换向阀I151对液压启动马达6的自动切断供液，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统还可以为了提高系统安全性采取以下措施。

该防爆柴油机启动控制系统在各个回路设置阻尼元件10，例如，在液控单向阀的油液入口设置第一阻尼元件，在液控换向阀I151的液控口设置第二阻尼元件，在液控换向阀II152的液控口设置第三阻尼元件，在气门控制油缸8的入口设置第四阻尼元件。

第一阻尼元件位于液控单向阀的油液入口的前端，用于调节液控单向阀的启闭速度，减小液控单向阀所受的液压冲击。例如，当液控单向阀包括二通插装阀I202和二通插装阀II201时，第一阻尼元件可以设置于二通插装阀I202的液控口的前端，用于调节二通插装阀I202的开启速度和关闭速度，减小二通插装阀I202所受的液压冲击。第一阻尼元件也可以设置于二通插装阀II201的液控口的前端，用于调节二通插装阀II201的开启速度和关闭速度，减小二通插装阀II201所受的液压冲击。此外，还可以在二通插装阀I202的液控口和二通插装阀II201的液控口分别设置第一阻尼元件。

第二阻尼元件位于液控换向阀I的液控口的前端，用于调节液控换向阀I的换向速度，减缓液压启动马达6的停止速度，延长液压启动马达6的使用寿命。

第三阻尼元件位于液控换向阀II152的液控口的前端，用于调节液控换向阀II152的换向速度，延长受液控换向阀II152控制的工作回路的使用寿命。

第四阻尼元件位于气门控制油缸8的入口的前端，可调节气门控制油缸8的回油速度，减缓防爆柴油机5的气门的启闭速度，保障防爆柴油机5的气门。

该防爆柴油机启动控制系统还可以在补液回路和充液回路之间设置电磁卸荷溢流阀12，并在补液回路设置管路过滤器9。对于前述补液回路而言，液压泵4的吸油口与液压油箱1相连，液压泵4的出口依次连接管路过滤器9、单向阀18和蓄能器19的工作腔。当处于开启状态的防爆柴油机5驱动液压泵4运转时，液压泵4向蓄能器19的工作腔内自动充液。

电磁卸荷溢流阀12与补液回路、充液回路均连接。该防爆柴油机启动控制系统利用补液回路将液压油箱1内的油液充入蓄能器19时，电磁卸荷溢流阀12可实现液压泵4卸荷启动，降低防爆柴油机5的启动瞬间功率，改善防爆柴油机5液压电启动性能，提高低温环境下防爆柴油机5的再次启动的成功率。

电磁卸荷溢流阀12通常与连接于蓄能器19的压力传感器13配合作业，例如，蓄能器19连接有压力传感器I和压力传感器II。压力传感器I用于监测蓄能器19的油压，当压力传感器I检测到蓄能器19的油压达到预设数值时，该防爆柴油机启动控制系统的电控装置向电磁卸荷溢流阀12发送指定，令电磁卸荷溢流阀12失电，进而对液压泵4进行卸荷，减少该防爆柴油机启动控制系统因高压溢流所造成的能量损失，实现该防爆柴油机启动控制系统的节能控制。压力传感器II用于监测液压泵4的输出口的油压，压力传感器II的监测数值可实时传递至该防爆柴油机启动控制系统的电控装置，提高该防爆柴油机启动控制系统的可靠性。

管路过滤器9设于补液回路，包括滤芯、发讯器和旁通阀；发讯器和旁通阀耦接。滤芯用于过滤流经补液回路的油液；发讯器用于检测流经滤芯的油液的油液作业参数，当流经滤芯的油液因滤芯堵塞、油温过低、流量脉动等因素而导致油压超过发讯器的预设参数时，发讯器发出特定信号，基于此特定信号，既可以及时提醒操作者及时维护系统，例如更换滤芯、提高油温，也可以实现旁通阀自动开启，起到保护防爆柴油机启动控制系统及其补液回路的作用，提高该防爆柴油机启动控制系统的可靠性。

围绕蓄能器19、防爆柴油机5这两个主要设备的不同工作状态，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统不仅可以区分得到充液回路、补液回路和启动回路，还可以区分得到保压回路等其他液路。

对于充液回路而言，具备自动充液和手动充液两种充液方式，同时能够依赖溢流阀16和安全阀17保障蓄能器19的作业安全性。

对于补液回路而言，可基于开启状态下的防爆柴油机5和液压泵4自动、及时补充蓄能器19的工作腔的油液，为蓄能器19频繁启动防爆柴油机5做好准备，同时依赖电磁卸荷溢流阀12和压力传感器13可实现液压泵4卸荷启动，降低防爆柴油机5的启动瞬间功率，改善防爆柴油机5液压电启动性能，提高低温环境下防爆柴油机5的再次启动的成功率。

对于保压回路而言，利用电磁换向阀I212控制二通插装阀I202的启闭，令处于关闭状态下的二通插装阀I202阻止蓄能器19内的油液向防爆柴油机5和液压启动马达6泄漏，与此同时，利用带弹簧的单向阀18阻止蓄能器19内的油液向液压泵4泄漏。简而言之，当需要对蓄能器19进行保压时，通过二通插装阀I202和单向阀18的共同作业将蓄能器19的油液牢牢封锁在蓄能器19的工作腔内，解决传统技术中防爆柴油机动力设备因滑阀式换向阀内泄而造成蓄能器19压力自动降低的难题。

对于启动回路而言，该防爆柴油机启动控制系统的ECU上电时，电磁换向阀I212和电磁换向阀II211先后开启二通插装阀I202和二通插装阀I202I201，实现先后开启气门控制油缸8和液压启动马达6，由此启动防爆柴油机5。当电磁换向阀I212开启二通插装阀I202以实现开启气门控制油缸8时，气门控制油缸8开启防爆柴油机5的气门；当电磁换向阀II211开启二通插装阀II201以实现开启液压启动马达6时，液压启动马达6驱动防爆柴油机5运转。待液压启动马达6成功开启防爆柴油机5后，液压泵4利用自身输出压力可自动切断启动回路的液控换向阀I以阻止启动回路继续向液压驱动马达供油，防止液压启动马达6因高速旋转而损坏。此外，在启动回路中，液压启动马达6与防爆柴油机5采用齿传动且精准啮合，防止在防爆柴油机5的转速低于点火转速前防爆柴油机5和液压启动马达6的啮合位置发生松脱。启动回路还设有节流阀7，节流阀7位于液压启动马达6的上游，用于调节液压启动马达6的工作转速。

其中，在启动回路处于气门控制油缸8开启之时至即将开启液压启动马达6这一区间中，蓄能器19基于上述保压回路处于保压状态，蓄能器19内的油液无泄漏。

综上，本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统可满足防爆柴油机5在煤矿井下等作业环境中的安全启动，尤其适合于防爆柴油机5在煤矿井下坡度大、弯道多、波折起伏、位置高等复杂路况下正常使用要求的设计要求。该防爆柴油机启动控制系统采用二通插装阀、单向阀18等无泄漏阀增强相关液路的密封效果，提高蓄能器19的保压性能，有效解决传统技术中因滑阀式换向阀的内泄而造成蓄能器19压力逐渐降低的难题，无需在防爆柴油机5的相关动力设备工作关机或非正常工作停机时人工关闭相关阀门。该防爆柴油机启动控制系统优化了防爆柴油机5的启动回路，增加了液压电气动功能，实现冗余设计，可实现防爆柴油机5远程启动或程控启动，解决了防爆柴油机5因相关电器元件故障或电启动操作不便时难以及时快速启动防爆柴油机5的问题。该防爆柴油机启动控制系统采用电磁卸荷溢流阀12实现液压泵4卸荷启动，降低防爆柴油机5的启动瞬间功率，改善防爆柴油机5的液压电启动性能，提高防爆柴油机5在低温环境再次启动的成功率，节省防爆柴油机5的启动辅助时间，提高防爆柴油机动力设备的工作效率。该防爆柴油机启动控制系统采用液压泵4反馈控制启动回路的液控换向阀I，实现防爆柴油机5成功启动后自动切断向液压启动马达6的供油，防止液压启动马达6因高速旋转而损坏，为液压启动马达6的供油控制增加安全冗余设计。

以上对本申请所提供的防爆柴油机启动控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，包括防爆柴油机(5)、蓄能器(19)、液压油箱(1)和驱动所述防爆柴油机(5)运转的液压启动马达(6)；所述蓄能器(19)连接有充液回路、补液回路和启动回路；所述充液回路和所述补液回路均连接于所述液压油箱(1)；所述启动回路连接于所述防爆柴油机(5)和所述液压启动马达(6)；所述防爆柴油机(5)通过液压泵(4)接入所述补液回路；所述蓄能器(19)通过单向阀(18)连接于所述补液回路；所述蓄能器(19)通过液控单向阀连接于所述启动回路；

所述启动回路包括马达控制回路和气门控制回路；所述马达控制回路连接于所述液压启动马达(6)、以实现控制所述液压启动马达(6)启停；所述气门控制回路连接于所述防爆柴油机(5)的气门控制油缸(8)、以实现控制所述气门控制油缸(8)启停；所述马达控制回路和所述气门控制回路任意一者通过所述液控单向阀连接于所述蓄能器(19)；

所述液控单向阀包括第一液控阀组和第二液控阀组；所述第一液控阀组接入所述气门控制回路；所述第一液控阀组和所述第二液控阀组二者串联且接入所述马达控制回路；

所述第一液控阀组包括二通插装阀I(202)和电磁换向阀I(212)；所述第二液控阀组包括二通插装阀II(201)和电磁换向阀II(211)；所述二通插装阀I(202)和所述二通插装阀II(201)均包括油液入口、油液出口和液控口；所述蓄能器(19)连接于所述二通插装阀I(202)的油液入口，所述气门控制回路和所述二通插装阀II(201)的油液入口均连接于所述二通插装阀I(202)的油液出口，所述二通插装阀II(201)的油液出口连接于所述马达控制回路；所述电磁换向阀I(212)连接于所述二通插装阀I(202)的液控口，所述电磁换向阀II(211)连接于所述二通插装阀II(201)的液控口。

2.根据权利要求1所述的防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，所述第二液控阀组还包括手动换向阀(22)和梭阀I(112)；所述电磁换向阀II(211)和所述手动换向阀(22)二者分别连接于所述梭阀I(112)的两个梭阀入口，所述梭阀I(112)的梭阀出口连接于所述二通插装阀II(201)的液控口。

3.根据权利要求2所述的防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，所述电磁换向阀I(212)、所述电磁换向阀II(211)和所述手动换向阀(22)三者均包括第一阀口、第二阀口和第三阀口；所述电磁换向阀I(212)、所述电磁换向阀II(211)和所述手动换向阀(22)三者中任意一者的第一阀口和第二阀口交替接通第三阀口；

所述电磁换向阀I(212)的第一阀口连接于所述蓄能器(19)，所述电磁换向阀I(212)的第二阀口连接于所述液压油箱(1)，所述电磁换向阀I(212)的第三阀口连接于所述二通插装阀I(202)的液控口；

所述电磁换向阀II(211)和所述手动换向阀(22)二者的第一阀口均连接于所述二通插装阀I(202)的油液出口，所述电磁换向阀II(211)和所述手动换向阀(22)二者的第二阀口均连接于所述液压油箱(1)，所述电磁换向阀II(211)和所述手动换向阀(22)二者的第三阀口分别连接于所述梭阀I(112)的两个梭阀入口。

4.根据权利要求1所述的防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，还包括用于连接工作回路的液控换向阀II(152)；所述液控换向阀II(152)包括第一油液口、第二油液口、第三油液口和液控口；所述液控换向阀II(152)的第一油液口与所述二通插装阀I(202)的油液出口连接，所述液控换向阀II(152)的第二油液口与所述液压油箱(1)连接，所述液控换向阀II(152)的第三油液口用于连接工作回路，所述液控换向阀II(152)的液控口与所述液压泵(4)连接；

所述防爆柴油机(5)和所述液压泵(4)用于控制所述液控换向阀II(152)的第一油液口和第二油液口二者交替连通第三油液口。

5.根据权利要求1至4任一项所述的防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，所述马达控制回路和所述液压泵(4)之间设有液控换向阀I(151)；所述液控换向阀I(151)包括油液入口、油液出口、非通口和液控口；所述液控换向阀I(151)的油液入口连接于所述液控单向阀的油液出口，所述液控换向阀I(151)的油液出口连接于所述液压启动马达(6)，所述液控换向阀I(151)的液控口连接于所述液压泵(4)；所述液压泵(4)用于控制所述液控换向阀I(151)的油液出口和非通口交替连通油液入口。

6.根据权利要求5所述的防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，所述液控单向阀的油液入口、所述液控换向阀I(151)的液控口和所述气门控制油缸(8)的入口中任意一者均设有用于调节油液流量的阻尼元件(10)。

7.根据权利要求1至4任一项所述的防爆柴油机启动控制系统，其特征在于，所述补液回路和所述充液回路均通过电磁卸荷溢流阀(12)连接于所述蓄能器(19)；所述补液回路设有管路过滤器(9)；所述管路过滤器(9)包括：

用于过滤油液的滤芯；

用于检测油液作业参数的发讯器；

用于在所述发讯器达到设定值时自动开启的旁通阀。