一种用于牵张机的冷启动综合预热系统的制作方法

本发明涉及牵张机设备技术领域，尤其涉及一种用于牵张机的冷启动综合预热系统。

背景技术：

牵张机是电力输变电张力架线施工专用设备，在液压传动牵张设备上，搭载有燃油发动机动力源，闭式变量液压系统进行动力传递和无级变速，驱动双滚筒机构实现电力线路导地线的张力展放或牵引。

目前，一般在低温条件使用时，牵张机配备发动机进气预热模块，或同时搭载燃烧室内的燃油加热器进行发动机冷却液预热，辅助发动机低温启动。在极端严寒环境下，润滑油黏度高，机械部件运转阻力增大，进气预热容量小，燃油温度过低雾化性差，压缩后达不到自燃温度，点火困难，使发动机面临严重的启动困难问题；同时，严寒环境会造成液压系统油液黏度增大，流动性变差，润滑性能降低，使闭式液压系统吸油困难，液压元件干摩擦加快损坏，以致系统内泄露增加、性能变差，进而缩短设备的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于牵张机的冷启动综合预热系统，能够解决液压传动牵张机在严寒条件下发动机启动困难和液压系统吸油困难、元件磨损加快问题，改善设备严寒环境适应性和液压系统可靠性，进而提高设备性能和使用寿命。

本发明采用的技术方案为：一种用于牵张机的冷启动综合预热系统，包括进气预热模块、燃油/润滑油预热模块、plc控制器、第一预热管道回路、第二预热管道回路、燃油加热器、双回路换热器、温度监测模块、第一电气开关和第二电气开关，所述的燃油加热器设置在燃烧室内，所述的第一电气开关和第二电气开关均与plc控制器连接，所述plc控制器的输出端连接进气预热模块和燃油/润滑油预热模块的输入端；

所述plc控制器的输出端还连接有油泵，所述油泵、燃烧室和双回路换热器依次相连通，所述第一预热管道回路包括冷却液泵、冷却液预热管道和冷却液箱依次连接组成的管道回路，所述第二预热管道回路包括压力油泵、压力油预热管道和压力油箱依次连接组成的管道回路，所述冷却液泵和压力油泵均与plc控制器的输出端连接，所述冷却液预热管道和压力油预热管道均与双回路换热器相连通，所述第一预热管道回路和第二预热管道回路均通过双回路换热器和燃烧室连通；

所述温度监测模块包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别用于监测燃烧室、冷却液预热管道和压力油预热管道的温度，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出端均与plc控制器的输入端连接；

所述的第一电气开关通过plc控制器控制进气预热模块的启停，所述的第二电气开关通过plc控制器控制燃油/润滑油预热模块、油泵、冷却液泵和压力油泵的启停，所述的plc控制器能够通过控制继电器的触点断开来控制第一电气开关和第二电气开关的关闭。

优选的，所述的冷启动综合预热系统还包括有数码显示模块，所述的数码显示模块的输入端连接plc控制器的输出端，所述的数码显示模块的输出端连接有液晶面板，所述的液晶面板用于实时显示第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的监测结果。

优选的，所述的冷启动综合预热系统还包括有燃油箱燃油预热模块，所述的燃油箱燃油预热模块为电阻加热棒，所述的电阻加热棒放置于燃油箱内部的发动机吸油口处。

优选的，所述的冷启动综合预热系统还包括有指示灯，所述的指示灯的输入端连接plc控制器的输出端，所述的指示灯用于显示进气预热模块、燃油/润滑油预热模块、燃油箱燃油预热模块和燃油加热器的工作状态。

优选的，所述的进气预热模块为栅格式电加热体，内置于发动机水冷器中。

优选的，所述的燃油/润滑油预热模块为柔性电加热体，缠绕包覆在输油管路、燃油滤清器、油水分离器和润滑油滤清器外表面。

优选的，所述的双回路换热器为电驱动双泵双回路一体式密封换热器。

优选的，所述的plc控制器的型号为sf9508。

优选的，所述的第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的型号均为wg426。

优选的，所述的燃油加热器的型号为yj-q12/2-bg。

本发明的有益效果是：本发明所提供的用于牵张机的冷启动综合预热系统，针对当前设备预热方式存在的不足，根据严寒条件下设备冷启动的影响因素，通过设置进气预热模块、燃油/润滑油预热模块、plc控制器、第一预热管道回路和第二预热管道回路能够分别对发动机进气、燃油/润滑油、冷却液和压力油同时进行预热，并通过plc控制器设置定时保护和防过热保护，实现预热的完成，进而改善机械零部件润滑条件，减小运行阻力矩，提高发动机气缸温度和液压系统温度，解决当前设备预热系统存在的功率过小或功能单一造成的设备启动困难问题，提高设备严寒条件适应性和液压系统可靠性，进而减少设备磨损，提高设备性能，增加使用寿命。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明包括进气预热模块、燃油/润滑油预热模块、plc控制器、第一预热管道回路、第二预热管道回路、燃油加热器、双回路换热器、温度监测模块、第一电气开关和第二电气开关，所述的燃油加热器设置在燃烧室内，所述的燃油加热器的型号为yj-q12/2-bg，所述的第一电气开关和第二电气开关均与plc控制器连接，所述的plc控制器的型号为sf9508，所述plc控制器的输出端连接进气预热模块和燃油/润滑油预热模块的输入端，所述的进气预热模块为栅格式电加热体，内置于发动机水冷器中，用于对进入发动机系统的空气进行电加热，所述的燃油/润滑油预热模块为柔性电加热体，缠绕包覆在输油管路、燃油滤清器、油水分离器和润滑油滤清器外表面，通过热传导方式来对其进行加热，打开第一电气开关，在plc控制器的作用下，进气预热模块启动，在实际操作中，当温度较低时，根据情况打开第二电气开关，燃油/润滑油预热模块、燃油箱燃油预热模块、冷却液泵、油泵和压力油泵启动，进行对发动机内空气、燃油/润滑油、冷却液和压力油的预热。

所述plc控制器的输出端还连接有油泵，所述油泵、燃烧室和双回路换热器依次相连通，所述第一预热管道回路包括冷却液泵、冷却液预热管道和冷却液箱依次连接组成的管道回路，所述第二预热管道回路包括压力油泵、压力油预热管道和压力油箱依次连接组成的管道回路，所述冷却液泵和压力油泵均与plc控制器的输出端连接，所述冷却液预热管道和压力油预热管道均与双回路换热器相连通，所述第一预热管道回路和第二预热管道回路均通过双回路换热器和燃烧室连通，所述的双回路换热器为电驱动双泵双回路一体式密封换热器，打开第二电气开关，在plc控制器的作用下，冷却液泵、压力油泵、油泵启动后，冷却液箱内的冷却液经冷却液泵流向冷却液预热管道，压力油箱内的压力油经压力油泵流向压力油预热管道，经油泵流向燃烧室的燃油在燃油加热器的作用下进行加热，加热后的燃油经双回路换热器流向冷却液预热管道和压力油预热管道，再分别流入冷却液箱和压力油箱内进行混合和循环，进而实现冷却液的预热和压力油的预热。

所述的第一电气开关通过plc控制器控制进气预热模块的启停，所述的第二电气开关通过plc控制器控制燃油/润滑油预热模块、燃油箱燃油润滑模块、油泵、冷却液泵和压力油泵的启停，所述的plc控制器能够通过控制继电器的触点断开来控制第一电气开关和第二电气开关的关闭。

所述的冷启动综合预热系统，还包括有指示灯，所述的指示灯的输入端连接plc控制器的输出端，所述的指示灯用于显示进气预热模块、燃油/润滑油预热模块、燃油箱燃油预热模块和燃油加热器的工作状态，所述指示灯设置有多个并和上述各模块一一对应。

进气预热模块和燃油/润滑油预热模块通过plc控制器定时控制防过热保护，其具体原理如下：进气预热模块和燃油/润滑油预热模块均为纯电阻电路。

进气预热模块的预热功率的计算公式为：

其中，p1为进气预热模块的预热功率，u为电源电路电压，r1为栅格式电加热体的电阻。

进气预热模块控制定时时间的计算公式为：

其中，t进为进气预热模块控制定时时间，v1为发动机进气系统体积，η1为空气密度，t1为进气预热模块的预热设定温度，t0为环境温度，c1为空气比热容，p1为进气预热模块的预热功率。

燃油/润滑油预热模块的预热功率的计算公式为：

其中，p2为燃油/润滑油预热模块的预热功率，u为电源电路电压，r2为柔性电加热体的电阻。

燃油/润滑油预热模块控制定时时间的计算公式为：

其中，t燃为燃油/润滑油预热模块控制定时时间，v2为发动机燃油/润滑油体积，η2为燃油/润滑油密度，t2为燃油/润滑油预热模块的预热设定温度，t0为环境温度，c2为燃油/润滑油比热容，p2为燃油/润滑油预热模块的预热功率。

先预先设置预热温度设定值t1和t2，在预热开始前，plc控制器接收第一温度传感器的温度并将其作为环境温度t0，plc控制器自动计算进气预热模块t进和燃油/润滑油预热模块的控制定时时间t燃，然后当第一电气开关或第二电气开关开启后，plc控制器接收到信号，相应模块的指示灯接通，定时器定时开始，达到相应的控制定时时间后，plc控制器自动断开相应预热模块的电加热体输入，并控制相应模块的指示灯断开，相应模块加热结束。

所述的冷启动综合预热系统，还包括有燃油箱燃油预热模块，所述燃油箱燃油预热模块的输入端连接plc控制器的输出端，并由第二电气开关控制其开启，所述的燃油箱燃油预热模块为电阻加热棒，当打开第二电气开关时，plc控制器发出信号控制电阻加热棒的开始加热，所述的电阻加热棒放置于燃油箱内部的发动机吸油口处，用于对燃油进行直接加热，当燃油/润滑油预热模块加热结束后，plc控制器同时断开燃油箱燃油预热模块的电加热体输入，并控制与其相对应的指示灯断开，燃油箱燃油预热模块加热结束。

所述温度监测模块包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述的第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的型号均为wg426，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别用于监测燃烧室、冷却液预热管道和压力油预热管道的温度，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出端均与plc控制器的输入端连接，plc控制器预先设置温度设定值，当第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器所检测到的温度达到设定值时，plc控制器控制其对应的燃油加热器、冷却液泵或压力油泵断开，并控制相应的指示灯断开，停止其循环和加热，预热结束，同时plc控制器控制第二电气开关的继电器断开。

所述的冷启动综合预热系统，还包括有数码显示模块，所述的数码显示模块的输入端连接plc控制器的输出端，所述的数码显示模块的输出端连接有液晶面板，所述的液晶面板用于实时显示第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的监测结果，便于工作人员观察。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”和“第三”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，这里描述的本申请的实施例。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。