CN2071259U - 尾气回收式内燃机油箱增温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型推出了一种利用柴油机尾气余热加 热柴油油箱的装置。本实用新型由主、副油箱，集热 箱及具有高导热性能的热管等部件组成。主油箱装 0号油，供柴油机正常工作用，副油箱装-35号油，供 启动前短时使用。集热箱装在主油箱的后部，热管的 吸热端装在集热箱内，散热端插入主油箱内，集热箱 与柴油机的尾气管连通。热尾烟气经过集热箱将热 管加热，并通过热管加热油箱中的柴油。

使用本实用新型可将柴油油温提高40℃以上， 使得在高寒地区(气温低于-35℃)使用0号柴油成 为可能。

Description

本实用新型涉及了内燃机燃油箱的附件。具体的说，是一种加热燃油箱柴油的增温装置，适用于以柴油为燃料的各种内燃机械。

为了保证柴油车在寒冷的冬季使用普通的柴油（低标号柴油）仍能启动和工作，现行提出了不少提高柴油箱油温的装置和方法，如专利号《85200841》给出的《一种用于加热机油的予热器》；专利号《85204988.9》给出的《柴油增温器》和专利申请号《89207576.7》公开的《柴油机柴油予热器》等，这些柴油增温器分别采用电热丝或加热元件（PTC）来电加热油箱、油路中的柴油，在－20℃左右的气温下，使用0号柴油可保证柴油车的正常工作，在一定程度上解决了柴油车的低温工作问题，但是由于这些柴油增温器一般只能将柴油增温20℃左右，柴油的标号一般也只能提高10－20号，当气温低于－25℃时，0号柴油已无法使用，因而使这些增温器使用范围和节油效果受到了限制。

本实用新型的目的在于推出一种新型高效柴油增温器，可使油箱的油温提高40～45℃，柴油的标号可提高到35号，即使用本柴油装置后，在－35℃的环境条件下，使用0号柴油可保证柴油车的正常工作，且不需要耗费车上大量的电能，可有效的解决柴油车在高寒地区的正常工作问题。本实用新型的构思是基于系统热能的综合开发和利用，充分利用柴油发动机自身排放的烟气余热来加热柴油机油箱中的柴油，节约能源，减少污染。

在本实用新型中由于启用了一种热管技术，使得利用尾气余热加热油箱成为可能和实用。热管具有良好的导热性能，其导热系数为铜、银的几百倍，能在小的温差下传递大量的热能。目前，热管技术已广泛应用到冶金、电力、锅炉、化工等行业的予热、换热上，但将热管应用到柴油车的予热上，还是鲜为人知的。

本实用新型的任务是利用烟气管道、集热箱、热管、电磁阀、温度传感器及测温控制电路等部件的配合工作来完成的。一个用于收集烟气热量的集热箱连接在燃油箱的后部（或内侧），在集热箱的一侧接有一进气管，进气管与柴油机的尾气排放管连通，并通过一电磁阀与一增设的旁路排气管接通，集热箱的另一侧接有一排气管，在集热箱内装有根据加热柴油需要选定的热管，热管的一端（吸热端）位于集热箱内，另一端（散热端）通过集热箱端面上的安装定位孔插入油箱内。柴油机工作时排放的具有一定温度的尾烟气经过集热箱的进气管引入集热箱，热烟气在集热箱内滞留、回旋后由排气管排出。进入到集热箱内的热烟气可有效的将箱内的热管加热，并可迅速传导到热管的另一端，把油箱中的柴油加热、增温，由于柴油机排放的尾气温度可高达200多度，因而足以把油箱中的柴油加热增温到需要的温度，满足在低气温下（－30～－40℃）使用0号柴油，达到仍能正常工作的要求。本实用新型是利用热管间接加热油箱，热烟气不接触油箱，因而可保证油箱加热的安全可靠。由于柴油机只有在启动工作后，才能产生排放出尾烟气，因此本实用新型在柴油机启动时是无法利用烟气来加热增温油箱的，为了解决尾气加热中的冷启动问题，本实用新型在主油箱中又增设了一个付油箱，主油箱用的是价格便宜的低标号柴油（0号油），付油箱内盛放少量仅供启动使用的高标号柴油（－35号油），冷启动时，柴油机可直接使用付油箱中凝点低的高标号柴油，〔或使用现行电加热方法增温后的中标号柴油，如（－20号油）〕。启动后，将油路转换到主油箱上，由主油箱中的已被烟气余热增温过的0号柴油维持发动机的正常工作。主、付油箱的转换是由设在油箱进出油管上的两个三通电磁或手动阀门来控制的，阀门由设在驾驶室内的开关来控制其通、断、启、闭。启动时，阀门接通付油箱油路，关闭主油箱油路，柴油机处于短时的高标号油供油状态，约5～10分钟后（此时主油箱内的0号柴油油温≥5℃）即可通过搬动控制开关，使阀门接通主油箱，关闭付油箱，柴油机则进入稳定的使用0号柴油的正常工作状态。发动机排出的热烟气进入集热箱后，通过热管的高效快速传导，可不断的将主油箱内的柴油加热增温，为了控制主油箱内的油温，使柴油处于最佳的燃烧出力状态（即20℃左右）。本实用新型在主油箱内还装有一温度传感器，温度传感器与设在驾驶室内的电子线路板组成一自动控温装置。控温装置的电子线路，实际上是通过控制一继电器的工作来控制集热箱进气管上电磁阀的位置状态，进而控制进入集热箱内的烟气量，来达到将主油箱内的油温控制在一定范围内的目的。本实用新型中，当主油箱内的油温达到（20±5）℃时，温控电路工作，电磁阀关闭集热箱的进气管，接通旁路排气管，停止对主油箱加热。除了利用发动机尾烟气对主油箱加热外，本实用新型对供油系统的油管等部位的加热，（因其用电甚微）仍可采用电加热的办法来实现。

本实用新型由于是利用发动机排放的尾烟气来加热燃油，不消耗车上电能，又减少了烟气污染，因而具有结构经济、合理，加热安全、可靠、有效，节能效果显著等优点。

本实用新型的具体实施例，由以下的附图给出：

图1为根据本实用新型制做的柴油增温装置的总体结构示意图。

图2为本实用新型集热箱的结构示意图。

图3为本实用新型的油温控制电路的电原理图。

说明：如图1、2，（1）为主油箱，（2）为付油箱，（3）为回油管，（4）为出油管，（5）、（6）为阀门，（7）为温度传感器，（8）为尾气管，（9）为电磁阀，（10）为旁路气管，（11）为进气管，（12）为集热箱，（13）为隔离板，（14）为热管，（15）为排气管，（16）为强化翅片。集热箱（12）用钢板制成，焊接在主油箱（1）的后部，并通过位于油箱后部3个安装定位孔相互连通，在集热箱（12）内装有一隔离板（13），将集热箱分成隔离室和烟室（图中未标注出）两部分，以防止热烟气渗入油箱内。在隔离板（13）上亦开有3个安装定位孔，热管（14）为3根采用丙酮作工质的钢质管件，型号为SAP－25－800（亦可用导热油做工质），热管穿过隔离板及油箱后部上的安装定位孔并焊接在定位孔上，热管的蒸发段（加热端）位于集热箱内，冷凝段（散热端）插入主油箱内，为提高热管的热交换能力，在热管上装有强化翅片（16）。集热箱的进气管（11）与汽车尾气管（8）相接，并通过电磁阀（9）与一旁路气管（10）连接，阀门（5）、（6）分别装在付油箱（2）上方的回油和出油管（3）、（4）上，用以控制主付油箱的转换，即0号油与－35号油的转换。温度传感器（7）装在主油箱内。

如图3，温控电路由测温电桥、差分放大器（S₁）、复合放大器（S₂）和继电器J组成，由车上直流电源供电。继电器J的常开触点，串接在电磁阀（9）的电源回路中，测温电桥由温度传感器（7）、电阻R₄、电阻R₈及电阻R₉、R₁₀组成，温度传感器（7）采用半导体测温元件，测温电桥各桥臂的电阻应调整到当主油箱内的油温低于某一确定值（如低于20℃）时，温度传感器所显示的阻值使得电桥平衡没输出，放大电路不导通，继电器不动作，温控电路不工作。当主油箱的油温达到20℃时，温度传感器显示的阻值下降到使电桥失去平衡，输出电信号，使后面的放大电路导通工作，继电器J得电工作，J₁吸合，使电磁阀（9）得电动作，接通旁路气管（10），关闭进气管（11），停止向集热箱（12）内输入烟气，使油箱的油温不再升高，维持在20℃左右，本实用新型的油温控制范围取20±5℃。反之，工作过程中油温低于调定值时，测温电桥又趋于平衡，电路不工作，继电器J₁断开，电磁阀（9）失电复位，关闭旁路排气管，接通进气管，主油箱继续加热增温。

根据本实用新型制做的柴油增温装置，经试验完全可实现在高寒地区（气温在低于－30～－35℃）使用0号柴油即可保证发动机正常工作的目的，节约了能源，减少了污染。

Claims (6)

1、一种柴油机燃油箱增温装置，包含有油箱、尾排气管，其特征在于：

a.在油箱的后部(或内侧)连扫有一集热箱(12)，集热箱的两侧分别接有一进气管(11)和排气管(15)，进气管与柴油机的尾气排放管(8)相连通。

b.在集热箱(12)内装有具有高导热性能的热管(14)，热管的吸热端位于集热箱内，热管的散热端通过位于集热箱与油箱连接端面上的安装定位孔插入油箱内，在热管上装有强化热交换功能的翅片(16)

c.油箱由主油箱(1)和付油箱(2)两部分组成，主油箱用以装O号柴油，付油箱用以装-35号柴油，在油箱的进出油管上装有两个三通电磁或手动阀门(5)、(6)。

2、如权利要求1所述的增温装置，其特征在于主油箱（1）内装有一温度传感器（7）。

3、如权利要求1所述的增温装置，其特征在于集热箱的进气管（11）还通过一电磁阀（9）与一旁路气管（10）相连通。

4、如权利要求1所述的增温装置，其特征在于该增温装置附设有一控制主油箱油温的电路板，电路板由测温电桥、放大器和继电器组成，测温电桥的一个桥臂上为温度传感器（7），继电器J的常开触点J₁串接在电磁阀（9）的电源电路中。

5、如权利要求1所述的增温装置，其特征在于装在主油箱和集热箱内的热管可选用工质为丙酮的钢质管，也可选用工质为导热油的钢质管。

6、如权利要求1所述的增温装置，其特征在于：在集热箱（12）内装有一层烟气隔离板（13），隔离板上开有用以穿过热管（14）的安装定位孔。

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