CN111980840B

CN111980840B - 一种低温环境下v型大功率柴油机的进气加热系统及方法

Info

Publication number: CN111980840B
Application number: CN202010915238.2A
Authority: CN
Inventors: 张培垄; 赵文圣; 张宁
Original assignee: Henan Diesel Engine Industry Co Ltd
Current assignee: Henan Diesel Engine Industry Co Ltd
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2040-09-03
Also published as: CN111980840A

Abstract

本发明公开了一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统及方法，一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，包括第一加热回路和第二加热回路，第一加热回路与第二加热回路并联连接，第一加热回路和第二加热回路分别通过控制线路与接触器的9a端和9b端电连接，接触器的9a端和9b端的输入端与蓄电池的正极连接，蓄电池的负极与接触器的9c端连接，接触器的9c端的输入端与进气加热控制器的输出端电连接，本低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统及方法使柴油机在低温环境下能够顺利起动，提高大功率柴油机的低温适应性，满足特殊环境下负载设备的使用需求。

Description

一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统及方法

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，具体为一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统及方法。

背景技术

大功率柴油机在低温坏境下因为缸内进气温度太低都会存在压燃困难的问题，从而影响柴油机低温环境下的起动性能。国内柴油机进气加热的工艺大都相同，利用蓄电池直接给安装于柴油机进气管内的电阻丝或热敏装置进行加热，间接加热流过电阻丝或热敏模块的空气，达到加热进气的目的，这种进气加热方法存在下述缺陷：

1、为确保低温环境下柴油机进气的加热效果，电阻丝或热敏装置需要长时间通电加热，这样就会导致蓄电池电量损耗过快，对于使用电马达起动的柴油机来说，将会影响到柴油机整机的起动能力和次数，无法满足特殊用途下负载设备的使用需求。外围环境温度越低，加热时间将会越长，蓄电池电量损耗越快；

2、因为材料和制作工艺的限制，频繁长时间通电加热将会使电阻丝或热敏装置的故障率升高，减少其使用寿命，最终将会影响到柴油机整机的正常使用；

3、电阻丝或热敏装置需要安装于柴油机进气管内部，前期安装时需要按其安装要求对进气管进行改造；后期一旦加热装置出现故障，拆装柴油机进气管进行维修和更换的难度也会非常大，这样就会增加设备维保的工作量，影响柴油机平均故障修复时间指标；

4、安装于柴油机进气管内部的电阻丝或热敏装置将会在一定程度上增大柴油机的进气阻力，直接导致柴油机排气温度升高，功率下降，影响负载设备的正常使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统及方法，使柴油机在低温环境下能够顺利起动，提高大功率柴油机的低温适应性，满足特殊环境下负载设备的使用需求，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，包括第一加热回路和第二加热回路，第一加热回路与第二加热回路并联连接，第一加热回路和第二加热回路分别通过控制线路与接触器的9a端和9b端电连接，接触器的9a端和9b端的输入端与蓄电池的正极连接，蓄电池的负极与接触器的9c端连接，接触器的9c端的输入端与进气加热控制器的输出端电连接，进气加热控制器的输入端分别与转速传感器和进气加热开关输出端电连接，进气加热控制器的输出端与指示灯的输入端电连接，进气加热控制器和柴油机控制箱双向连接，柴油机控制箱的输入端与进气温度传感器的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一加热回路包括由第一燃烧器和第二燃烧器，第一燃烧器和第二燃烧器经过各自的燃油管路与第一燃油电磁阀连接，第一燃油电磁阀通过燃油管路与柴油机燃油滤器的出口连接，第一燃油电磁阀的输入端与进气加热控制器的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一燃烧器和第二燃烧器内分别设有加热塞。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二加热回路包括由第三燃烧器和第四燃烧器，第三燃烧器和第四燃烧器经过各自的燃油管路与第二燃油电磁阀连接，第二燃油电磁阀通过燃油管路与柴油机燃油滤器的出口连接，第二燃油电磁阀的输入端与进气加热控制器的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第三燃烧器和第四燃烧器内分别设有加热塞。

一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热方法，包括自动模式和应急手动模式，所述自动模式包括以下步骤：

S1)：柴油机控制箱经进气温度传感器检测进气温度，进入步骤2；

S2)：当进气温度低于-10℃时，进入到步骤3，当进气温度大于-10℃时，进入到步骤4；

S3)：接收柴油机起动信号后即向进气加热控制器发出进气加热信号，延时40秒后控制柴油机起动马达工作，进入步骤5；

S4)：接收柴油机起动信号后即控制起动马达工作，不再向进气加热控制器发出进气加热信号；

S5)：进气加热控制器控制第一燃油电磁阀和第二燃油电磁阀打开，柴油机燃油经过柴油机燃油滤器及燃油连接管路喷注至第一燃烧器、第二燃烧器、第三燃烧器和第四燃烧器的电热塞上，燃油遇高温点燃，开始加热进气，然后进入到步骤6；

S6)：柴油机启动成功后，进气加热控制器经转速传感器检测转速大于500转并延时3秒后控制第一燃油电磁阀和第二燃油电磁阀断开，所有燃烧器退出工作。

所述应急手动模式包括以下步骤：

S7)：手动打开进气加热开关，然后进入到步骤8；

S8)：进气加热开关通过进气加热控制器控制接触器动作，第一燃烧器、第二燃烧器、第三燃烧器和第四燃烧器的电热塞开始加热，然后进入到步骤9；

S9)：加热完成后进气加热控制器控制指示灯进行闪灯提示，提示操作人员启动柴油机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述进气加热控制器具有系统自检功能，系统功能异常或传感器接线故障时可控制指示灯进行闪灯提示，同时向柴油机控制箱发出进气加热系统故障信号，柴油机控制箱接收柴油机起动信号后即控制起动马达工作，不再进行40秒加热等待。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统构思巧妙，设计合理，可以大大提高低温下进气加热的适应性，在进行进气加热时不影响柴油机整机的正常使用，满足特殊环境下负载设备的使用需求，进气加热系统工作智能化程度高，与柴油机控制箱发出的进气加热控制信号进行联锁，同时设置有自动工作模式和应急手动模式，确保系统工作的可靠性，通过设置四个燃烧器以及燃烧器内的加热塞，大大缩短加热时间，不会因为长时间加热对蓄电池电量造成大的损耗而影响柴油机的正常起动，提高了整机的安全使用性。

附图说明

图1为本发明加热系统示意图；

图2为本发明自动模式工作流程图；

图3为本发明应急手动模式工作流程图。

图中：1柴油机燃油滤器、2第一燃油电磁阀、3第二燃油电磁阀、4第一燃烧器、5第二燃烧器、6第三燃烧器、7第四燃烧器、8蓄电池、9接触器、10进气加热控制器、11转速传感器、12进气加热开关、13指示灯、14柴油机控制箱、15进气温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，包括第一加热回路和第二加热回路，第一加热回路与第二加热回路并联连接，第一加热回路和第二加热回路分别通过控制线路与接触器9的9a端和9b端电连接，第一加热回路包括由第一燃烧器4和第二燃烧器5，第一燃烧器4和第二燃烧器5经过各自的燃油管路与第一燃油电磁阀2连接，第一燃油电磁阀2通过燃油管路与柴油机燃油滤器1的出口连接，第二加热回路包括由第三燃烧器6和第四燃烧器7，第三燃烧器6和第四燃烧器7经过各自的燃油管路与第二燃油电磁阀3连接，第二燃油电磁阀3通过燃油管路与柴油机燃油滤器1的出口连接，接触器9的9a端和9b端的输入端与蓄电池8的正极连接，蓄电池8的负极与接触器的9c端连接，接触器9的9c端的输入端与进气加热控制器10的输出端电连接，进气加热控制器10的输入端分别与转速传感器11和进气加热开关12输出端电连接，进气加热控制器10的输出端分别与指示灯13、第一燃油电磁阀2以及第二燃油电磁阀3的输入端电连接，进气加热控制器10和柴油机控制箱14双向连接，柴油机控制箱14的输入端与进气温度传感器15的输出端电连接，第一燃烧器4、第二燃烧器5、第三燃烧器6以及第四燃烧器7内分别设有加热塞。

S1)：柴油机控制箱14经进气温度传感器15检测进气温度，进入步骤2；

S3)：接收柴油机起动信号后即向进气加热控制器10发出进气加热信号，延时40秒后控制柴油机起动马达工作，进入步骤5；

S4)：接收柴油机起动信号后即控制起动马达工作，不再向进气加热控制器10发出进气加热信号；

S5)：进气加热控制器10控制第一燃油电磁阀2和第二燃油电磁阀3打开，柴油机燃油经过柴油机燃油滤器1及燃油连接管路喷注至第一燃烧器4、第二燃烧器5、第三燃烧器6和第四燃烧器7的电热塞上，燃油遇高温点燃，开始加热进气，然后进入到步骤6；

S6)：柴油机启动成功后，进气加热控制器10经转速传感器11检测转速大于500转并延时3秒后控制第一燃油电磁阀2和第二燃油电磁阀3断开，所有燃烧器退出工作。

应急手动模式包括以下步骤：

S7)：手动打开进气加热开关12，然后进入到步骤8；

S8)：进气加热开关12通过进气加热控制器10控制接触器9动作，第一燃烧器4、第二燃烧器5、第三燃烧器6和第四燃烧器7的电热塞开始加热，然后进入到步骤9；

S9)：加热完成后进气加热控制器10控制指示灯13进行闪灯提示，提示操作人员启动柴油机。

所述进气加热控制器10具有系统自检功能，系统功能异常或传感器接线故障时可控制指示灯13进行闪灯提示，同时向柴油机控制箱14发出进气加热系统故障信号，柴油机控制箱14接收柴油机起动信号后即控制起动马达工作，不再进行40秒加热等待。

本发明中所述进气加热系统工作智能化程度高，与柴油机控制箱14发出的进气加热控制信号进行联锁，在自动模式下可实现对燃烧器的全自动控制，应急情况下可手动控制燃烧器工作，与柴油机控制箱14完全脱离，确保系统工作的可靠性；本发明的工作介质主要是燃油，通过燃油燃烧直接加热柴油机进气，加热效率高，同时也不会加大柴油机进气阻力，可以确保柴油机正常的功率输出，满足负载设备的使用需求，特别适用于V型大功率柴油机的低温进气加热。

本发明同样需要使用蓄电池8对燃烧器内的加热塞进行预加热，但加热时间仅用40秒，且由软件精确控制，不会因为长时间加热对蓄电池8电量造成大的损耗而影响柴油机的正常起动，同时也不会影响系统内设备的使用寿命，系统采用整机模块化设计，燃烧器固定安装方便，本体安装及维保过程无需拆装柴油机进气管路，可大大减小安装及维保时的工作量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，其特征在于：包括第一加热回路和第二加热回路，第一加热回路与第二加热回路并联连接，第一加热回路和第二加热回路分别通过控制线路与接触器（9）的第一端（9a）和第二端（9b）电连接，接触器（9）的第一端（9a）和第二端（9b）的输入端与蓄电池（8）的正极连接，蓄电池（8）的负极与接触器（9）的第三端（9c）连接，接触器（9）的第三端（9c）输入端与进气加热控制器（10）的输出端电连接，进气加热控制器（10）的输入端分别与转速传感器（11）和进气加热开关（12）输出端电连接，进气加热控制器（10）的输出端与指示灯（13）的输入端电连接，进气加热控制器（10）和柴油机控制箱（14）双向连接，柴油机控制箱（14）的输入端与进气温度传感器（15）的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，其特征在于：所述第一加热回路包括由第一燃烧器（4）和第二燃烧器（5），第一燃烧器（4）和第二燃烧器（5）经过各自的燃油管路与第一燃油电磁阀（2）连接，第一燃油电磁阀（2）通过燃油管路与柴油机燃油滤器（1）的出口连接，第一燃油电磁阀（2）的输入端与进气加热控制器（10）的输出端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，其特征在于：所述第一燃烧器（4）和第二燃烧器（5）内分别设有加热塞。

4.根据权利要求1所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，其特征在于：所述第二加热回路包括由第三燃烧器（6）和第四燃烧器（7），第三燃烧器（6）和第四燃烧器（7）经过各自的燃油管路与第二燃油电磁阀（3）连接，第二燃油电磁阀（3）通过燃油管路与柴油机燃油滤器（1）的出口连接，第二燃油电磁阀（3）的输入端与进气加热控制器（10）的输出端电连接。

5.根据权利要求4所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，其特征在于：所述第三燃烧器（6）和第四燃烧器（7）内分别设有加热塞。

6.一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热方法，采用权利要求1-5任一所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热系统，其特征在于：包括自动模式和应急手动模式，所述自动模式包括以下步骤：

S1）：柴油机控制箱（14）经进气温度传感器（15）检测进气温度，进入步骤2；

S2）：当进气温度低于-10℃时，进入到步骤3，当进气温度大于-10℃时，进入到步骤4；

S3）：接收柴油机起动信号后即向进气加热控制器（10）发出进气加热信号，延时40秒后控制柴油机起动马达工作，进入步骤5；

S4）：接收柴油机起动信号后即控制起动马达工作，不再向进气加热控制器（10）发出进气加热信号；

S5）：进气加热控制器（10）控制第一燃油电磁阀（2）和第二燃油电磁阀（3）打开，柴油机燃油经过柴油机燃油滤器（1）及燃油连接管路喷注至第一燃烧器（4）、第二燃烧器（5）、第三燃烧器（6）和第四燃烧器（7）的电热塞上，燃油遇高温点燃，开始加热进气，然后进入到步骤6；

S6）：柴油机启动成功后，进气加热控制器（10）经转速传感器（11）检测转速大于500转并延时3秒后控制第一燃油电磁阀（2）和第二燃油电磁阀（3）断开，所有燃烧器退出工作。

7.根据权利要求6所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热方法，其特征在于：所述应急手动模式包括以下步骤：

S7）：手动打开进气加热开关（12），然后进入到步骤8；

S8）：进气加热开关（12）通过进气加热控制器（10）控制接触器（9）动作，第一燃烧器（4）、第二燃烧器（5）、第三燃烧器（6）和第四燃烧器（7）的电热塞开始加热，然后进入到步骤9；S9）：加热完成后进气加热控制器（10）控制指示灯（13）进行闪灯提示，提示操作人员启动柴油机。

8.根据权利要求6或7所述的一种低温环境下V型大功率柴油机的进气加热方法，其特征在于：所述进气加热控制器（10）具有系统自检功能，系统功能异常或传感器接线故障时可控制指示灯（13）进行闪灯提示，同时向柴油机控制箱（14）发出进气加热系统故障信号，柴油机控制箱（14）接收柴油机起动信号后即控制起动马达工作，不再进行40秒加热等待。