CN113187630A - 一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，包括柴油温度传感器和柴油加热器、柴油加热控制器，其中所述柴油加热控制器，其被连接于所述柴油温度传感器和所述柴油加热器；所述柴油温度传感器实时监测柴油箱内的柴油温度；当所述柴油温度传感器监控到柴油温度低于第一预设值，则所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器启动，对柴油进行加热，本发明可实现车辆使用一个油箱装载低标号柴油就能满足其在冬季低温环境下的工作运营需求，该方案对于柴油发动机在冬季低温环境下使用低成本的低标号柴油意义重大。

Description

一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统和方法

技术领域

本发明涉及柴油机启动的柴油预热方法领域。更具体地说，本发明涉及一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热方法和方法。

背景技术

对于柴油机车辆而言，为了防止柴油在冬季低温条件下凝固结蜡而无法使用，传统车辆都是要求用户使用有更低熔点的高标号柴油，而高标号柴油相较低标号柴油成本增加在15％以上，严重增加用户车辆的使用成本。

现有配置柴油发动机的商用车，满足冬季低温环境下可以使用低成本的低标号柴油，装备的柴油加热系统基本都是采用主副两个油箱的方案，即：大容量的主油箱装低成本低标号的柴油，小容量的副油箱装高成本高标号的柴油，高标号柴油满足发动机在低温环境下直接冷启动，低标号柴油则在发动机热机后通过高温冷却液的加热再向发动机正常供给。这种方案存在：①系统复杂、增加成本——增加一个专用副油箱、需要使用高标号柴油、需要实现发动机冷却系统与主油箱加热系统的关联、需要增加高低标号柴油间使用切换的多回路阀等；②操作繁琐、容易误动作使用不友好——在冬季低温环境下进行发动机冷启动前，首先需要人工控制操作实现供给发动机的柴油是来自副油箱的高标号柴油，待发动机冷却液温升到足够溶化主油箱内的低标号柴油时，还需人工控制操作实现供给发动机的柴油是来自主油箱的低标号柴油，而当准备停车长时间熄火发动机前，还需再次人工控制操作实现供给发动机的柴油是来自副油箱的高标号柴油，以确保发动机供油管路中留存的是高标号柴油，这样繁琐的操作流程，很容易导致使用者疏漏而造成麻烦；③可靠性差——系统复杂、需要的零部件多，降低了系统整体可靠性。

发明内容

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明的一优选实施方案提供了一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，包括柴油温度传感器和柴油加热器、柴油加热控制器：

其中所述柴油温度传感器和所述柴油加热器，二者均设置在柴油箱内；所述柴油加热控制器，其被连接于所述柴油温度传感器和所述柴油加热器；

所述柴油温度传感器实时监测柴油箱内的柴油温度；

当所述柴油温度传感器监控到柴油温度低于第一预设值，则所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器启动，对柴油进行加热。

本发明的一优选实施方案中提出，所述柴油加热控制器还控制连接常闭继电器，所述常闭继电器触点断开/连接发动机的启动电路，用于控制柴油车的启停，当所述柴油加热器在对柴油加热的同时，控制所述常闭继电器与所述启动电路的断开，避免发动机被启动。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第二预设值，所述柴油加热控制器控制所述常闭继电器与所述启动电路连接，启动所述发动机，或者所述柴油加热控制器发送启动发动机提醒至显示面板，提醒使用者启动发动机。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第三预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器停止加热。

本发明的一优选实施方案中提出，还包括柴油泵、出油管道、发动机油泵、高压油泵以及回油管道，所述柴油泵依次通过所述出油管道、所述发动机油泵、高压油泵以及回油管道形成主循环，在所述柴油加热器对柴油加热预定时间后，在柴油温度达到第二预设值之前，控制所述柴油泵将柴油从所述柴油箱内泵入所述出油管道内，再依次经由所述发动机油泵、高压油泵以及回油管道，回流至所述柴油箱内。

本发明的一优选实施方案中提出，在所述柴油进入所述发电机油泵前，安装粗滤加热器对柴油进行粗过滤，在所述柴油进入所述高压油泵前，安装柴油细滤器对然后进行进一步过滤。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述发电机被启动的同时，所述柴油加热控制器控制所述柴油泵停止工作。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第四预设值，所述柴油加热控制器控制所述粗滤加热器停止工作。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度低于第一预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器启动的同时，也控制所述粗滤加热器工作。

本发明的另一优选实施方案还提供了一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热方法，包括以下步骤：

步骤一、若监测到柴油温度低于第一预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器和粗滤加热器启动，对柴油进行加热；

步骤二、加热预设时间后或者柴油泵电流负载达标之后，启动控制所述柴油泵将柴油从所述柴油箱内泵入所述出油管道内，再依次经由所述发动机油泵、单向阀、高压油泵以及回油管道，回流至所述柴油箱内，以提高柴油的加热均匀性；

步骤三、直至柴油温度达到第二预设值，连接所述常闭继电器与所述启动电路，启动所述发动机的同时，控制柴油泵停止工作；

步骤四、直至柴油温度达到第三预设值，控制所述柴油加热器停止加热。

本发明至少包括以下有益效果：本发明可实现车辆使用一个油箱装载低标号柴油就能满足其在冬季低温环境下的工作运营需求。该方案对于柴油发动机在冬季低温环境下使用低成本的低标号柴油意义重大。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明中一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统的框架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，本发明的一优选实施方案提供了一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，包括柴油温度传感器1和柴油加热器2、柴油加热控制器3：

其中所述柴油温度传感器1和所述柴油加热器2，二者均设置在柴油箱4内；所述柴油加热控制器3，其被连接于所述柴油温度传感器1和所述柴油加热器2；

所述柴油温度传感器1实时监测柴油箱4内的柴油温度；

当所述柴油温度传感器1监控到柴油温度低于第一预设值，则所述柴油加热控制器3控制所述柴油加热器2启动，对柴油进行加热。

为了降低柴油车用车成本，可以在动冬季低温情况还还可以使用低成本的低标号柴油，还不需要采用传统配备两个油箱的方式，本申请提供了一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，当所述柴油温度传感器1监控到柴油温度低于第一预设值，则所述柴油加热控制器3控制所述柴油加热器2启动，对所述柴油箱4内的柴油进行加热，这样就可以避免地标号柴油发生结蜡凝固的问题，使得即使低温情况下，也可以使用便宜的低标号柴油。所述柴油加热器2可以固定安装于所述柴油箱4内。

需要指出的是，考虑到低标号的柴油不可以在低温环境下直接使用，可能会造成发动机内部管路的堵塞，不可逆的造成发动机损害甚至直接报废等一系列问题，为了避免柴油尚未被加热至合适条件的情况下被泵入发动机内的情况，本申请的一优选方案还进行了以下改进，所述柴油加热控制器还控制连接常闭继电器，所述常闭继电器触点断开/连接发动机的启动电路，用于控制柴油车的启停，当所述柴油加热器在对柴油加热的同时，控制所述常闭继电器与所述启动电路的断开，避免发动机被启动。此处可以是所述柴油加热控制器直接控制所述常闭继电器与所述启动电路的断开，也可以是所述柴油加热控制器发送信息提醒至显示面板，提醒使用者断开所述常闭继电器与所述启动电路，为了提高整个过程不受操作者的人为影响，尽量是所述柴油加热控制器直接控制所述常闭继电器与所述启动电路的断开。

在利用柴油加热器2对柴油进行加热时，必然会出现柴油加热不均匀的问题，尤其是加热前期，柴油加热器2附近的柴油温度较高，远离所述柴油加热器2的柴油温度较低，会容易在整个管道内发生挂蜡问题，造成堵塞，为了解决这一技术问题，本发明的一优选实施方案中提出，本柴油预热系统还包括柴油泵5、出油管道6、发动机油泵7、单向阀8、高压油泵9以及回油管道10，所述柴油泵5依次通过所述出油管道6、所述发动机油泵7、单向阀8、高压油泵9以及回油管道10形成主循环，在所述柴油加热器2对柴油加热预定时间后，在柴油温度达到第二预设值之前，控制所述柴油泵5将柴油从所述柴油箱4内泵入所述出油管道10内，再依次经由所述发动机油泵7、单向阀8、高压油泵9以及回油管道10，回流至所述柴油箱4内。这一过程不仅可以进一步加热升温的高效性，而且保证加热的均匀性，而且在此基础上还可以实现对整个供油管路的冲刷、升温和消除柴油挂蜡，为发动机油泵和高压油泵能够正常工作以确保发动机顺利起动并工作创造条件。其中。需要进一步说明的是，发动机油泵属于低压油泵，其主要是用于抽出柴油箱内的柴油，高压油泵是为发动机柴油喷射用。

本发明的一优选实施方案中提出，在所述柴油进入所述发电机油泵7前，安装粗滤加热器14对柴油进行粗过滤并且还进行加热，在所述柴油进入所述高压油泵9前，安装柴油细滤器16对然后进行进一步过滤，可以有效避免柴油中的杂质进入发动机，对发动机起到很好的保护维护作用。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第二预设值，所述柴油加热控制器3控制所述常闭继电器11与所述启动电路(此处示意为启动开关12连接，启动所述发动机15，或者所述柴油加热控制器发送启动发动机提醒至显示面板，提醒使用者启动发动机。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器1监控到柴油温度达到第三预设值，所述柴油加热控制器3控制所述柴油加热器2停止加热。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述发电机被启动的同时，所述柴油加热控制器3控制所述柴油泵5停止工作。

考虑到加热前期，油温较低，低标号柴油进入到发动机内部供油管道内可能会产生挂蜡问题，对发动机内的供油管道造成致命性的问题，但是柴油加热过程中也需要用到前述的主循环以实现柴油的均匀加热，因此加热前期需要进行循环均匀加热，但是不可直接将刚加热但是温度尚未达标的柴油直接泵入发动机的供油管道内，为了解决这一问题，本申请设计了次循环，其相对于所述主循环的大循环来说，可以说是一个小循环，因为其涉及到的零部件较少，而且其油路路程短，其全程只需要利用主循环中的柴油泵5即可，效率更高，耗能更低，具体的，所述柴油泵5依次通过出油管道6、常闭电控开关阀13和回油管道10形成次循环，在所述柴油加热器2对柴油加热预定时间后，控制所述柴油泵5将柴油从所述柴油箱4内泵入所述出油管道6内，再经过所述回油管道10，回流至所述柴油箱内。这样既可以对柴油进行均匀加热，又可以避免低温柴油进入发动机内的供油管道内。

在进行前述的主循环之前，先进行上述的次循环，具体可以是启动主循环预定时间之后，再启动次循环，也就是先进行以下循环：所述柴油泵依次通过出油管道、常闭电控开关阀和回油管道形成次循环，在所述柴油加热器对柴油加热预定时间后，控制所述柴油泵将柴油从所述柴油箱内泵入所述出油管道内，再经过所述回油管道，回流至所述柴油箱内。通过主循环预设时间或者判断柴油泵电流值达到预设值之后，再进行以下循环：所述柴油泵5依次通过所述出油管道6、所述发动机油泵7、单向阀8、高压油泵9以及回油管道10形成主循环，在所述柴油加热器2对柴油加热预定时间后，在柴油温度达到第二预设值之前，控制所述柴油泵5将柴油从所述柴油箱4内泵入所述出油管道10内，再依次经由所述发动机油泵7、单向阀8、高压油泵9以及回油管道10，回流至所述柴油箱4内。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第四预设值，所述柴油加热控制器控制所述粗滤加热器停止工作。所述粗滤加热器既可以加热又可以起到过滤作用，既可以促进燃油快速液化又可以起到过滤效果。

本发明的一优选实施方案中提出，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度低于第一预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器启动的同时，也控制所述粗滤加热器工作。

本发明的另一优选实施方案还提供了一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热方法，包括以下步骤：

步骤一、若监测到柴油温度低于第一预设值，所述柴油加热控制器3控制所述柴油加热器2和粗滤加热器14启动，对柴油进行加热；

步骤二、加热预设时间后或者柴油泵电流负载达标之后，启动控制所述柴油泵将柴油从所述柴油箱4内泵入所述出油管道内，再依次经由所述发动机油泵7、单向阀、高压油泵以及回油管道，回流至所述柴油箱4内，以提高柴油的加热均匀性；

步骤三、直至柴油温度达到第二预设值，连接所述常闭继电器与所述启动电路，启动所述发动机的同时，控制柴油泵停止工作；

步骤四、直至柴油温度达到第三预设值，控制所述柴油加热器停止加热。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，包括柴油温度传感器和柴油加热器、柴油加热控制器：

其中所述柴油温度传感器和所述柴油加热器，二者均设置在柴油箱内；所述柴油加热控制器，其被连接于所述柴油温度传感器和所述柴油加热器；

所述柴油温度传感器实时监测柴油箱内的柴油温度；

当所述柴油温度传感器监控到柴油温度低于第一预设值，则所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器启动，对柴油进行加热。

2.根据权利要求1所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，所述柴油加热控制器还控制连接常闭继电器，所述常闭继电器触点断开/连接发动机的启动电路，用于控制柴油车的启停，当所述柴油加热器在对柴油加热的同时，控制所述常闭继电器与所述启动电路的断开，避免发动机被启动。

3.根据权利要求2所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第二预设值，所述柴油加热控制器控制所述常闭继电器与所述启动电路连接，启动所述发动机，或者所述柴油加热控制器发送启动发动机提醒至显示面板，提醒使用者启动发动机。

4.根据权利要求1所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第三预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器停止加热。

5.根据权利要求3所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，还包括柴油泵、出油管道、发动机油泵、高压油泵以及回油管道，所述柴油泵依次通过所述出油管道、所述发动机油泵、高压油泵以及回油管道形成主循环，在所述柴油加热器对柴油加热预定时间后，在柴油温度达到第二预设值之前，控制所述柴油泵将柴油从所述柴油箱内泵入所述出油管道内，再依次经由所述发动机油泵、高压油泵以及回油管道，回流至所述柴油箱内。

6.根据权利要求2所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，在所述柴油进入所述发电机油泵前，安装粗滤加热器对柴油进行粗过滤，在所述柴油进入所述高压油泵前，安装柴油细滤器对然后进行进一步过滤。

7.根据权利要求3所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，当所述发电机被启动的同时，所述柴油加热控制器控制所述柴油泵停止工作。

8.根据权利要求7所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度达到第四预设值，所述柴油加热控制器控制所述粗滤加热器停止工作。

9.根据权利要求1所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热系统，其特征在于，当所述柴油温度传感器监控到柴油温度低于第一预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器启动的同时，也控制所述粗滤加热器工作。

10.根据权利要求1-9任一所述的满足低温环境下柴油机启动的柴油预热方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、若监测到柴油温度低于第一预设值，所述柴油加热控制器控制所述柴油加热器和粗滤加热器启动，对柴油进行加热；

步骤二、加热预设时间后或者柴油泵电流负载达标之后，启动控制所述柴油泵将柴油从所述柴油箱内泵入所述出油管道内，再依次经由所述发动机油泵、单向阀、高压油泵以及回油管道，回流至所述柴油箱内，以提高柴油的加热均匀性；

步骤三、直至柴油温度达到第二预设值，连接所述常闭继电器与所述启动电路，启动所述发动机的同时，控制柴油泵停止工作；

步骤四、直至柴油温度达到第三预设值，控制所述柴油加热器停止加热。

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