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防爆柴油机排气颗粒物的微观结构研究
1
作者 李阳阳 朱蕙 +2 位作者 何泽 郑子康 崔宇宣 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1778-1785,共8页
为研究废气水洗箱和含氧燃料对防爆柴油机排气颗粒物微观结构随工况变化的影响,利用扫描电子显微镜(Scananing Elecron Microscope,SEM)对0#柴油(D100)和丁醇/柴油混合燃料(BD20)的排气颗粒物的微观形貌、分形特征和粒径分布进行研究。... 为研究废气水洗箱和含氧燃料对防爆柴油机排气颗粒物微观结构随工况变化的影响,利用扫描电子显微镜(Scananing Elecron Microscope,SEM)对0#柴油(D100)和丁醇/柴油混合燃料(BD20)的排气颗粒物的微观形貌、分形特征和粒径分布进行研究。其中,丁醇的质量分数为20%。结果显示:经过废气水洗箱后,颗粒物内吸附质含量增多,密集程度升高,在多数工况下,颗粒物支链减少,且BD20有利于减少颗粒物碳烟粒子含量;颗粒物的计盒维数分布在1.70~1.85,且经过废气水洗箱的颗粒物结构更紧密,计盒维数更大,D100的计盒维数大于BD20的计盒维数;颗粒物基础碳粒子粒径分布在10~90 nm,废气水洗箱对颗粒物有沉降作用,使颗粒物平均粒径减小,BD20的平均粒径小于D100平均粒径。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 防爆柴油机 微观形貌 计盒维数 基础碳粒子
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矿用防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统设计及性能试验
2
作者 张磊 唐彬展 +5 位作者 鲍久圣 胡志伟 彭振 胡德平 阴妍 袁晓明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2547-2560,共14页
防爆柴油机是矿井辅助运输车辆使用最为广泛的动力源之一,受防爆改造以及井下恶劣环境的影响,导致其尾气污染问题严重,有悖于绿色矿山发展战略。煤矿井下自2020年12月开始实施非道路国III排放标准,但现阶段矿用防爆柴油机尾气净化多采... 防爆柴油机是矿井辅助运输车辆使用最为广泛的动力源之一,受防爆改造以及井下恶劣环境的影响,导致其尾气污染问题严重,有悖于绿色矿山发展战略。煤矿井下自2020年12月开始实施非道路国III排放标准,但现阶段矿用防爆柴油机尾气净化多采用机内前处理技术,无法满足非道路国IV及更高标准的排放要求。针对防爆柴油机尾气污染严重及净化技术滞后的问题,设计了一种新型四元组合式尾气后处理系统,并通过仿真和台架试验开展了关键部件结构参数优化及尾气污染物净化性能研究。首先,按照煤矿井下防爆要求,超前面向非道路国IV尾气排放标准,设计了一种由氧化催化剂(DOC)、颗粒捕集器(DPF)、选择性催化还原器(SCR)和防爆温控装置(EPTC)组成的防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统;采用STAR-CCM+仿真软件对防爆温控装置结构进行传热分析,结果表明:管壁面温度均小于150℃,可满足煤矿安全规程防爆要求。其次,以某型60 kW防爆柴油机为研究对象,基于GT-Power软件分别搭建了DOC、SCR和DPF后处理部件的仿真模型,并对其关键结构参数及净化性能开展正交试验进行优化,确定了尾气后处理系统关键部件的最优结构参数,得到如下规律:污染物的净化效率随DOC和SCR的载体直径、载体长度和通道密度的增大而提高;载体长度和载体直径对DPF捕集效率与DOC和SCR规律一致,而DPF因其特殊的壁流式载体结构,随着通道密度增加,PM颗粒物的捕集效率可始终维持在96%附近。在此基础上,建立了防爆柴油机和后处理系统的耦合模型,开展了防爆柴油机尾气排放污染物净化效率、动力性与经济性仿真试验。最后,研制了四元组合式尾气后处理系统样机并开展台架试验,将试验数据与仿真数据对比分析,结果表明:尾气后处理系统对CO、NO、HC与颗粒物的净化效率分别大于95%、90%、83%以及95%,可满足非道路国IV排放要求;加装尾气后处理系统的防爆柴油机整体输出扭矩平均下降4.83%,整体燃油消耗率平均增加1.19%,对防爆柴油机的动力性与经济性的实际影响较小。 展开更多
关键词 防爆柴油机 尾气后处理 “四元”组合式 参数优化 非道路国Ⅳ
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防爆柴油机机油保护液压启动系统设计
3
作者 刘继全 《煤矿机械》 2024年第3期17-19,共3页
防爆柴油机是煤矿辅助运输装备的主要动力源之一,安全保护与启动系统是防爆柴油机必备系统,小型辅助运输装备的高度集成化给防爆柴油机提出了新要求。通过对无轨胶轮车防爆柴油机保护及启动系统进行研究,设计了一种基于机油保护、液压... 防爆柴油机是煤矿辅助运输装备的主要动力源之一,安全保护与启动系统是防爆柴油机必备系统,小型辅助运输装备的高度集成化给防爆柴油机提出了新要求。通过对无轨胶轮车防爆柴油机保护及启动系统进行研究,设计了一种基于机油保护、液压马达启动的防爆柴油机机油保护液压启动系统。通过采用机油保护液压启动,综合运用装备本身自带资源,实现防爆柴油机的正常启动与保护,满足小型低矮紧凑装备在性能及空间布置的需求,提高装备的功能性、经济性、可靠性,提升装备的应用价值。 展开更多
关键词 无轨胶轮车 防爆柴油机 机油保护 液压启动
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基于模糊PID的非道路国三排放防爆柴油机喷油量闭环控制方法
4
作者 马海兵 《液压气动与密封》 2024年第11期86-91,共6页
常规非道路国三排放防爆柴油机喷油量闭环控制方法主要采用动态跟踪实现喷油量的控制,忽略了不确定性因素的影响,导致控制结果的空燃比与理想数值偏差较大,对此,提出基于模糊PID的非道路国三排放防爆柴油机喷油量闭环控制方法。首先,根... 常规非道路国三排放防爆柴油机喷油量闭环控制方法主要采用动态跟踪实现喷油量的控制,忽略了不确定性因素的影响,导致控制结果的空燃比与理想数值偏差较大,对此,提出基于模糊PID的非道路国三排放防爆柴油机喷油量闭环控制方法。首先,根据平均有效压力参数建立非道路国三排放防爆柴油机喷油系统模型;然后,在该模型中添加PID控制器,并在PID控制的基础上,结合模糊逻辑处理采样值的不确定性,设计模糊PID下的喷油量控制框架;最后,利用模糊PID的反馈参数作为控制信号对非道路国三排放防爆柴油机的喷油量进行闭环控制。实验分析可知,在此方法控制下的柴油机空燃比结果与理想空燃比数值更为接近,最大偏差仅为1.96,满足非道路国三排放防爆柴油机的实际应用需求。 展开更多
关键词 防爆柴油机 喷油量控制 模糊PID 闭环控制 非道路柴油机 国三排放柴油机
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DOC+DPF对防爆柴油机气态污染物影响的试验研究
5
作者 李博 李鹏辉 《内燃机与配件》 2024年第15期28-30,共3页
非道路柴油机国四排放标准HJ1014-2020《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》要求在2022年12月1日起非道路移动机械用柴油机必须满足国四排放要求,矿用防爆柴油机为满足国四排放要求也要做充足的前期研究。非道路柴油机多采用DO... 非道路柴油机国四排放标准HJ1014-2020《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》要求在2022年12月1日起非道路移动机械用柴油机必须满足国四排放要求,矿用防爆柴油机为满足国四排放要求也要做充足的前期研究。非道路柴油机多采用DOC+DPF的路线使得CO和颗粒满足国四排放要求,防爆柴油机的CO和颗粒实现国四排放要求也可以通过使用DOC+DPF达到。MT990要求防爆柴油机的表面温度不能超过150℃,使得DOC和DPF也需进行防爆改装后才能使用,所以增加防爆改装后的DOC+DPF对防爆柴油机的尾气排放究竟有何影响还有待实验验证。本文通过防爆柴油机台架试验研究防爆改装后的DOC+DPF对防爆柴油机排放的影响。 展开更多
关键词 防爆柴油机 国四排放要求 DOC+DPF 台架试验
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矿用防爆柴油机智能故障诊断技术研究
6
作者 白雷 付君 《煤矿机械》 2024年第7期170-173,共4页
针对矿用防爆柴油机故障排除耗时、依赖经验和检修工具落后等问题,设计了一种集防抖、故障处理、主从识别和信息存储于一体的故障诊断管理系统,显著提高了维护效率与可靠性。同时,结合售后维修需求,提出了一种搭载融合多种无线通信技术... 针对矿用防爆柴油机故障排除耗时、依赖经验和检修工具落后等问题,设计了一种集防抖、故障处理、主从识别和信息存储于一体的故障诊断管理系统,显著提高了维护效率与可靠性。同时,结合售后维修需求,提出了一种搭载融合多种无线通信技术的智能诊断仪的远程故障诊断方案,实现了对防爆柴油机的远程故障诊断、实时监测和远程升级等功能,为煤矿行业的高效运营提供了有力支持。 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 故障诊断管理系统 智能化 远程诊断
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CH_(4)浓度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响研究
7
作者 唐鹏举 杨文杰 《煤矿机械》 2024年第7期73-75,共3页
为了研究CH_(4)浓度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响,进行了4次矿用防爆柴油机台架试验。通过低浓度配气装置来调节CH_(4)流量进而实现浓度调节,试验CH_(4)浓度分别为1.00%、0.50%、0.30%和0,空气的温度、湿度和压力由进气空调给定,在... 为了研究CH_(4)浓度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响,进行了4次矿用防爆柴油机台架试验。通过低浓度配气装置来调节CH_(4)流量进而实现浓度调节,试验CH_(4)浓度分别为1.00%、0.50%、0.30%和0,空气的温度、湿度和压力由进气空调给定,在6个工况点进行试验并采集尾气进行分析。试验结果表明:CH_(4)浓度会对矿用防爆柴油机的排放性能产生影响,但由于矿井CH_(4)浓度一般不得高于0.50%,因此其对于矿用防爆柴油机的影响较小。 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 流量控制 CH_(4)浓度 排放性能
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排气系统结构类型对矿用防爆柴油机性能的影响规律研究
8
作者 冯海涛 史志远 陈翀 《煤矿机械》 2024年第12期36-39,共4页
矿用柴油机防爆改造的关键在于降低排气温度,使其达到煤矿安全标准的要求。针对目前常见的3种排气系统,以1104D-E44T柴油机为试验样机,分别装配不同的排气系统,对柴油机进行外特性试验分析。结果表明:湿式排气系统排气背压较大,动力性... 矿用柴油机防爆改造的关键在于降低排气温度,使其达到煤矿安全标准的要求。针对目前常见的3种排气系统,以1104D-E44T柴油机为试验样机,分别装配不同的排气系统,对柴油机进行外特性试验分析。结果表明:湿式排气系统排气背压较大,动力性能与经济性能下降明显;干式排气系统在相同的测试条件下,燃油消耗相比于湿式排气系统降低7.12%~14.37%,输出功率高出湿式排气系统2.2%~4.3%;干式排气系统的排放物NOx、HC、CO及PM仅为湿式排气系统的31.64%、28.29%、44.61%及17.72%,但排气温度和柴油机整机表面温度略高于湿式排气系统。 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 干式排气系统 湿式排气系统 柴油机性能
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基于废气再循环的防爆柴油机清洁燃烧技术
9
作者 王晓 《柴油机》 2024年第1期29-40,共12页
针对某型煤矿用防爆柴油机NO_(x)排放物污染严重、危害大的问题,分析防爆柴油机的燃烧过程,建立燃烧数学模型。通过流体仿真分析软件对基于废气再循环系统的防爆柴油机的清洁燃烧过程模拟仿真并进行台架试验。试验结果表明:在8种工况下... 针对某型煤矿用防爆柴油机NO_(x)排放物污染严重、危害大的问题,分析防爆柴油机的燃烧过程,建立燃烧数学模型。通过流体仿真分析软件对基于废气再循环系统的防爆柴油机的清洁燃烧过程模拟仿真并进行台架试验。试验结果表明:在8种工况下加装废气再循环的系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机CO排放加权平均值为0.0045%,与未加装废气再循环的系统相比体积分数增加0.0045%;加装废气再循环的系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机NO_(x)排放加权平均值为93.35×10^(-6),与未加装废气再循环的系统相比降低56.17%,采用废气再循环的系统对降低防爆柴油机的NO_(x)排放效果明显。 展开更多
关键词 防爆柴油机 废气再循环 清洁燃烧 控制策略
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防爆柴油机单轨吊分布式混合动力系统及模糊控制研究
10
作者 唐彬展 鲍久圣 +3 位作者 王旭 阴妍 张磊 吴杞康 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第12期224-228,共5页
针对传统防爆柴油机单轨吊存在的运行速度低、尾气污染严重等问题,为其设计了一种新型分布式混合动力驱动系统,制定了基于模糊规则的控制策略并进行了试验验证。首先,设计了分布式混合动力系统架构,制定了小坡度重载和大坡度轻载2种工... 针对传统防爆柴油机单轨吊存在的运行速度低、尾气污染严重等问题,为其设计了一种新型分布式混合动力驱动系统,制定了基于模糊规则的控制策略并进行了试验验证。首先,设计了分布式混合动力系统架构,制定了小坡度重载和大坡度轻载2种工况并完成主要部件选型及参数匹配;其次,基于模糊规则制定了控制策略并利用MATLAB建立控制模型;最后,利用AMESim和MATLAB开展联合仿真试验。结果表明,采用分布式混合动力系统并配合模糊控制策略,能够在大幅提升原单轨吊运行速度的同时,也显著降低其尾气污染程度。 展开更多
关键词 防爆柴油机 矿用单轨吊 分布式混合动力 模糊规则 控制策略
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基于气体介质的煤矿用防爆柴油机启动与安全保护系统研究
11
作者 刘继全 《煤矿机械》 2023年第12期80-83,共4页
启动与安全保护系统是防爆柴油机的重要组成部分,启动困难与保护失效是防爆柴油机通常出现的故障问题。通过分析防爆柴油机的启动原理与安全保护要求,研究2种系统之间的关联性,设计出一套采用压缩空气为工作介质的启动与安全保护系统。... 启动与安全保护系统是防爆柴油机的重要组成部分,启动困难与保护失效是防爆柴油机通常出现的故障问题。通过分析防爆柴油机的启动原理与安全保护要求,研究2种系统之间的关联性,设计出一套采用压缩空气为工作介质的启动与安全保护系统。研究系统中的主要元部件性能需求,分析计算系统中的运行参数,优化设计方案,通过系统设计解决防爆柴油机在启动与安全保护方面出现的问题。 展开更多
关键词 煤矿 防爆柴油机 气体介质 启动与安全
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瓦斯浓度对防爆柴油机性能影响的试验研究 被引量：1
12
作者 李博 杨文杰 《内燃机与配件》 2023年第19期6-8,共3页
井下工作环境中存在一定浓度瓦斯气体,国三防爆柴油机在运行过程中吸入一定浓度瓦斯气体会造成转速扭矩波动,如何波动,在甲烷浓度到达多少的情况下波动,是否会被扭矩的波动压熄火都需要验证以确保极限状态下的安全。本文将以实际防爆柴... 井下工作环境中存在一定浓度瓦斯气体,国三防爆柴油机在运行过程中吸入一定浓度瓦斯气体会造成转速扭矩波动,如何波动,在甲烷浓度到达多少的情况下波动,是否会被扭矩的波动压熄火都需要验证以确保极限状态下的安全。本文将以实际防爆柴油机为样品,对井下不同浓度甲烷气体进行环境模拟,在相同测试工况下进行对比研究。 展开更多
关键词 防爆柴油机 甲烷浓度 扭矩波动 环境模拟
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防爆柴油机国三排放试验台的设计研究 被引量：1
13
作者 李鹏辉 《煤矿机械》 2023年第7期55-56,共2页
由于煤矿井下的恶劣环境直接影响矿工的生命健康,而井下污染物的一个重要来源是防爆柴油机作为动力的无轨胶轮车尾气排放,随着国家煤监局要求井下防爆柴油机排放必须达到国三标准,因此需建设一套防爆柴油机排放试验台对井下防爆柴油机... 由于煤矿井下的恶劣环境直接影响矿工的生命健康,而井下污染物的一个重要来源是防爆柴油机作为动力的无轨胶轮车尾气排放,随着国家煤监局要求井下防爆柴油机排放必须达到国三标准,因此需建设一套防爆柴油机排放试验台对井下防爆柴油机进行国三排放检验。采用测控加载系统、进气流量及压力测量系统、数据采集分析系统及排放测试系统搭建了防爆柴油机国三排放试验台,结果表明该试验台运行平稳、可靠。 展开更多
关键词 防爆柴油机 排放试验台 测控加载系统
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矿用防爆柴油机防爆试验台测控系统设计研究 被引量：1
14
作者 李鹏辉 《能源与节能》 2023年第9期170-172,179,共4页
矿用防爆柴油机作为煤矿辅助运输车辆的主要动力,其安全性能十分重要。根据MT 990—2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》中对矿用柴油机防爆试验的要求,设计了矿用防爆柴油机防爆试验台的测控系统。该系统不仅可以满足防爆试验要求,还... 矿用防爆柴油机作为煤矿辅助运输车辆的主要动力,其安全性能十分重要。根据MT 990—2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》中对矿用柴油机防爆试验的要求,设计了矿用防爆柴油机防爆试验台的测控系统。该系统不仅可以满足防爆试验要求,还可以对柴油机进行多种性能试验。重点分析了该试验台测控系统的硬件和软件组成、功能、原理、防爆性能试验以及关键技术等。 展开更多
关键词 防爆柴油机 交流电力测功系统 测控系统
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矿用防爆柴油机尾气排放控制技术研究现状 被引量：2
15
作者 王晓 《内燃机》 2023年第3期12-17,共6页
针对煤矿井下防爆柴油机尾气排放污染严重的问题,分析了防爆柴油机尾气中的主要有害排放物成分,阐述了国内外控制煤矿井下防爆柴油机尾气排放的技术和方法,指出了目前控制尾气排放技术中的问题和不足,并据此提出了未来煤矿井下控制防爆... 针对煤矿井下防爆柴油机尾气排放污染严重的问题,分析了防爆柴油机尾气中的主要有害排放物成分,阐述了国内外控制煤矿井下防爆柴油机尾气排放的技术和方法,指出了目前控制尾气排放技术中的问题和不足,并据此提出了未来煤矿井下控制防爆柴油机废气排放技术的发展方向。 展开更多
关键词 防爆胶轮车 防爆柴油机 尾气 有害排放物
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矿用防爆柴油机进气系统数值模拟实践与优化 被引量：1
16
作者 田红卫 马超智 +2 位作者 刘慧勇 王计兵 马将 《矿业装备》 2023年第7期206-208,共3页
在我国现代煤矿生产力不断提升的背景下,多项生产开采技术得以全面创新,且井下应用的设备制造水平也在不断提升。在煤矿生产过程中,矿用防爆柴油机具有重要的作用,能够为井下机械设备提供动力。为了进一步提升矿用防爆柴油机的性能与安... 在我国现代煤矿生产力不断提升的背景下,多项生产开采技术得以全面创新,且井下应用的设备制造水平也在不断提升。在煤矿生产过程中,矿用防爆柴油机具有重要的作用,能够为井下机械设备提供动力。为了进一步提升矿用防爆柴油机的性能与安全性,需要做好进气系统的优化设计。以某企业研发的产品为例,进行矿用防爆柴油机进气系统数值模拟,并结合实践经验总结一些措施,以期能够对相关人员有所帮助。 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 进气系统 数值模拟 产品特点 优化策略
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进气温度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响研究
17
作者 唐鹏举 《能源与节能》 2023年第10期177-179,221,共4页
为了研究进气温度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响,进行了3次防爆柴油机台架试验。3次进气温度分别为25℃,30℃,35℃,3次温度由进气空调设定。在9个工况点(转速分别为2200 r/min,1500 r/min,1200 r/min,负荷分别为100%,75%,50%)下进... 为了研究进气温度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响,进行了3次防爆柴油机台架试验。3次进气温度分别为25℃,30℃,35℃,3次温度由进气空调设定。在9个工况点(转速分别为2200 r/min,1500 r/min,1200 r/min,负荷分别为100%,75%,50%)下进行试验。试验结果表明,矿用防爆柴油机的CO,NO_(x)排放性能随着进气温度的降低都得到了改善。 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 进气温度 尾气分析 排放性能
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防爆柴油机单轨吊机车液压系统设计
18
作者 丁彦辉 《设备管理与维修》 2023年第23期119-120,共2页
防爆柴油机单轨吊作为一种煤矿井下重要的辅助运输设备得到广泛应用,液压系统是其重要的组成部分。解析防爆柴油机单轨吊机车液压系统主要部分设计原理,经实际应用验证,该系统具有结构简单、运行稳定、安全可靠性高等特点。
关键词 辅助运输 防爆柴油机单轨吊 液压驱动
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矿用防爆柴油机电控系统检测装置的设计方法
19
作者 白雷 付君 《内燃机》 2023年第1期24-28,共5页
矿用防爆柴油机电控系统实际应用时间较短,其检测项目繁多,且基本依靠人工完成。本文介绍了矿用防爆柴油机电控系统的组成以及生产检测流程,并提出了一种自动检测装置的技术方案。该技术方案以煤炭行业标准GB3836为准则,对电控系统的信... 矿用防爆柴油机电控系统实际应用时间较短,其检测项目繁多,且基本依靠人工完成。本文介绍了矿用防爆柴油机电控系统的组成以及生产检测流程,并提出了一种自动检测装置的技术方案。该技术方案以煤炭行业标准GB3836为准则,对电控系统的信号输入通道、驱动输出通道及通信通道的进行自动检测,同时集成了常用的生产辅助功能,可以解决生产检测过程中检测设备多、操作繁复以及检测时间长的问题。 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 电控系统 技术方案
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防爆柴油机电喷技术的研究 被引量：7
20
作者 李光辉 《煤炭与化工》 CAS 2016年第4期133-135,共3页
煤矿井下防爆柴油机械存在排放污染和燃油经济性的问题,开发电喷防爆柴油机可以有效解决此问题。文章分析了防爆柴油机的现状,介绍了装在防爆柴油机上的单体泵式和共轨式电控燃油喷射系统的结构和工作原理。
关键词 防爆柴油机 电喷防爆柴油机 电控燃油喷射系统
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