CN1263988A - 储热式变气道进气预热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种储热式变气道进气预热器,包括外壳、储能换热器和组合发热体。储能换热器与组合发热体相互间隔用铆钉串接后成为机芯,安装于壳体内,两组发热体之间的储能换热器的中隔板上设有可启闭活门。本发明的预热器,可使发动机在－45℃下可靠起动。而且对发动机性能不会发生不良影响。由于采用储能方式工作,预热器起动时能提供足够的热气,使发动机着火充分,排出有害气体减少。

Description

储热式变气道进气预热器
本发明涉及一种储热式变气道进气预热器，是有关柴油机低温起动的一种辅助装置。采用储能方式可改变进气流向配以组合发热体的进气预热装置，属柴油发动机技术领域。
已有的一种柴油机进气预热装置“热敏陶瓷低温进气预热起动器”，其结构如图1所示。1、加热腔；2、连接螺栓；3、外壳；4、第一级热敏陶瓷加热器；5、第一级环形热交换片；6、隔板；7、第二级热敏陶瓷加热器；8、第二级环形热交换片；9、绝热环；10、加热腔；11、导热柱；12、传感器信号端子；13、电源线端子；14、温度传感器。
该装置安装在空气滤清器与发动机进气歧管之间，导热柱共12根，沿圆周均布。接通电源时，热敏陶瓷加热器4，7发热，并很快达到额定温度，同时把热量传导到环形热交换片5，8上，当热交换片的温度也达到额定温度时，温度传感器14把信号传递到控制单元，发出声光显示，表明预热结束，可以起动发动机，加热过程是：空气经空滤器进入加热腔1，在绝热环9和隔板6的导流作用下，气流经第一级环形热交换器并被加热，随后热气流进入第二级环形热交换器再次被加热，之后进入加热腔10，最后经进气管进入发动机气缸。试验证明该装置可使柴油机在-30℃下可靠起动，其不足之处是：①、预热起动方式采用实时加热方式，即预热到额定温度(时间)后立刻起动发动机，起始加热量小，温度低，持续加热能力弱；②、热交换器表面积小，转换效率低，本身质量比较小不具有热能储备能力，所以热量不集中；③、该装置由中间隔板分为两个加热腔，气流需绕隔板方能进入发动机，在预热起动阶段不存在问题，但在起动后的正常工作状态下，隔板会产出进气阻力，使发动机效率下降，油耗增加。
本发明的目的是设计一种储热式变气道进气预热器，针对已有技术不足，提出一种新的预热模式“储热—换热”工作模式。根据这一原理设计一种全新概念的柴油机低温起动预热器。采用大质量大表面积储能换热器，组合发热体为发热部件，设置直通工作气道和环形加热气道，由中置可调活门来改变气流方向，解决-40℃以下低温柴油机起动，降低冷起动时有害气体排放，不会对发动机性能(功率、油耗)产生不良影响。
本发明设计的储热式变气道进气预热器，包括外壳、储能换热器和组合发热体。储能换热器与组合发热体相互间隔用铆钉串接后成为机芯，安装于壳体内，通过机芯两端的储能换热板固定在外壳两端部的绝热胶圈上，储能换热器由园环形储能换热板与园环形垫片相互叠压而成，并用装配螺钉与组合发热体相对固定，两组发热体之间的储能换热器的中隔板上设有可启闭活门。组合发热体由发热元件和绝缘绝热材料组成。壳体的中框为绝缘体，绝缘体上装有电源端子和活门启闭控制手柄。
本发明设计的储热式变气道进气预热器，具有以下优点和效果：
1、由于采用大质量面积的储能换热器，在预热期间，发热体产生的热能一部分储存在换热器内，另一部分通过换能器大面积表面加热本体腔内和相邻管道内空气，为发动机起动预先储备一定量的热空气，在起动时表现为热气充足温度高，比前者已有技术出口温度高出80℃，加热持续时间高出30倍。可使发动机在-45℃下可靠起动。
2、设置环形加热气道和直通工作气道，通过调节活门改变气流流向，预热起动时关闭活门，气流经环形加热气道，起动成功后发动机进入正常工作状态可打开活门，气流经直通气道进入气缸，这样一种工作方式对发动机性能不会发生不良影响。
3、组合式发热体采用多个发热元件并联工作，由绝缘绝热材料分割成独立工作区，使发热元件工作可靠性提高。
4、由于采用储能方式工作预热器起动时能提供足够的热气，使发动机着火充分，排出有害气体减少。
附图说明：
图1是已有技术结构示意图
图2是本发明的结构示意图
图3和图4分别为活门作用原理示意图。
下面结合附图详细介绍本发明的一个实施例。图2中，21、三角形垫片，  22、直通气道，23、绝缘绝热材料，24、绝热胶圈，25、储能换热器，26、组合发热体，27、电源端子，28、中隔板，29、环形气道，30、接地端子，31、活门，32、预热器外壳，33、铆钉，34、装配螺钉，35、发热元件，36、预热器外壳中框，37、活门控制柄，38、外壳装配螺钉，39、储能换热板。
如图2所示，本发明设计的储热式变气道进气预热器，包括外壳32、储能换热器25和组合发热体26。储能换热器25与组合发热体26相互间隔用铆钉33串接后成为机芯，安装于壳体内，通过机芯两端的储能换热板39固定在外壳两端部的绝热胶圈24上，储能换热器25由圆环形储能换热板39与圆环形垫片21相互叠压而成，并用装配螺钉34与组合发热体26相对固定，两组发热体之间的储能换热器的中隔板28上设有可启闭活门31。组合发热体由发热元件35和绝缘绝热材料23组成。壳体的中框36为绝缘体，绝缘体上装有电源端子27和活门启闭控制手柄37。
预热器通过适配接口安装在空气滤清器和发动机进气管之间，通过控制机构调节活门启闭。预热时通过电源端子27，接地端子30，接通电源，组合发热体26，产生热且温度迅速上升，同时将热量传导到储能换热器25，被加热的储能换热器通过散热面加热腔体内和相邻管道内空气。当换热器温度升高到额定温度并保持恒定，这时所需时间为预热时间。当预热结束时，储能换热器本身积蓄相当热能，同时管道内也有相当部分空气被加热，这一状态和前面已有技术(实时加热)有本质区别。预热结束后，关闭活门31。起动发动机，冷空气经空气滤清器进入预热器，出于活门31，中隔板28阻隔，气流在储能换热器散热片导流下进入环形道29，完成热交换，见图4，加热后的热空气最后进入发动机，由于充足的热气作用，保证了柴油机顺利起动，起动正常后将活门31打开，外部空气进入直通工作气道22，见图3。

Claims (1)

1、一种储热式变气道进气预热器，其特征在于，该预热器包括外壳、储能换热器和组合发热体；所述的储能换热器与组合发热体相互间隔用铆钉串接后成为机芯，安装于壳体内，通过机芯两端的储能换热板固定在外壳两端部的绝热胶圈上，所述的储能换热器由园环形储能换热板与园环形垫片相互叠压而成，并用装配螺钉与组合发热体相对固定，两组发热体之间的储能换热器的中隔板上设有可启闭活门；所述的组合发热体由发热元件和绝缘绝热材料组成；所述的壳体的中框为绝缘体，绝缘体上装有电源端子和活门启闭控制手柄。
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