CN207989187U - 一种高寒地区柴油机节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高寒地区柴油机节能系统，包括柴油发动机，主油箱，副油箱，节油泵，节温器，冷却液管，输油管顺序联接组成供油系统，设置了主油箱和副油箱，在主油箱内设置了加热装置，加热装置为密封水套状结构，中间设置有导流板，供油管从加热装置中间穿过，有效利用发动机冷却水套和尾气中的热能，有效的解决了现有技术中,气温超过‑30度，柴油在油箱或管路中结蜡，失去流动性，必须使用‑35号以上的柴油，才能适应气候的需要，造成成本升高，能耗损失增大，而采用的一种系统，实现高寒地区的冬天可以使用0号柴油的目的，可实现大幅度降低成本的目的，节能效果显著，具有良好的推广价值。

Description

一种高寒地区柴油机节能系统

技术领域

本发明属于内燃机领域，涉及柴油机，尤其涉及一种高寒地区柴油机节能系统。

背景技术

目前，全世界机车车辆燃料仍然以石油为主，大型工程车都是采用柴油作为动力燃料，柴油具有燃点较高，不易挥发，容易储存、运输的优点，但柴油会随着温度的降低凝固结蜡，流动性降低，甚至失去流动性，为了满足不同地区，特别是高海拔、高纬度的地区，冬天温度低的需求，参加了抗凝固的物质，柴油按凝固点分为6个标号：5＃柴油、0＃柴油、－10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定，5＃柴油适合于气温在8℃以上时使用；0＃柴油适用于气温在8℃至4℃时使用；－10＃柴油适用于气温在4℃至－5℃时使用；－20＃柴油适用于气温在－5℃至－14℃时使用；－35＃柴油适用于气温在－14℃至－29℃时使用；－50＃柴油适用于气温在－29℃至－44℃或者低于该温度时使用。随着标号的提高，柴油成本逐级提高，市场价格也是随着提高，在工农业生产中，使用高标号的柴油，提高了生产成本。况且，我国80%以上的地区属于温带地区，四季分明，大部分地区冬天比较寒冷，冬季比较漫长，特别是新疆、青海、西藏、东北等地冬天气温低至-35以下，需要采用-35号以上的柴油，低标号的柴油由于冬季凝固结蜡而无法使用。

中国专利CN2105558U提供了一种循环式水冷柴油机节能油箱，公开了在原柴机油箱的外壳上加设一层水套层，水套层中的温水由汽车的水箱通过保温水管提供，被降低温度的水通过回水管循环至水箱中，构成了一个循环系统、以使柴油能够充分地燃烧，达到节油的目的。其中，发动机冷却水箱中的热由水箱散热、油箱吸热和热损失组成,存在在高寒地区，由于大型机车长途行使或者工程车需要满足一定的工作时间需求燃油储存量，油箱容积均在50L以上,油箱外表积比较大,存在在环境温度-35度以下,发动机的热能需要很长时间才能化解0号柴油的结蜡,在西藏等极度严寒地区，无法化开油箱结蜡，该技术的实用范围受限。中国专利CN201220120584.2提供了一种新型柴油机节能防蜡堵供油系统，公开了选油装置它在冷车启动时选择了不含蜡质的柴油进入供油系统，保证冷车顺利启动和柴油机冷车预热阶段的运转。采用柴油机冷却液预热油滤子的装置和柴油机冷却液预热柴油管路的装置，设置有冷却液腔体，柴油机工作时热冷却液可以在冷却液腔体流动，通过柴油机冷却液预热油滤子,加热带有小固体颗粒的柴油,解决了冬天柴油结蜡,不能够完全燃烧的问题,但存在1.低标号柴油在冬天结蜡,在油管中流动性差,影响连续给油2.油箱中的选油装置,在高寒地区,低标号柴油全部结蜡的状况下失去流动性,导致无法供油,柴油机无法启动,使用环境受到限制。中国专利CN201420240315.9提供了一种新型柴油机节能预热油箱，在大油箱旁边设置了一个小油箱，开始启动机车时，使用外加热装置，柴油机工作时使用冷却水套或烟气加热小油箱的出油管，可以使入发动机的柴油在短时间内预热至规定的温度，解决了冬天寒冷气候条件下结蜡和减少能源浪费的问题。但存在在高寒气候条件下，大油箱中的柴油结蜡，无法流入小油箱，系统无法工作的状况。

在我国高寒地区的冬天，利用发动机冷却水套的热能和烟气余热，采用适当的余热加热装置，加热机车油箱中的柴油，防止柴油结蜡，失去流动性，利用低标号的柴油，降低成本，实现节能降耗，是高寒地区柴油使用领域的重要课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高寒地区柴油机节能系统，可以有效的解决现有技术中,环境超过-30度，柴油在油箱或管路中结蜡，失去流动性，必须使用-35号以上的柴油才能适应当地气候的需要，造成包括卡车、装载机的柴油机车使用成本升高，能耗损失增大，而采用的一种系统，实现高寒地区的冬天可以使用0号柴油的目的，实现大幅度降低成本、提高燃烧效率的目的，本实用新型的目的之二是有效利用发动机水箱换热产生的热量和柴油机尾气热能，减少柴油燃烧热能的排放损失，实现热能回收有效利用的节能效果。

为了实现上述目的，提供一种高寒地区柴油机节能系统，通过以下技术方案来实现：该系统包括柴油发动机，主油箱，副油箱，节油泵，节温器，冷却液管，输油管顺序联接组成供油系统，以及加热系统；主油箱内设置了加热装置，加热装置为密封水套状结构，输油管从加热装置中间穿过；设置主、副两个油箱，主油箱内储存低标号柴油，副油箱内储存高标号柴油，在高寒地区的冬天，在机车启动时，使用高标号未结蜡的柴油，发动机冷却水套温度上升至规定温度后，由节温器控制，进入主油箱的循环加热水套中，与柴油机尾气的热量一起加热主油箱中的柴油，热能交换后，温度降低的冷却液流回发动机冷却水套，再次冷却发动机水套，冷却液温度升高后再次循环加热主油箱的柴油，热烟气随着活塞做功连续加热主油箱柴油，热交换后的烟气排入大气，低标号结蜡柴油融化后，开启主油箱供有管阀门，关闭副油箱高标号柴油的供油阀门，正常工作时，柴油机可以使用低标号的柴油工作，其特征在于设置了主油箱和副油箱，在主油箱内设置了加热装置，加热装置为密封水套状结构，供油管从加热装置中间穿过，融化后带细颗粒结蜡的柴油，可以在加热装置中间进行再次加热，细颗粒结蜡可以完全融化，并且提高燃油的温度，提高柴油的燃烧效率。

上述密封水套状加热装置的中间设置有利于热交换的导流板，液体和/或气体可以按照一定的方向和轨迹流动，实现充分得热交换，提高换热效率，缩短换热时间。液体或气体在水套之间互相密封隔离，每种物质按照各自的管路进行流动，防止混合,导流板还可以使流体按照一定路线流动的过程中，延长流动的时间，降低加热装置出口的流体温度，使热交换更为充分。

上述的一种高寒地区柴油机节能系统，包括柴油发动机，主油箱，副油箱，油泵，节温器，冷却液管，输油管顺序联接组成的加热系统和供油系统。

上述的一种高寒地区柴油机节能系统，所述的加热系统包括：节温器的一端由冷却液管和发动机的冷却水套相联通，另一端与三通阀1的一端相联通，三通阀1的另一端由冷却液管和主油箱相内的加热装置的密封水套冷却液进口相联通，加热装置的冷却液出口和三通阀2相联通，三通阀2的另一端和水泵的一端相联通，水泵的另一端和发动机水套相联通。发动机启动后，随着传热的进行，发动机冷却水套里的冷却液不断升温，当温度升高至80℃时，节温器打开，通过三通阀1控制，冷却液不通过散热器，直接进入主油箱内的加热装置，加热装置与低标号柴油相互接触，进行热交换，温度降低后回到发动机水套，二次加热，再次进入加热装置，循环加热主油箱的低标号柴油。

上述的一种高寒地区柴油机节能系统，供油系统包括：节油泵的一端和发动机相联通，节油泵的进油端与三通阀3相联接，三通阀3的另外两端分别和主油箱和副油箱相联通，两端中的其中一端和加热装置相联接，穿过加热装置与主油箱相联通，节油泵的回油管分别和主油箱和副油箱的适宜位置相联通。发动机启动时，使用副油箱内未结蜡的高标号柴油，当加热装置融化了主油箱内柴油的结蜡后，关闭副油箱供油，使用主油箱的内低标号柴油，供柴油机动力燃油。

上述的一种高寒地区柴油机节能系统，三通阀1和三通阀2的第三端分别和散热器的两端相联通，通过三通阀1和三通阀2控制，冬天发动机冷却液进入所述的加热系统，夏天直接进入散热器。

上述的一种高寒地区柴油机节能系统，所述的冷却液管、输油管及尾气管线均采用保温管，防止在高寒地区的冬天热量损失，提高热利用率。

本实用新型的有益效果：提供一种高寒地区柴油机节能系统，利用柴油发动机冷却水套的热量和/或尾气预热，水套冷却液通过节温器控制到一定温度，然后进入主油箱的加热装置中，加热装置的散热，使低标号的柴油快速融化，消除冬季凝固结蜡，有效利用了发动机冷却热能，实现余热有效利用；主油箱中的供油管从加热装置中间穿过，可以快速的吸收加热装置的热量，使吸入供油管的小颗粒状的结蜡完全融化并提高油温，提高柴油的雾化效果，保证燃烧充分，达到节能的效果，低标号0#柴油融化结蜡后，通过三通阀控制，关闭副油箱高标号供油，使用主油箱低标号的柴油；利用尾气烟气的余热，可以和冷却液同时使用，通过加热装置，与低温结蜡柴油进行热交换，使在北方寒冷冬季结蜡的柴油融化。在柴油机启动时使用未结蜡的柴油，使用余热加热装置，低标号结蜡很快融化后，正常工作时，使用低标号柴油，在夏天，利用三通和散热器联通，加热系统不投入工作系统中，不影响柴油机才使用。该系统可以实现对柴油机燃烧产生热能的有效回收利用，利用余热加温，改变了常规柴油机系统冬天一直使用高标号柴油，实现大幅节能和降低生产成本的目的，具有很好的推广价值。

上述的高标号柴油常用-35#，低标号柴油常用0#。

附图说明

图1是本发明的工艺示意图，图2与图3是本发明加热装置的结构示意图；

其中：1、散热器；2、三通阀1；3、三通阀2；4节温器；5水泵；6、水套；7、节油泵；8、油滤子；9、油水分离器；10三通阀3；11、进油管；12、加热装置；13、主油箱；14、副油箱；15、发动机；16、三通阀4;17、冷却液进口；18、冷却液出口；19、加热套1；20、导流板；21、加热套2；22、烟气进口；23、烟气出口。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2和附图3给出的具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

一种高寒地区柴油机节能系统，包括柴油发动机，主油箱，副油箱，节油泵，节温器，冷却液管，输油管顺序联接组成供油系统，设置了主油箱和副油箱，加热系统包括发动机15、水套6、节温器4、2三通阀1、主油箱13、加热装置12、三通阀3、水泵5顺序联接组成；供油系统包括节油泵7、油滤子8、油水分离器9、10三通阀3、主油箱13、副油箱14、16阀门4顺序联接组成。

本实用新型工作过程如下：在我国北方高寒地区的冬天，柴油机启动前，关闭主油箱13的三通阀3，使用副油箱14未结蜡的-35号柴油，启动节油泵7，-35号柴油从副油箱14经过三通阀10，流过油水分离器9除去油中所含水分，再经过油滤子8过滤油中的固体颗粒状杂质，通过节油泵7计量进入发动机进行燃烧，多余的柴油通过回油16三通阀4进入副油箱14，发动机启动后，柴油燃烧产生的热能快速传递给发动机15的水套6，冷却液温度升高，节温器4控制冷却液至80℃时，打开水泵5，冷却液开始流出冷却水套6，由2三通阀1控制进入主油箱13中的加热装置12的19加热套1中，冷却液通过冷却液进口17进入加热装置，通过导流板20按照一定的方向和速度在流动的过程中，进行热交换，热交换后从加热装置12的冷却液出口18，流回3三通阀2，通过水泵5流入发动机水套6吸热，然后又通过水泵5的抽吸，经过节温器4流出，进入主油箱13中的加热装置12中，循环流动加热主油箱内的0#号柴油，直至融化主油箱13内0#柴油的结蜡，用10三通阀3关闭副油箱14的供油，打开10三通阀3，节油泵7开始抽取主油箱中的0#柴油，进油管11从加热装置12中间通过，细颗粒的结蜡在流动过程中融化，防止颗粒堵塞吸油管，也可以提高油温，提高燃烧效率，融化后的柴油通过10三通阀3，油水分离器9，和油滤子8，分离其中的水分和颗粒物后，经过节油泵7计量进入发动机15进行燃烧，多余的燃油流回16三通阀4进入主油箱13。这样，在高寒地区的冬天，柴油机在启动预热过程中使用副油箱14的-35#柴油，工作过程中使用主油箱13中的0#柴油。夏天通过调节2三通阀1和3三通阀2，使冷却液进入散热器1中进行散热，不使用加热装置，供油系统采用主油箱的供油系统，满足全年任何季节柴油机的使用。见附图1和附图2。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于（见图3）：在附图2的基础之上，在19加热套1的外部增加了21加热套2，引入发动机15燃烧后的尾气，从21加热套2的烟气进口22进入21加热套2，与加19热套1中的冷却液公同释放的热量加热主油箱13，使其内的0#柴油快速融化，热量交换后，温度降低的废烟气从21加热套2的烟气出口23排出，实现柴油机的全部热能的回收利用。

Claims (5)

1.一种高寒地区柴油机节能系统，其特征在于包括柴油发动机，主油箱，副油箱，节油泵，节温器，冷却液管，输油管顺序联接组成供油系统，以及加热系统；主油箱内设置了加热装置，加热装置为密封水套状结构，输油管从加热装置中间穿过。

2.如权利要求1所述的一种高寒地区柴油机节能系统，其特征在于在加热装置的中间设置有利于热交换的导流板。

3.如权利要求1所述的一种高寒地区柴油机节能系统，其特征在于加热系统包括：节温器的一端由冷却液管和发动机的冷却水套相联通，另一端与三通阀1的一端相联通，三通阀1的另一端由冷却液管和主油箱相内的加热装置的密封水套冷却液进口相联通，加热装置的冷却液出口和三通阀2相联通，三通阀2的另一端和水泵的一端相联通，水泵的另一端和发动机水套相联通。

4.如权利要求1所述的一种高寒地区柴油机节能系统，其特征在于供油系统包括：节油泵的一端和发动机相联通，节油泵的进油端与三通阀3相联接，三通阀3的另外两端分别和主油箱和副油箱相联通，两端中的其中一端和加热装置相联接，穿过加热装置与主油箱相联通，节油泵的回油管分别和主油箱和副油箱的适宜位置相联通。

5.如权利要求1、2任一所述的一种高寒地区柴油机节能系统，其特征在于三通阀1和三通阀2的第三端分别和散热器的两端相联通。