CN105464849A - 燃油加热系统及发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种燃油加热系统及发动机系统，涉及发动机的启动领域，主要目的在于通过该燃油加热系统使发动机系统的发动机在低温下能够快速启动。主要采用的技术方案为：燃油加热系统，包括加热装置、喷油嘴和进气管；加热装置包括壳体和设置在壳体上的加热元件，壳体上设有流体入口和流体出口，壳体内部设有连通流体入口和流体出口的过流孔；加热元件的至少一部分置于过流孔内，用于对流经过流孔内的流体加热；喷油嘴的出油口端与加热装置的流体入口端连接；进气管的出气口端与加热装置的流体入口端连接，以使进气管的出气口与加热装置的流体入口连通。本发明的发动机系统适用于装有发动机的动力装置，如各种车辆、发电机组或轮船等。

Description

燃油加热系统及发动机系统

技术领域

本发明涉及发动机的启动技术领域，特别是涉及一种燃油加热系统及应用该燃油加热系统的发动机系统。

背景技术

目前，发动机一般采用汽油或柴油作为燃料。汽油或柴油一般是通过石油炼制而成，为了充分利用国家煤炭资源以及使燃油的产业结构更加合理，现在市场上也出现了一些以甲醇作为燃料的发动机，其中，甲醇可以由煤炭炼制而成，从而可以极大地提高煤炭的利用率。

其中，甲醇在低温下具有高粘度，并且甲醇具有比汽油低的挥发性，气化时需要大量的热量，从而导致采用甲醇作为燃料的发动机在低温下不易启动。

为了解决上述问题，现有技术中的发动机一般设计有两套供油系统，分别为汽油供油系统和甲醇供油系统，由于汽油的挥发性较佳，在低温下易启动，故发动机一般通过汽油供油系统供油启动，在启动时甲醇供油系统关闭；在发动机通过汽油启动后，发动机会产生大量的热量，此时再关闭汽油供油系统，甲醇供油系统给发动机供油，甲醇在发动机启动所产生的热量的作用下能够气化，从而使发动机正常工作。

在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：上述两套供油系统的结构较复杂，成本较高；并且机动车驾驶员必须检测两个不同燃油箱或相应的燃油箱的注入量，在续加燃油时不能弄混这两个燃油箱，操作较繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种燃油加热系统及发动机系统，主要目的在于通过该燃油加热系统使发动机系统的发动机在低温下能够快速启动。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种燃油加热系统，包括：

加热装置，其包括壳体和设置在所述壳体上的加热元件，所述壳体上设有流体入口和流体出口，所述壳体内部设有连通所述流体入口和所述流体出口的过流孔；所述加热元件的至少一部分置于所述过流孔内，用于对流经所述过流孔内的流体加热；

喷油嘴，其出油口端与所述加热装置的流体入口端连接，以使所述喷油嘴的出油口与所述加热装置的流体入口连通；

进气管，其出气口端与所述加热装置的流体入口端连接，以使所述进气管的出气口与所述加热装置的流体入口连通。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的燃油加热系统，其中，

所述壳体上设有连通所述过流孔的连接口；

所述加热元件经由所述连接口插入所述过流孔内，且封闭所述连接口。

前述的燃油加热系统，其中，

所述加热元件为PTC发热体。

前述的燃油加热系统，其中，

所述PTC发热体的插入所述过流孔内的部分的外形尺寸与所述过流孔的內缘轮廓相适配。

前述的燃油加热系统，其中，

所述加热装置和所述喷油嘴的数量均为N个，N为大于1的正整数；

N个所述喷油嘴的出油口端分别与N个所述加热装置的流体入口端一一对应连接，以使相应喷油嘴的出油口与相应加热装置的流体入口连通；

所述进气管的出气口端分别与N个所述加热装置的流体入口端连接，以使所述进气管的出气口分别与N个所述加热装置的流体入口连通。

前述的燃油加热系统，还包括：

连接件，其内部中空，所述连接件具有进气口和N个出气口，所述连接件的进气口端与所述进气管的出气口端连接，以使所述连接件的进气口与所述进气管的出气口连通；所述连接件的N个出气口与N个所述加热装置的流体入口一一对应连接，以使所述连接件的相应出气口与相应加热装置的流体入口连通。

前述的燃油加热系统，其中，

N个所述加热装置的壳体一体成型，形成具有N个流体入口、N个流体出口、N个连接口以及N个过流孔，且相互一一对应的连接壳。

前述的燃油加热系统，其中，

所述连接壳包括第一表面、第二表面和第三表面；

所述第一表面与所述第二表面相背，所述第三表面置于所述第一表面与所述第二表面之间；

所述第一表面上依次间隔设有N个所述流体入口，所述第二表面上依次间隔设有N个所述流体出口，所述第三表面上依次间隔设有N个所述连接口。

另一方面，本发明的实施例还提供一种发动机系统，包括：

发动机，其具有N个进气口；

燃油加热系统，其为上述相应的燃油加热系统，所述燃油加热系统的加热装置的N个流体出口端与所述发动机的N个进气口端一一对应连接，以使相应加热装置的流体出口与所述发动机的相应进气口连通；

油箱；

油泵，其进油口连通所述油箱内部，所述油泵的出油口端通过分配器导轨与所述燃油加热系统的N个喷油嘴的进油口端一一对应连接，用于将所述油箱内的燃油分别泵至N个所述喷油嘴内。

前述的发动机系统，其中，

所述分配器导轨的内部中空，且所述分配器导轨上还设有连通内部的进油口和N个出油口；

所述分配器导轨的进油口端与所述油泵的出油口端连接，以使所述分配器导轨的进油口与所述油泵的出油口连通；

所述分配器导轨的N个出油口端与N个所述喷油嘴的进油口端一一对应连接，以使所述分配器导轨的相应出油口与相应喷油嘴的进油口连通。

借由上述技术方案，本发明燃油加热系统及发动机系统至少具有以下有益效果：

在本发明提供的技术方案中，发动机的燃油比如甲醇可以经由喷油嘴从加热装置的流体入口进入过流孔内，相应的，空气可以经由进气管从加热装置的流体入口进入过流孔内，由于加热元件的至少一部分置于过流孔内，加热元件可以对流经过流孔的燃油以及空气一起加热，在低温环境下，燃油比如甲醇吸收热量后可以充分的挥发，并与空气进行混合形成易点燃的混合气，当该混合气从发动机的进气口进入发动机内后，使发动机能够轻易地启动，从而解决了现有技术中发动机的燃油在低温下由于不易挥发导致发动机不易启动的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种燃油加热系统的结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的一种加热装置的壳体的结构示意图；

图3是本发明的实施例提供的一种加热装置的结构示意图；

图4是本发明的实施例提供的一种加热装置的加热元件的结构示意图；

图5是本发明的实施例提供的一种连接件的结构示意图；

图6是本发明的实施例提供的一种连接件与喷油嘴连接的结构示意图；

图7是本发明的实施例提供的一种发动机系统的发动机启动控制部分的部分结构简图；

图8是本发明的实施例提供的一种分配器导轨的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1至图3所示，本发明的一个实施例提出的一种燃油加热系统，包括加热装置1、喷油嘴2和进气管3。加热装置1包括壳体11和加热元件12。加热元件12设置在壳体11上。壳体11上设有流体入口111和流体出口112。壳体11内部设有连通流体入口111和流体出口112的过流孔(图中未标示)，流体可以从流体入口111流入过流孔，并从流体出口112流出。加热元件12的至少一部分置于过流孔内，用于对流经过流孔内的流体加热。喷油嘴2具有进油口(图中未标示)和出油口(图中未标示)。喷油嘴2的出油口端与加热装置1的流体入口111端连接，以使喷油嘴2的出油口与加热装置1的流体入口111连通，从而喷油嘴2喷出的油液可以从流体入口111进入过流孔内。进气管3具有进气口(图中未标示)和出气口(图中未标示)。进气管3的出气口端与加热装置1的流体入口111端连接，以使进气管3的出气口与加热装置1的流体入口111连通，从而进气管3内的气体比如空气可以从流体入口111进入过流孔内。

在上述实施例提供的技术方案中，如图1所示，发动机的燃油比如甲醇可以经由喷油嘴2从加热装置1的流体入口111进入过流孔内，相应的，空气可以经由进气管3从加热装置1的流体入口111进入过流孔内，由于加热元件12的至少一部分置于过流孔内，加热元件12可以对流经过流孔的燃油以及空气一起加热，在低温环境下，燃油比如甲醇吸收热量后可以充分的挥发，并与空气进行混合形成易点燃的混合气，当该混合气从加热装置1的流体出口112导出到发动机内后，使发动机能够轻易地启动，从而解决了现有技术中发动机的燃油在低温下由于不易挥发导致发动机不易启动的问题。

具体在实施上述燃油加热系统的技术方案时，如图2所示，前述的壳体11上可以设有连通过流孔的连接口113。如图3所示，上述的加热元件12经由该连接口113插入过流孔内，且封闭连接口113，以防止过流孔内的流体从连接口113溢出。其中，加热元件12上可以设有连接部(图中未标示)，加热元件12通过该连接部与壳体11连接，该连接部可以为焊接在加热元件12上的连接板等，连接板与壳体11通过螺栓固定，带有可拆装的技术效果，以方便加热元件12的维修和更换。

这里需要说明的是：在一个具体的应用示例中，如图4所示，上述的加热元件12可以为PTC发热体。PTC发热体又叫PTC加热器，采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成。PTC发热体由镀锌外压板、不锈钢波纹状弹簧片、镀锌内压板、单层铝散热件、ptc发热片、双层铝散热件、镀镍铜电极端子和pps高温塑胶电极护套所组成。该产品由于采用u型波纹状散热片，提高了散热率，且综合了胶粘和机械式的优点，并充分考虑到ptc发热件在工作时的各种热、电现象，其结合力强，导热、散热性能优良，效率高，安全可靠。该类型PTC加热器有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。它的一大突出特点在于安全性能上，PTC加热器在工作时不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而没有明火，当燃料比如甲醇从PTC加热器上经过时不会点燃，安全性能较高。

进一步的，上述PTC发热体的插入过流孔内的部分的外形尺寸与过流孔的內缘轮廓相适配，比如若过流孔的內缘轮廓呈方形形状，则PTC发热体的插入过流孔内的部分也呈方形形状，或者两者均呈圆形形状或椭圆形形状等，以使PTC发热体在过流孔的截面上能够完全填充过流孔，以对流经过流孔的流体比如甲醇燃料充分加热，使甲醇受热后能够充分气化。

在一个具体的应用示例中，为了使前述的燃油加热系统能够方便地对具有多个进气口的发动机进行预热启动，如图1所示，上述的加热装置1和喷油嘴2的数量可以均为N个，N为大于1的正整数。N的数值可以根据实际应用的发动机的进气口的数量确定，比如若发动机的进气口的数量为4个时，则N取4。该N个喷油嘴2的出油口端分别与N个加热装置1的流体入口111端一一对应连接，以使相应喷油嘴2的出油口与相应加热装置1的流体入口111连通。上述进气管3的出气口端分别与N个加热装置1的流体入口111端连接，以使进气管3的出气口分别与N个加热装置1的流体入口111连通。本实施例中的N个加热装置1的流体出口112端可以与发动机的N个进气口端一一对应连接，以使相应加热装置1的流体出口112与相应发动机的进气口连通。其中，每个加热装置1对燃油以及空气的混合气进行加热的过程可以参见上文中相应的描述，在此不再赘述。

这里需要补充的是：为了实现前述进气管3的出气口分别与N个加热装置1的流体入口111连通的技术效果，如图5所示，前述的燃油加热系统可以包括连接件4，该连接件4内部中空，且具有进气口41和N个出气口42。进气管3的出气口端与连接件4的进气口端连接，以使进气管3的出气口与连接件4的进气口41连通。连接件4的N个出气口端分别与前述N个加热装置1的流体入口111端一一对应连接，以使连接件4的相应出气口42与相应加热装置1的流体入口111连通，从而进气管3的出气口可以通过该连接件4分别与N个加热装置1的流体入口111连通。

进一步的，为了达到连接件4的出气口和喷油嘴2的出油口能够同时与加热装置1的流体入口111连通的技术效果，如图6所示，上述的连接件4可以包括连接件本体401和设置在该连接件本体401上的N个出气管402，连接件本体401的内部中空，连接件本体401上设有前述连接件4的进气口41。N个出气管402连通连接件本体401的内部，该N个出气管402的端口作为前述连接件4的N个出气口42。每个出气管402上均可以设有连通内部的接口43(如图5所示)，前述N个喷油嘴2的出油口端分别与该N个出气管402上的N个接口43一一对应连接，以使相应喷油嘴2的出油口与相应出气管402上的接口43连通，从而当连接件4的出气口端与加热装置1的流体入口111端连接后，连接件4的出气口42和喷油嘴2的出油口也就同时与加热装置1的流体入口111连通。

上述的N个加热装置1可以为N个相互独立的加热装置1，用户可以根据实际空间的大小对该N个加热装置1分别进行安装，以提高空间的利用率。然而，在一个替代的实施例中，为了减小N个加热装置1的体积，可以将该N个加热装置1集成到一起。具体的，如图2所示，上述N个加热装置1的壳体11一体成型，形成一个大的连接壳。该连接壳具有N个流体入口111、N个流体出口112、N个连接口113以及N个过流孔，并且该N个流体入口111、N个流体出口112、N个连接口113以及N个过流孔相互一一对应，N个加热元件12分别插入N个过流孔内，以使其具有前述N个独立加热装置1的功能。

这里需要说明的是：前述加热装置1的流体入口111端可以通过法兰或连接板等与上述连接件4的出气口端连接，同样的，加热装置1的流体出口112端也可以通过法兰或连接板等与外部接口(比如外部输送管的接口)进行连接。

进一步的，如图2所示，前述的连接壳包括第一表面(图中未标示)、第二表面1102和第三表面1103。第一表面与第二表面1102相背，第三表面1103置于第一表面与第二表面1102之间。比如上述的连接壳可以呈方形，第一表面和第二表面1102可以分别为该方形连接壳的前表面和后表面，第三表面1103可以为该方形连接壳的上表面或下表面。其中，第一表面上依次间隔设有前述的N个流体入口111，第二表面1102上依次间隔设有前述的N个流体出口112，第三表面1103上依次间隔设有前述的N个连接口113。

在一个具体的应用实例中，如图2所示，上述的连接壳可以呈长条形，上述的N个流体入口111在第一表面上沿连接壳的长度方向依次间隔分布。相应的，N个流体出口112在第二表面上沿连接壳的长度方向依次间隔分布，N个连接口113在第三表面上沿连接壳的长度方向依次间隔分布。

这里需要说明的是：本发明燃油加热系统中所使用的燃油可以为甲醇或柴油等，本领域的技术人员应当理解，甲醇或柴油等仅为示例，并不用于对本实施例的技术方案进行限制，其它类型的燃油也均适用。

如图7所示，本发明的实施例还提供一种发动机系统，包括发动机、燃油加热系统、油箱5以及油泵6。其中，燃油加热系统，包括加热装置、喷油嘴和进气管。加热装置包括壳体和设置在壳体上的加热元件，壳体上设有流体入口和流体出口，壳体内部设有连通流体入口和流体出口的过流孔；加热元件的至少一部分置于过流孔内，用于对流经过流孔内的流体加热；喷油嘴的出油口端与加热装置的流体入口端连接，以使喷油嘴的出油口与加热装置的流体入口连通；进气管的出气口端与加热装置的流体入口端连接，以使进气管的出气口与加热装置的流体入口连通。上述的壳体上设有连通过流孔的连接口；加热元件经由连接口插入过流孔内，且封闭连接口。上述加热装置和喷油嘴的数量均为N个，N为大于1的正整数；N个喷油嘴的出油口端分别与N个加热装置的流体入口端一一对应连接，以使相应喷油嘴的出油口与相应加热装置的流体入口连通；进气管的出气口端分别与N个加热装置的流体入口端连接，以使进气管的出气口分别与N个加热装置的流体入口连通。这里需要说明的是：本实施例中所涉及的燃油加热系统可采用上述相应实施例中所描述的燃油加热系统的结构，具体的实现和工作原理可参见上述实施例中的相应的内容，此处不再赘述。

在上述发动机系统的技术方案中，如图7所示，发动机具有N个进气口。上述燃油加热系统的加热装置1的N个流体出口112端与发动机的N个进气口端一一对应连接，以使相应加热装置1的流体出口112与发动机的相应进气口连通。其中，相应加热装置1的流体出口112端与发动机的相应进气口端可以直接连接，也可以通过传输管等连接，具体可以根据用户的实际需求设置。上述油泵6具有进油口(图中未标示)和出油口(图中未标示)。油泵6的进油口连通油箱5内部，比如可以通过传输管与油箱5的内部连通。油泵6的出油口端通过分配器导轨7与燃油加热系统的N个喷油嘴2的进油口端一一对应连接，用于将油箱5内的燃油比如甲醇分别泵至N个喷油嘴2内。

上述发动机系统的发动机的启动过程如下：首先油泵6将油箱5内的燃油比如甲醇泵至分配器导轨7内；然后分配器导轨7通过喷油嘴2分别将燃油从相应加热装置1的流体入口111喷射至过流孔内，进气管3内的空气也从加热装置1的流体入口111进入过流孔内，空气和燃油形成的混合气体一起流经过流孔，并被过流孔的加热元件12加热，燃油受热后充分气化；被加热后的混合气体从相应加热装置1的流体出口112流入发动机的相应进气口内，混合气体在发动机内点火，并启动发动机。

其中，由于空气和燃油形成的混合气体在进入发动机前就已经被加热装置1预热，并且燃油得到充分气化，从而即使在低温环境下发动机也可以轻易被启动。

具体在实施上述发动机系统的技术方案时，为了实现前述油泵6的出油口端通过分配器导轨7分别与燃油加热系统的N个喷油嘴2的进油口端连接的技术效果，本发明还提供如下的实施方式：如图8所示，前述分配器导轨7的内部中空，且分配器导轨7上还设有连通内部的进油口71和N个出油口(图中未标示)。分配器导轨7的进油口端与油泵6的出油口端连接，以使分配器导轨7的进油口与油泵6的出油口连通。分配器导轨7的N个出油口端与N个喷油嘴2的进油口端一一对应连接，以使分配器导轨7的相应出油口与相应喷油嘴2的进油口连通。

进一步的，如图8所示，上述的分配器导轨7可以呈长条形，上述分配器导轨7的N个出油口沿分配器导轨7的长度方向依次间隔分布，以方便喷油嘴2的安装。

本发明实施例提供的发动机系统可以适用于装有发动机的动力装置，如各种车辆、发电机组或轮船等，本领域的技术人员应当理解，车辆、发电机组或轮船等仅为示例，并不用于对本实施例的技术方案进行限制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种燃油加热系统，其特征在于，包括：

加热装置，其包括壳体和设置在所述壳体上的加热元件，所述壳体上设有流体入口和流体出口，所述壳体内部设有连通所述流体入口和所述流体出口的过流孔；所述加热元件的至少一部分置于所述过流孔内，用于对流经所述过流孔内的流体加热；

喷油嘴，其出油口端与所述加热装置的流体入口端连接，以使所述喷油嘴的出油口与所述加热装置的流体入口连通；

进气管，其出气口端与所述加热装置的流体入口端连接，以使所述进气管的出气口与所述加热装置的流体入口连通。

2.如权利要求1所述的燃油加热系统，其特征在于，

所述壳体上设有连通所述过流孔的连接口；

所述加热元件经由所述连接口插入所述过流孔内，且封闭所述连接口。

3.如权利要求2所述的燃油加热系统，其特征在于，

所述加热元件为PTC发热体。

4.如权利要求3所述的燃油加热系统，其特征在于，

所述PTC发热体的插入所述过流孔内的部分的外形尺寸与所述过流孔的內缘轮廓相适配。

5.如权利要求2至4中任一项所述的燃油加热系统，其特征在于，

所述加热装置和所述喷油嘴的数量均为N个，N为大于1的正整数；

N个所述喷油嘴的出油口端分别与N个所述加热装置的流体入口端一一对应连接，以使相应喷油嘴的出油口与相应加热装置的流体入口连通；

所述进气管的出气口端分别与N个所述加热装置的流体入口端连接，以使所述进气管的出气口分别与N个所述加热装置的流体入口连通。

6.如权利要求5所述的燃油加热系统，其特征在于，还包括：

连接件，其内部中空，所述连接件具有进气口和N个出气口，所述连接件的进气口端与所述进气管的出气口端连接，以使所述连接件的进气口与所述进气管的出气口连通；所述连接件的N个出气口与N个所述加热装置的流体入口一一对应连接，以使所述连接件的相应出气口与相应加热装置的流体入口连通。

7.如权利要求5所述的燃油加热系统，其特征在于，

N个所述加热装置的壳体一体成型，形成具有N个流体入口、N个流体出口、N个连接口以及N个过流孔，且相互一一对应的连接壳。

8.如权利要求7所述的燃油加热系统，其特征在于，

所述连接壳包括第一表面、第二表面和第三表面；

所述第一表面与所述第二表面相背，所述第三表面置于所述第一表面与所述第二表面之间；

所述第一表面上依次间隔设有N个所述流体入口，所述第二表面上依次间隔设有N个所述流体出口，所述第三表面上依次间隔设有N个所述连接口。

9.一种发动机系统，其特征在于，包括：

发动机，其具有N个进气口；

燃油加热系统，其为权利要求5至8中任一项所述的燃油加热系统，所述燃油加热系统的加热装置的N个流体出口端与所述发动机的N个进气口端一一对应连接，以使相应加热装置的流体出口与所述发动机的相应进气口连通；

油箱；

油泵，其进油口连通所述油箱内部，所述油泵的出油口端通过分配器导轨与所述燃油加热系统的N个喷油嘴的进油口端一一对应连接，用于将所述油箱内的燃油分别泵至N个所述喷油嘴内。

10.如权利要求9所述的发动机系统，其特征在于，

所述分配器导轨的内部中空，且所述分配器导轨上还设有连通内部的进油口和N个出油口；

所述分配器导轨的进油口端与所述油泵的出油口端连接，以使所述分配器导轨的进油口与所述油泵的出油口连通；

所述分配器导轨的N个出油口端与N个所述喷油嘴的进油口端一一对应连接，以使所述分配器导轨的相应出油口与相应喷油嘴的进油口连通。