煤矿井下防爆车辆是用于煤矿井下运输物料、运输人员和各种重型设备的运输车辆。该类型车辆以防爆柴油机作为动力装置，启动方式主要是采用气启动，在煤矿井下使用中容易出现启动困难、气压不足和由于无法充气而造成车辆在井下出现死机的问题，液压启动系统为井下防爆车辆提供可靠的备用和应急启动方式。

1气启动系统原理

煤矿井下防爆车辆启动系统原理如图所示，储气罐内部预先充好的高压气体，为气动系统提供高压气源，其上安装有安全阀，控制气动系统最高压力。系统中安装的总截门为气动系统总开关，控制气动系统高压气源通断。气泵一般安装在柴油机机上，在柴油机启动情况下经过单向阀给储气罐充气，为储气罐补充气体，直到达到安全阀设定压力。储气罐内的高压气体经过总截门分为两路，一路通过空气处理单元，过滤和去除高压气体含有水分，到达各个控制气压控制回路，另一路经过过滤器到延时阀，最后到达气启动马达。开关阀控制去启动按钮阀气源通断，摁下启动阀控制高压气体将延时阀打开，高压气体进入启动马达，启动马达中小齿轮与柴油机飞轮黏合，马达在高压气体作用下推动柴油机飞轮旋转，柴油机机正常启动。

2液压启动系统原理

液压启动系统原理如图所示，蓄能器预充有高压油，为液压启动系统提供高压液压油源，系统中安装有安全阀，限定启动系统最高压力，用以保护系统中所用的各个阀和马达等，柴油机需要启动时，摁下启动阀，高压油经过延时阀到启动马达，启动马达旋转带动柴油机飞轮转动，柴油机正常启动，齿轮泵通过联轴器与柴油机连接，柴油机启动后带动齿轮泵转动，齿轮泵生成高压油经过单向阀、过滤器给蓄能器补充高压油，保证蓄能器内正常充液压力，为下次柴油机启动提供保障。

3井下防爆车辆液压启动系统

基于目前井下防爆车辆所用的气启动系统原理，根据液压启动系统原理，防爆车辆液压启动系统包括液压启动系统和气启动与液压启动切换，保证了气启动马达与液压启动马达与柴油机飞轮正确黏合，避免出现打齿问题。

3.1液压启动系统

防爆车辆液压启动系统主要包含液压启动马达、蓄能器、启动阀和延时阀等选型。

1)启动马达

液压启动马达为液压启动系统中关键部件，启动马达输出启动扭矩决定了柴油机启动性能。为了保证防爆车辆柴油机顺利启动，在液压启动系统之前需要计算启动马达需要的启动扭矩。柴油机由液压马达启动，因此启动时的启动扭矩由液压马达的输出扭矩与柴油机的摩擦及气缸压缩空气时产生的阻力矩等的差值产生。

液压启动马达由于在井下使用，为了防止启动马达在与柴油机飞轮黏合碰撞时产生火花，选用铸铁材质的启动马达，黏合小齿轮选用无火花材质的铍铜合金，消除潜在的爆炸危险。

2)蓄能器

蓄能器主要用于液压启动系统高压油的提供，为了保证防爆柴油机正常启动需要的系统流量，需要计算液压启动马达需要的流量，进而计算出蓄能器的容积，通过上述启动马达计算的工作压力共同确定蓄能器规格。

3.2气启动与液压启动切换系统

防爆车辆启动系统采用的是气启动，如果再增加液压启动，为了防止气启动马达和液压启动马达小齿轮出现打齿问题，需要考虑气启动马达和液压启动马达切换系统，在液压启动系统中增加切换机构，在启动阀前增加切换油缸和锁紧油缸，切换油缸和锁紧油缸都是单作用缸，液压控制伸出，弹簧复位。

针对目前防爆车辆在煤矿井下应用状况，基于防爆车辆气启动系统工作原理和液压启动原理，适用于煤矿井下防爆车辆液压启动系统，提出防爆车辆启动备用和应急启动方案，为防爆车辆在井下可靠运行提高保障，降低车辆使用故障率。

实践证明，增加液压启动系统，防爆车辆在井下:

(1)出现死机概率降低，减少了因为启动系统而出现的故障率。

(2)为煤矿井下同类车型启动系统的提供了参考，多了一种可靠的方案。

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