馬志宏 劉運(yùn)航 李冠學(xué) 龔亮

摘 要：低溫環(huán)境下柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱裝置可有效輔助發(fā)動機(jī)的供油系統(tǒng)和正常點燃發(fā)動，本文根據(jù)柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱不足的問題設(shè)計一款預(yù)熱器來提高柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行效率，從而節(jié)約油耗，降低成本。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)動機(jī);預(yù)熱器;低溫;設(shè)計

中圖分類號：TK423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0074-02

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流業(yè)成為了社會經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。目前，大貨車承擔(dān)了很大一部分的物流運(yùn)輸任務(wù)[1]。大貨車多使用0#柴油，0#柴油的凝點為0℃，在冬天低溫環(huán)境下車輛啟動前發(fā)動機(jī)都需要預(yù)熱。國內(nèi)現(xiàn)有的柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱裝置雖可以對柴油進(jìn)行加熱，但是耗費(fèi)電力，人力，時間，使用壽命短[2]。研究工作者和設(shè)計師提供了一些解決方案，如夏正強(qiáng)，梁澤慶在《汽車電器》中分別設(shè)計的兩款自動預(yù)熱器根據(jù)溫度高低調(diào)節(jié)預(yù)熱時間，合理分配電熱塞的通電時間[3，4];《中國設(shè)備工程》中趙陽設(shè)計的新型預(yù)熱器根據(jù)冷卻液小循環(huán)的模式進(jìn)行循環(huán)加熱，減少熱量的散失等[5]，但這些設(shè)計仍存在預(yù)熱時間時間較長，預(yù)熱位置有限等缺陷。針對以上問題，本文設(shè)計的預(yù)熱裝置則可實現(xiàn)省時省電，省油，成本更低。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

預(yù)熱器作為一種熱量發(fā)生器，可以將自身產(chǎn)生的熱量送入到柴油機(jī)循環(huán)系統(tǒng)中，從而保證柴油發(fā)動機(jī)設(shè)備在低溫環(huán)境下正常工作[6，7]。

為確保預(yù)熱功能且便于裝配維護(hù)，本預(yù)熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計劃分為兩個部分，包括主體以及管路。

1.1 主體設(shè)計

預(yù)熱器主體結(jié)構(gòu)如圖1所示，基于通電鐵芯增強(qiáng)電磁線圈磁性，通過彈簧彈力以及連桿推動活塞實現(xiàn)管路的切換，這種方式可有效減少油耗，電耗以及短時預(yù)熱發(fā)動機(jī)。

1.2 管路設(shè)計

管路需完成主油箱油品與副油箱油品之間的切換，如圖2所示。啟動時，預(yù)熱器先將副油箱中低凝點的柴油預(yù)熱，由第二進(jìn)油管進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)行供油，待整個油路達(dá)到柴油的工作溫度，電磁閥斷開，主油箱通過第一進(jìn)油管供油。

1.3 三維建模

為了更直觀表達(dá)設(shè)計理念，本文采用三維建模來清晰呈現(xiàn)裝配圖細(xì)節(jié)，如圖3，圖4所示。

2 實際運(yùn)行及討論

（1）在啟動時，先通過副油箱中的低凝點的柴油啟動車輛，不需要預(yù)熱及等待;

（2）汽車啟動后，由汽車轉(zhuǎn)軸的發(fā)電或汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱量來對第一進(jìn)油管及第二進(jìn)油管進(jìn)行預(yù)熱，從而避免消耗電瓶的電量;

（3）在汽車的整個油路達(dá)到0#柴油的工作溫度時，再將發(fā)動機(jī)的油路從副油箱切換到主油箱，節(jié)約成本;

（4）在停車前，將發(fā)動機(jī)的進(jìn)油油路切換到副油箱，回油油路依然保持在主油箱，使0#柴油完全退回到主油箱中，整個油路系統(tǒng)完全被副油箱中的低凝點柴油充滿。

這樣，即使在低溫環(huán)境中，整個油路系統(tǒng)中的柴油不會凝結(jié)，依然能夠保持在工作狀態(tài)，方便下次在低溫環(huán)境中的啟動使用。

3 結(jié)語

本文設(shè)計的柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱裝置能夠在預(yù)熱柴油的同時，實現(xiàn)主油箱油品與副油箱油品間的切換，解決了柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱時間長，極大降低了耗油耗電的問題。整個柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)及連接簡單，工作性能可靠，安全性好，成本較低，不影響車輛電瓶的壽命及正常使用，能夠為司機(jī)朋友帶來很大的便利。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宗堂，陳海山.在低溫下貨車柴油發(fā)動機(jī)的順利起動[J].內(nèi)燃機(jī)，2015（03）：46-48.

[2] 夏正強(qiáng).春蘭NCL系列載貨汽車柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)[J].汽車電器，2004（02）：16-18.

[3] 梁澤慶.柴油發(fā)動機(jī)自動預(yù)熱器[J].汽車電器，2001（03）：22-23.

[4] 趙陽，張曉光，姚鳴，許寶劍.作業(yè)機(jī)預(yù)熱器的工作原理及應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2013（07）：53.

[5] 潘躍權(quán).柴油發(fā)動機(jī)預(yù)熱器的數(shù)值模擬[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2016.

[6] 王堯.重型柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)傳熱特性分析[D].吉林大學(xué)，2014.