CN113323777A - 燃油加热系统及发动机系统 - Google Patents

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CN113323777A CN202110811371.8A CN202110811371A CN113323777A CN 113323777 A CN113323777 A CN 113323777A CN 202110811371 A CN202110811371 A CN 202110811371A CN 113323777 A CN113323777 A CN 113323777A
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    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
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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，包括加热装置和喷油嘴。加热装置包括壳体和加热元件，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；其中，所述流体入口包括进气口和进油口；喷油嘴的出油口端与所述加热装置的进油口端连接，以使所述喷油嘴的出油口与所述加热装置的进油口连通。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
本申请是母案名称为“燃油加热系统及发动机系统”的发明专利的分案申请；母案申请的申请号为：CN201511028057.3；母案申请的申请日为：2015-12-30。
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
本发明的目的是提供一种燃油加热系统及发动机系统，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，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。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种燃油加热系统，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；其中，所述流体入口包括进气口和进油口；
喷油嘴，其出油口端与所述加热装置的进油口端连接，以使所述喷油嘴的出油口与所述加热装置的进油口连通。
优选地，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。
优选地，所述加热元件为PTC发热体。
优选地，所述PTC发热体的插入所述过流孔内的部分与所述过流孔的內缘轮廓相适配。
优选地，所述加热元件的数量为多个；相应的，所述连接口的数量也为多个，且与所述加热元件的数量相等；
其中，多个所述连接口依次沿所述过流孔的中心线方向排布，且多个所述加热元件与多个所述连接口一一对应。
优选地，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；
所述第一壳体和所述第二壳体两者均内部中空，且两端开口；
所述第一壳体一端的开口作为所述的流体出口，所述第一壳体上设有所述的连接口；
所述第二壳体一端的开口作为所述的进气口，所述第二壳体上设有所述的进油口；
所述第一壳体的另一端与所述第二壳体的另一端连接，以使所述第一壳体另一端的开口与所述第二壳体另一端的开口连通；其中，所述第一壳体与所述第二壳体内部形成所述的过流孔。
优选地，所述加热装置的流体出口端设有第一连接法兰；
和/或，所述加热装置的进气口端设有第二连接法兰。
本发明还公开了一种发动机系统，包括：
发动机，其具有进气口；
燃油加热系统，其为权利要求1至7中任一项所述的燃油加热系统，所述燃油加热系统的流体出口端与所述发动机的进气口端连接，以使所述燃油加热系统的流体出口与所述发动机的进气口连通；
油箱；
油泵，所述油泵的进油口连通所述油箱内部，所述油泵的出油口端与所述燃油加热系统的喷油嘴的进油口端连接，用于将所述油箱内的燃油泵至所述喷油嘴内。
优选地，所述发动机的进气口的数量为N个，N为大于1的正整数；
所述燃油加热系统还包括分配器；
所述燃油加热系统的流体出口端通过所述分配器与所述发动机的多个进气口端连接，以使所述燃油加热系统的流体出口与所述发动机的多个进气口连通。
优选地，所述分配器的内部中空，且所述分配器上还设有连通内部的进油口和N个出油口，所述分配器的进油口端与所述燃油加热系统的流体出口端连接，所述分配器的多个出油口端分别与所述发动机的多个进气口端一一对应连接，以使所述燃油加热系统的流体出口与所述发动机的多个进气口连通。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
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进油口进入过流孔内，相应的，空气可以从加热装置的进气口进入过流孔内，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，该混合气从加热装置的流体出口流出，可以被传输至发动机的进气口并进入发动机内，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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
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加热元件的结构示意图；
图4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5是本发明的实施例提供的一种燃油加热系统与分配器连接的结构示意图；
图6是本发明的实施例提供的一种分配器的结构示意图。
图中：1-加热装置；11-壳体；101-第一壳体；102-第二壳体；111-流体入口；1111-进气口；1112-进油口；112-流体出口；12-加热元件；2-喷油嘴；100-燃油加热系统。
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。
本发明的目的是提供一种燃油加热系统及发动机系统，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
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100，包括加热装置1和喷油嘴2。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至少一部分结构置于过流孔内，用于对流经过流孔内的流体加热。其中，如图2所示，流体入口111包括进气口1111和进油口1112，进气口1111用于导入空气，进油口1112用于导入燃油比如甲醇等。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的进油口端连接，以使喷油嘴2的出油口与加热装置1的进油口1112连通，从而喷油嘴2喷出的油液可以从加热装置1的进油口1112进入过流孔内。
在上述提供的技术方案中，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的进油口1112进入过流孔内，相应的，空气可以从加热装置1的进气口1111进入过流孔内，由于加热元件12至少一部分结构会置于过流孔内，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，该混合气从加热装置1的流体出口112流出，可以被传输至发动机的进气口并进入发动机内，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。
这里需要说明的是：在一个具体的应用示例中，如图1所示，上述喷油嘴2的数量为单个，该单个喷油嘴2喷出的燃油与空气一起被过流孔内的加热元件12加热后，可以通过分配器5导入到发动机的多个进气口内。该单个喷油嘴2上可以安装电磁阀(图中未标示)，以对喷油嘴2的启闭进行控制。其中，由于只采用一个喷油嘴2，使得本发明技术方案的成本较低，并且只需要对该单个喷油嘴2的启闭进行控制，即可控制整个燃油加热系统100的燃油供给，控制较方便。
具体在实施上述燃油加热系统100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1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，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。
进一步的，如图1和图2所示，前述加热元件12的数量可以为多个；相应的，上述供加热元件12插入的连接口113的数量也为多个，且与加热元件12的数量相等。其中，该多个连接口113依次沿过流孔的中心线方向排布，且多个加热元件12与多个连接口113一一对应。在本实施例中，多个加热元件12分别经由相应的连接口113插入过流孔内，并且加热元件12沿过流孔的中心线方向排布，从而当燃油和空气的混合气沿过流孔流动时，可以被多个加热元件12依次加热，从而使燃油的气化更加充分，进而当燃油和空气的混合气进入发动机内时更易起火点燃。
这里需要说明的是：在一个具体的应用示例中，如图2所示，前述的壳体11可以包括第一壳体101和第二壳体102。第一壳体101和第二壳体102两者均内部中空，且两端开口。第一壳体101一端的开口作为前述的流体出口112，第一壳体101上设有前述的连接口113。第二壳体102一端的开口作为前述的进气口1111，第二壳体102上还设有前述的进油口1112。第一壳体101的另一端与第二壳体102的另一端连接，以使第一壳体101另一端的开口与第二壳体102另一端的开口连通。其中，第一壳体101与第二壳体102内部形成的过流孔。
在本实施例中，通过将壳体11分成第一壳体101和第二壳体102两个部分，使得壳体11的加工较方便。并且由于第二壳体102上同时设有进气口1111和进油口1112，当第二壳体102与第一壳体101连接时，可以实现进气口1111和进油口1112同时与过流孔连通的技术效果。
上述第一壳体101的另一端与第二壳体102的另一端可以焊接固定，也可以通过法兰和螺栓等实现可拆装连接，以方便组装和维修。其中，具体的设置可以根据用户的实际情况进行选取，在此不再赘述。
前述加热装置1的流体出口112端可以设有第一连接法兰，以与外部部件比如传输管或分配器5等实现可拆装连接的技术效果。同样的，加热装置1的进气口端可以设有第二连接法兰，以与外部部件比如进气管等实现可拆装连接的技术效果。
这里需要说明的是：本发明燃油加热系统100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4所示，本发明的实施例还提供一种发动机系统，包括发动机(图中未标示)、燃油加热系统、油箱3以及油泵4。其中，燃油加热系统，包括加热装置和喷油嘴。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；其中，流体入口包括进气口和进油口；喷油嘴的出油口端与加热装置的进油口端连接，以使喷油嘴的出油口与加热装置的进油口连通。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实施例中所描述的燃油加热系统100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，发动机具有进气口(图中未标示)，燃油加热系统100的流体出口端与发动机的进气口端连接，以使燃油加热系统100的流体出口112与发动机的进气口连通。其中，加热装置1的流体出口端与发动机的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。油泵4的进油口连通油箱3内部，比如可以通过传输管与油箱3的内部连通。油泵4的出油口端与燃油加热系统100的喷油嘴2的进油口端连接，用于将油箱3内的燃油泵4至喷油嘴2内。
上述发动机系统的发动机的启动过程如下：首先油泵4将油箱3内的燃油比如甲醇泵至喷油嘴2内；然后喷油嘴2将燃油从加热装置1的进油口1112喷射至过流孔内，外部空气也从加热装置1的进气口1111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加热装置1的流体出口112流入发动机的进气口内，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。
这里需要说明的是：在一个具体的应用示例中，前述发动机的进气口的数量为N个，N为大于1的正整数。如图5所示，前述的燃油加热系统100还包括分配器5。燃油加热系统100的流体出口端通过该分配器5与发动机的多个进气口端连接，以使燃油加热系统100的流体出口112与发动机的多个进气口连通，从而使从燃油加热系统100的流体出口112流出的混合气可以进入发动机的多个进气口内。
其中，如图6所示，上述分配器5的内部中空，且分配器5上还设有连通内部的进油口51和N个出油口52。分配器5的进油口端与燃油加热系统100的流体出口端连接，分配器5的多个出油口端分别与发动机的多个进气口端一一对应连接，以使燃油加热系统100的流体出口112与发动机的多个进气口连通。
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。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

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；其中，所述流体入口包括进气口和进油口；
喷油嘴，其出油口端与所述加热装置的进油口端连接，以使所述喷油嘴的出油口与所述加热装置的进油口连通；
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；
所述加热元件的数量为多个；相应的，所述连接口的数量也为多个，且与所述加热元件的数量相等；
其中，多个所述连接口依次沿所述过流孔的中心线方向排布，且多个所述加热元件与多个所述连接口一一对应；
所述加热元件为PTC发热体；
所述PTC发热体的插入所述过流孔内的部分与所述过流孔的內缘轮廓相适配。
2.如权利要求1所述的燃油加热系统，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；
所述第一壳体和所述第二壳体两者均内部中空，且两端开口；
所述第一壳体一端的开口作为所述的流体出口，所述第一壳体上设有所述的连接口；
所述第二壳体一端的开口作为所述的进气口，所述第二壳体上设有所述的进油口；
所述第一壳体的另一端与所述第二壳体的另一端连接，以使所述第一壳体另一端的开口与所述第二壳体另一端的开口连通；其中，所述第一壳体与所述第二壳体内部形成所述的过流孔。
3.如权利要求1所述的燃油加热系统，其特征在于，所述加热装置的流体出口端设有第一连接法兰；
和/或，所述加热装置的进气口端设有第二连接法兰。
4.一种发动机系统，其特征在于，包括：
发动机，其具有进气口；
燃油加热系统，其为权利要求1至3中任一项所述的燃油加热系统，所述燃油加热系统的流体出口端与所述发动机的进气口端连接，以使所述燃油加热系统的流体出口与所述发动机的进气口连通；
油箱；
油泵，所述油泵的进油口连通所述油箱内部，所述油泵的出油口端与所述燃油加热系统的喷油嘴的进油口端连接，用于将所述油箱内的燃油泵至所述喷油嘴内。
5.如权利要求4所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机的进气口的数量为N个，N为大于1的正整数；
所述燃油加热系统还包括分配器；
所述燃油加热系统的流体出口端通过所述分配器与所述发动机的多个进气口端连接，以使所述燃油加热系统的流体出口与所述发动机的多个进气口连通。
6.如权利要求5所述的发动机系统，其特征在于，所述分配器的内部中空，且所述分配器上还设有连通内部的进油口和N个出油口，所述分配器的进油口端与所述燃油加热系统的流体出口端连接，所述分配器的多个出油口端分别与所述发动机的多个进气口端一一对应连接，以使所述燃油加热系统的流体出口与所述发动机的多个进气口连通。
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