CN103352784A - 一种柴油机低气压、低温起动辅助装置 - Google Patents

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刘瑞林
许翔
董素荣
孟军
何西常
周广猛
刘刚
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Abstract

本发明公开了一种柴油机低气压、低温起动辅助装置。本发明所述装置由燃油加热器、锂离子蓄电池模块、起动机、进回水阀门、水温传感器和控制单元组成，燃油加热器设置出水管路，出水管路设置水温传感器和第一进回水阀门，出水管路连接发动机油壳水套进水端，发动机油壳水套出水端连接回水管路，回水管路设置第二进回水阀门和水泵，控制单元连接水温传感器；锂离子蓄电池模块、起动机和发动机依次连接。本发明实现了柴油机在低气压、低温条件下的“热机”起动，同时减轻了柴油机起动时的磨损，延长了柴油机的使用寿命。

Description

一种柴油机低气压、低温起动辅助装置
技术领域
本发明涉及柴油机辅助设备领域，更具体的说，是涉及一种柴油机低气压、低温起动辅助装置。
背景技术
柴油机的低温起动性能是柴油机的重要性能指标之一，它不仅关系到整机的工作效率，而且还影响其排放指标、油耗及使用寿命。柴油机在高原环境条件下因受双重因素影响（气压低、气温低）起动性能更加恶化。改善柴油机的低气压、低温起动性能除了对柴油机自身进行优化设计外，最重要的是采用低温起动辅助措施。燃油加热器是一种独立于柴油机工作的燃烧加热装置，通过加热循环冷却液来提高柴油机机体、润滑油、燃油及蓄电池的温度，利用它不仅可以实现柴油机“热机”状态下的起动，还可以大幅度减少柴油机在冷起动过程中的磨损；锂离子蓄电池通过涂抹在电极上的活性材料来存储和释放锂离子，即通过锂离子在电极活性材料上的脱嵌来存储电能。它具有功率密度和能量密度高、重量轻、循环充放电特性好、自放电率小、无记忆效应等优点，并且其工作温度特性宽，能在极低温度环境条件下（-41 ℃）可靠工作，是柴油机在高原地区理想的起动电源。本发明将燃油加热器和由若干个单体锂离子蓄电池组成的锂离子蓄电池模块组合起来作为柴油机的低气压、低温起动装置，很好地解决了柴油机在高原环境条件下冷起动困难的问题。
在高原低温环境中，海拔高度（大气压力）和低温对车辆装备柴油机的起动性能产生重大的影响。由于高原地区海拔高（大气压力低）、空气含氧量少、昼夜温差大、寒冷季节长，使柴油机进气温度和流量同时下降，造成柴油机缸内压缩终点的温度和压力下降，导致缸内混合气及燃烧条件达不到柴油机点燃和续燃要求。此外，随着环境温度的降低，蓄电池的输出功率也相应地下降（-30℃时，额定输出功率下降约60%左右），导致柴油机起动系统功率下降，使柴油机起动转速低于起动时所必需的最低转速。由于上述原因，柴油机在高原（低气压、低温）条件下不能起动或不能顺利起动。目前，国内外科研工作者在将燃油加热器和锂离子蓄电池模块组合起来辅助柴油机在高原（低气压、低温）环境条件下冷起动方面的研究还未见报道。本发明是一种燃油加热器和锂离子蓄电池模块组合的柴油机低气压、低温起动装置，能够保证柴油机在5500m海拔、-41℃环境条件下顺利起动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种燃油加热器和锂离子蓄电池模块组合的柴油机低气压、低温起动辅助装置。
本发明柴油机低气压、低温起动辅助装置，所述装置由燃油加热器、锂离子蓄电池模块、起动机、进回水阀门、水温传感器和控制单元组成，燃油加热器设置出水管路，出水管路设置水温传感器和第一进回水阀门，出水管路连接发动机油壳水套进水端，发动机油壳水套出水端连接回水管路，回水管路设置第二进回水阀门和水泵，控制单元连接水温传感器；锂离子蓄电池模块、起动机和发动机依次连接。
所述锂离子蓄电池模块采用由若干个单体锂离子蓄电池通过串联方式组成。
此装置具有以下两个主要优点：一是采用高原型燃油加热器作为柴油机预热装置，有效提高了柴油机缸内压缩终点的压力和温度，降低了柴油机的起动阻力，实现了柴油机在低气压、低温条件下的“热机”起动，同时减轻了柴油机起动时的磨损，延长了柴油机的使用寿命；二是采用由若干个单体锂离子蓄电池通过串联方式组成的锂离子蓄电池模块作为起动电源，增强了起动电源的放电能力，提高了柴油机的起动功率，保证了柴油机的顺利起动。
附图说明
图1是本发明原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，该系统主要由燃油加热器、锂离子蓄电池模块、起动机、进回水阀门、水温传感器、管路及控制单元等组成；燃油加热器设置出水管路，出水管路设置水温传感器和第一进回水阀门，出水管路连接发动机油壳水套进水端，发动机油壳水套出水端连接回水管路，回水管路设置第二进回水阀门和水泵，控制单元连接水温传感器；锂离子蓄电池模块、起动机和发动机依次连接。
控制单元ECU通过检测冷却液温度信号控制燃油加热器的启停。在柴油机起动前，首先利用高原型燃油加热器加热冷却水，待冷却水升温至一定温度（此时机体得到预热，润滑油温度升高），燃油加热器停止工作；之后利用锂离子蓄电池模块供电给起动机，使得柴油机顺利起动。
燃油加热器和锂离子蓄电池模块组合的柴油机低气压、低温起动装置总体性能指标:
保证柴油机在5500m海拔、-41 ℃环境条件下顺利起动。
燃油加热器所要达到的性能指标：
在30分钟以内使柴油机机体从环境温度-41℃升温至正常工作温度10℃。
锂离子蓄电池所要达到的性能指标：
最大瞬间电流：800A
最低工作温度：-41℃。

Claims (2)

1. 一种柴油机低气压、低温起动辅助装置，其特征是，所述装置由燃油加热器、锂离子蓄电池模块、起动机、进回水阀门、水温传感器和控制单元组成，燃油加热器设置出水管路，出水管路设置水温传感器和第一进回水阀门，出水管路连接发动机油壳水套进水端，发动机油壳水套出水端连接回水管路，回水管路设置第二进回水阀门和水泵，控制单元连接水温传感器；锂离子蓄电池模块、起动机和发动机依次连接。
2.根据权利要求1所述的柴油机低气压、低温起动辅助装置，其特征是，所述锂离子蓄电池模块采用由若干个单体锂离子蓄电池通过串联方式组成。
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