CN103061926A - 冬季汽车柴油发动机燃油预热系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种冬季汽车柴油发动机燃油预热系统及控制方法，系统构成如下：发动机的供油管与主油箱主供油管、副油箱副供油管的连接管路上设有电动三通阀Ⅰ，发动机的回油管与主油箱主回油管、副油箱副回油管的连接管路上设有电动三通阀Ⅱ，在暖风进水管、铝质加热管回水管及液体加热器进水管的连接管路上设有电动三通阀Ⅲ，通过蓄电池为ECU及液体加热器供电，并通过汽车钥匙开关控制供电电路开闭，在供电电路上设置延时继电器，发动机自身的温度传感器Ⅰ，在主油箱内设置的温度传感器Ⅱ，液体加热器、电动三通阀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别通过导线与ECU连接，实现自动控制；借助本系统汽车柴油发动机在冬季低温条件下能够实现正常使用零号柴油工作，并为车主带来巨大的经济效益。<u/>

Description

冬季汽车柴油发动机燃油预热系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种冬季汽车柴油发动机燃油预热系统及控制方法，属于发动机燃油供给系统及启动系统技术领域。

背景技术

目前大型客、货车以及工程机械的发动机均为柴油发动机，柴油发动机通常使用零号柴油。但在温度较低的环境下，零号柴油易结蜡而导致柴油的流动性降低，严重的可能引起柴油发动机的燃油箱供油堵塞，从而发动机无法正常启动，影响车辆的使用性能。另一方面，高牌号柴油与低牌号柴油之间存在着价格的差异。因此，解决汽车冬季使用零号柴油的技术问题，对社会具有重大的意义。

与此同时柴油发动机在温度较低的环境下，普遍存在启动困难的问题。这是因为冷启动时发动机内部温度太低，燃油不容易雾化。此外，在较低的温度环境下，燃油雾化的颗粒度大，使得燃油不能完全燃烧，从而产生大量的有害气体，造成汽车排放量严重超标。最重要的一点就是冷启动时发动机内部的润滑油可能处于凝固状态，造成零部件的润滑不良，使得发动机严重磨损。根据研究表明发动机冷启动造成的磨损占发动机总磨损的75%以上。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明创造提供一种结构简单，实现低温环境下使用零号柴油的目的，大大降低用油成本，并且有助于提高柴油发动机使用寿命和尾气质量的冬季汽车柴油发动机燃油预热系统。

本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的：冬季汽车柴油发动机燃油预热系统，包括由主油箱、副油箱构成的组合油箱、发动机、暖风，发动机与暖风回水管连接，发动机的供油管与主油箱的主供油管、副油箱的副供油管的连接管路上设有电动三通阀Ⅰ，发动机的回油管与主油箱的主回油管、副油箱的副回油管的连接管路上设有电动三通阀Ⅱ，在主油箱底部设有铝质加热管，发动机出水管与铝质加热管的进水口连接，在发动机出水管上设有手动阀，其特征在于：还包括一个液体加热器、ECU，通过蓄电池为ECU及液体加热器供电，并通过汽车钥匙开关控制供电电路开闭，在供电电路上设置延时继电器，液体加热器的进油管与副油箱通过吸油管连接，暖风进水管、铝质加热管回水管及液体加热器进水管的连接管路上设有电动三通阀Ⅲ，暖风进水管与液体加热器回水管连接；在主油箱内设有温度传感器Ⅱ，所述的液体加热器、电动三通阀门Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、发动机自带的温度传感器Ⅰ及主油箱内的温度传感器Ⅱ分别与ECU连接。

所述的液体加热器的排烟口通过管路与发动机油底壳连通。

本发明创造的另一目的是提供一种运用前述冬季汽车柴油发动机燃油预热系统的控制方法，具体操作如下：通过汽车钥匙开关开启ECU控制电路，ECU控制液体加热器开始接通工作，发动机机体内的温度传感器Ⅰ与主油箱内设有温度传感器Ⅱ同时向ECU反馈其温度信息，当发动机机体及主油箱内温度达到各自设定温度时，（其中发动机机体预设温度可为40-60℃，主油箱内设定温度可为8-15℃，）启动提示灯提示驾驶员启动发动机，当发动机启动同时ECU自动切换供油连接管路的电动三通阀Ⅰ和回油连接管路的电动三通阀Ⅱ，供油管、回油管分别与主供油管、主回油管接通，与副供油管、副回油管断开连接，使发动机进入使用低标号柴油的工作状态；同时自动切换电动三通阀Ⅲ并关闭液体加热器，使铝质加热管回水管与液体加热器进水管接口断开，铝质加热管回水管与暖风进水管连通，形成回路；当汽车要停止工作时，关闭汽车钥匙开关， ECU自动切换供油连接管路的电动三通阀Ⅰ和回油连接管路的电动三通阀Ⅱ，供油管、回油管分别与副供油管、副回油管连通，与主供油管、主回油管断开连接，使发动机进入使用高标号柴油的状态，同时自动切换电动三通阀Ⅲ，使液体加热器进水管、液体加热器回水管分别与铝质加热管回水管、暖风进水管连通，形成通路；发动机通过延时继电器实现延时停止工作，其延时时间设置与发动机供油管内全部充满高标号柴油所需要的时间相同。

本发明创造的有益效果：本发明创造采用上述结构，在发动机启动前，液体加热器通过蓄电池供电，通过液体燃烧器对发动机机体内的冷却液预热，使冷却液的温度快速达到60℃以上，对主油箱内的燃油进行加热，实现低温环境下长时间使用零号柴油的目的，即该系统只有在初始液体加热器预热及发动机延时停机时使用高标号柴油，大大的降低高标号油的使用量，节约用油成本，具有良好的经济效益。同时实现发动机在低温环境下仍可快速启动的目的。液体加热器的电动机带动助燃风扇、雾化器高速旋转，燃油由电动机带动的油泵通过液体加热器进油管向副油箱内吸取，经油管被输送到雾化器甩成雾状，与助燃风扇送入的空气相混合，由电热塞点燃在燃烧室进行燃烧，由于燃油雾化效果好，燃油混合体燃烧更完全、更充分，从而减少有害气体的产生，提高尾气质量。燃烧的废气由液体加热器排烟口通过管路接入发动机油底壳，排出的高温气体可对发动机油底壳内的机油进行加热，减少发动机启动时带来的磨损。另一方面还可通过液体加热器提前加热暖风，可在发动机启动前对车进行预热，提高车内温度，同时达到驾驶室内除霜的功能。

附图说明

图1是本发明创造的工作原理图。

图2是本发明创造控制系统的功能模块图。

图3是图1中液体加热器的结构示意图。

图中1—发动机；2—温度传感器Ⅰ；3—发动机的供油管；4—手动阀；5—发动机的回油管；6—发动机出水管；7—主油箱；8—主回油；9—电动三通阀Ⅱ；10—电动三通阀Ⅰ；11—主供油管；12—副回油管；13—副供油管；14—吸油管；15—副油箱；16—铝质加热管；17—热敏电阻；18—铝质加热管回水管；19—液体加热器；20—回水管；21—进水管；22—电动三通阀Ⅲ；23—温度传感器Ⅱ；24—暖风进水管；25—ECU；26—延时继电器；27—暖风；28—汽车钥匙开关；29—蓄电池；30—暖风回水管；31—导线。

1901-油泵；1902-电动机；1903-导流器；1904-电热塞；1905-主燃烧室；1906-燃烧室；1907-后燃烧室；1908-水套体；1909-散热片；1910-雾化器；1911-助燃风扇；1912-排烟口；1913-进油管。

具体实施方式

冬季汽车柴油发动机燃油预热系统，包括由主油箱(7)、副油箱(15)构成的组合油箱,发动机(1)，暖风(27)，液体加热器(19)，ECU(25)，ECU(25)及液体加热器(19)分别由蓄电池(29)供电，通过汽车钥匙开关(28)控制供电电路开闭，在供电电路上设置延时继电器(26)，在主油箱(7)底部设有铝质加热管(16)，发动机出水管(6)与铝质加热管(16)的进水口连接，在发动机出水管(6)上设有手动阀(4)，以便在夏季不使用该系统时，可以关闭该系统的水路。发动机（1）与暖风回水管（30）连接，发动机的供油管（3）与主油箱的主供油管（11）、副油箱的副供油管（13）的连接管路上设有电动三通阀Ⅰ（10），发动机的回油管（5）与主油箱的主回油管（8）、副油箱的副回油管（12）的连接管路上设有电动三通阀Ⅱ（9），暖风进水管（24）、铝质加热管回水管（18）及液体加热器进水管（21）的连接管路上设有电动三通阀Ⅲ（22），暖风进水管（24）与液体加热器回水管（20）连接；液体加热器（19）为市购产品，其结构如下：油泵（1901）、助燃风扇（1911）、雾化器（1910）由电动机（1902）驱动，助燃风扇（1911）与雾化器（1910）之间设有导流器（1903），进油管（1913）与油泵（1901）相连，液体加热器的进油管（1913）与副油箱（15）通过吸油管（14）连接，油泵（1901）通过油管与雾化器（1910）连接，雾化器（1910）上方设有电热塞（1904），雾化器（1910）出口与主燃烧室（1905）相对，主燃烧室（1905）、燃烧室（1906）、后燃烧室（1907）顺次相接，在水套体（1908）上设有进水管（21）、回水管（20），在水套体（1908）内壁设有散热片（1909），燃烧室内壁设有排烟口（1912），排烟口（1912）通过管路与发动机油底壳连通，通过排烟热量对发动机油底壳内的润滑油进行预热，减少发动机启动时而带来的磨损。在主油箱（7）内设有温度传感器Ⅱ（23），液体加热器（19）的电动三通阀门Ⅰ（10）、Ⅱ（9）、Ⅲ（22）、发动机机体自带的温度传感器Ⅰ（2）及主油箱的温度传感器Ⅱ（23）分别通过导线（31）与ECU（25）连接。ECU（25）还用来控制发动机点火系统及启动提示灯等操作。在副油箱（15）内设有热敏电阻（17），热敏电阻（17）通过导线与设置在驾驶室仪表盘上的报警灯相连。

本系统的控制过程及其工作原理：在主油箱（1）内装有低标号柴油，通常是零号柴油，在副油箱（11）内装有高标号柴油，通常是-35号柴油。在预热时，液体加热器通过吸油泵吸取副油箱内的高标号油，燃烧高标号柴油为冷却液加热提供热能。在发动机启动前的时间内，通过液体加热器（19）对主油箱7内的燃油进行预热，当发动机机体内温度传感器Ⅰ（2）反馈的温度超过预设温度，（通常为40-60℃）且主油箱内温度传感器Ⅱ（23）温度超过预设温度，（通常8-15℃）时，与ECU（25）通过导线连接在驾驶室仪表盘上的提示灯发出亮灯指令，以提示驾驶员可以启动发动机，同时ECU（25）自动切换供油管电动三通阀门Ⅰ（10）、Ⅱ（9）、Ⅲ（22），与此同时关闭液体加热器（19），发动机进入使用零号柴油的正常工作状态。当汽车要停止工作时，关闭汽车钥匙开关， ECU自动切换供油连接管路的电动三通阀Ⅰ（10）和回油连接管路的电动三通阀Ⅱ（9），供油管（3）、回油管（5）分别与副供油管（13）、副回油管（12）连通，与主供油管（11）、主回油管（8）断开连接，使发动机进入使用高标号柴油的状态，同时自动切换电动三通阀Ⅲ（22），使液体加热器进水管（21）、液体加热器回水管（20）分别与铝质加热管回水管（18）、暖风进水管（24）连通，形成通路，为下次发动机冷启动前预热做准备；发动机（1）通过延时继电器（26）实现延时停止工作，其延时时间设置与发动机供油管内全部充满高标号柴油所需要的时间相同。当副油箱（15）剩余10%的油时，其内热敏电阻（17）会暴露在油外，由于其空气散热速度会低于在油中的散热速度，所以其温度升高，热敏电阻阻值减小，电路中电流增大，因此将导致在驾驶室仪表盘上的报警灯发出警报，以提示驾驶员尽快补足副油箱（15）内的燃油。

Claims (3)

1.冬季汽车柴油发动机燃油预热系统，包括由主油箱（7）、副油箱（15）构成的组合油箱、发动机（1）、暖风（27），发动机（1）与暖风回水管（30）连接，发动机的供油管（3）与主油箱的主供油管（11）、副油箱的副供油管（13）的连接管路上设有电动三通阀Ⅰ（10），发动机的回油管（5）与主油箱的主回油管（8）、副油箱的副回油管（12）的连接管路上设有电动三通阀Ⅱ（9），在主油箱（7）底部设有铝质加热管（16），发动机出水管（6）与铝质加热管（16）的进水口连接，在发动机出水管（6）上设有手动阀（4），其特征在于：还包括一个液体加热器（19）、ECU（25），通过蓄电池（29）为ECU（25）及液体加热器（19）供电，并通过汽车钥匙开关（28）控制供电电路开闭，在供电电路上设置延时继电器（26），液体加热器的进油管（1914）与副油箱（15）通过吸油管（14）连接，暖风进水管(24)、铝质加热管回水管(18)及液体加热器进水管(21)连接管路上设有电动三通阀Ⅲ(22)，暖风进水管(24)与液体加热器回水管(20)连接；在主油箱（7）内设有温度传感器Ⅱ（23），所述的液体加热器（19）、电动三通阀门Ⅰ（10）、Ⅱ（9）、Ⅲ（22）、发动机自带的温度传感器Ⅰ（2）及主油箱内的温度传感器Ⅱ(23)分别与ECU（25）连接。

2.根据权利要求1所述的冬季汽车柴油发动机燃油预热系统，其特征在于：所述的液体加热器的排烟口通过管路与发动机油底壳连通。

3.一种用于冬季汽车柴油发动机燃油预热系统的控制方法，其特征在于：通过汽车钥匙开关开启ECU控制电路， ECU控制液体加热器接通工作，发动机机体内的温度传感器Ⅰ（2）与主油箱（7）内设有温度传感器Ⅱ（23）同时向ECU反馈其温度信息，当发动机机体及主油箱内温度达到各自设定温度时，启动提示灯提示驾驶员启动发动机，当发动机启动同时ECU自动切换供油连接管路的电动三通阀Ⅰ（10）和回油连接管路的电动三通阀Ⅱ（9），供油管（3）、回油管（5）分别与主供油管（11）、主回油管（8）接通，与副供油管（13）、副回油管（12）断开连接，使发动机进入使用低标号柴油的工作状态；同时自动切换电动三通阀Ⅲ（22）并关闭液体加热器，使铝质加热管回水管（18）与液体加热器进水管(21)接口断开，铝质加热管回水管（18）与暖风进水管（24）连通，形成回路；当汽车要停止工作时，关闭汽车钥匙开关， ECU自动切换供油连接管路的电动三通阀Ⅰ（10）和回油连接管路的电动三通阀Ⅱ（9），供油管（3）、回油管（5）分别与副供油管（13）、副回油管（12）连通，与主供油管（11）、主回油管（8）断开连接，使发动机进入使用高标号柴油的状态，同时自动切换电动三通阀Ⅲ（22），使液体加热器进水管(21)、液体加热器回水管(20)分别与铝质加热管回水管（18）、暖风进水管（24）连通，形成通路，为下次发动机冷启动前预热做准备；发动机（1）通过延时继电器（26）实现延时停止工作，其延时时间设置与发动机供油管内全部充满高标号柴油所需要的时间相同。

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