CN217558452U - 一种用于柴油发动机低温起动的预热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及柴油机低温起动技术领域，具体为一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，三通管本体的第一端口和第二端口分别与柴油发动机进气端和中冷器总成的出气端相连通，三通管本体的第三端口与空气加热器的出气端相连通，柴油发动机的增压器出气端经由连接管路与中冷器总成的进气端相连通，两个控制阀分别设置于靠近第二端口和第三端口的管体上。解决了柴油发动机在寒冷环境地区使用，当环境温度在‑40℃及以下时，柴油发动机起动困难的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及柴油机低温起动技术领域，具体为一种用于柴油发动机低温起动的预热装置。
背景技术
军用越野车和工程机械经常在低温环境地区使用，当环境温度低于-40℃时，柴油发动机冷机起动就会非常困难。通常柴油机在起动前需要采用液体加热器(俗称“锅炉”)加热发动机缸体内的冷却液，提高柴油机燃烧室内的温度从而提升低温下柴油的可燃性。
使用“锅炉”一般需要加热20～30分钟，使得冷却液温度升至+20℃以上才可以满足起动要求。由于低温环境下冷却液升温很慢，导致发动机在短时间内难以起动，整车在低温环境下机动响应差，接到任务时短时间无法起动导致任务不能执行。
传统的越野车大部分都采用柴油发动机，柴油发动机一般在靠近进气歧管的部位装有进气预热格栅，依靠蓄电池的电能来加热进气预热格栅提高进入燃烧室的空气温度，提升柴油发动机起动性能。在-10℃至-35℃环境下起动柴油发动机时，进气预热格栅会提前加热15～50秒，起动过程中外界空气通过进气预热格栅表面被电阻丝加热，提高了进入燃烧室内的进气温度，能够有效提升柴油机起动性能。柴油机采用这种方法起动时间短、操作方便，缺点是一般只能在-35℃以上的环境中使用，当温度低于-40℃时仍然无法满足柴油机起动要求。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，用以解决柴油发动机在寒冷环境地区使用，当环境温度在-40℃及以下时，柴油发动机起动困难的问题。
本实用新型提供一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，包括空气加热器、中冷器总成、三通管本体以及控制阀，所述三通管本体的第一端口和第二端口分别与所述柴油发动机进气端和所述中冷器总成的出气端相连通，所述三通管本体的第三端口与空气加热器的出气端相连通，所述柴油发动机的增压器出气端经由连接管路B与所述中冷器总成的进气端相连通，两所述控制阀分别设置于靠近第二端口和第三端口的管体上，当两个所述控制阀分别控制第三端口开启和第二端口关闭时，经由所述空气加热器加热的热空气依次经由第三端口、第一端口输送至柴油发动机内，当两个所述控制阀分别控制第三端口关闭和第二端口开启时，所述柴油发动机与中冷器总成之间形成循环通路。
作为优选，所述空气加热器包括壳体，以及设置于壳体内部的燃烧室和负压风机，所述壳体的出气端与所述第三端口固定连接，所述负压风机用于将冷空气经由壳体进气端抽送至壳体内部，所述燃烧室用于燃烧柴油并对负压风机吸入的冷空气进行加热。
作为优选，所述燃烧室的外壁上设置有与燃烧室内部相连通的燃油输送管、助燃空气输送管以及废气输出管，所述燃烧室的外壁与壳体的内壁之间形成有空气加热空间。
作为优选，所述空气加热器的壳体的进气端连接有滤清器。
作为优选，所述空气加热器加热的气体温度不低于50℃。
作为优选，所述空气加热器上设置有预热控制器。
作为优选，所述三通管本体整体呈T形结构，其中，所述三通管本体的第一端口和第二端口的中心位于同一轴线上。
作为优选，所述柴油发动机为增压中冷型柴油发动机。
作为优选，所述柴油发动机为增压柴油发动机。
作为优选，所述连接管路B的材质为不锈钢。
作为优选，所述控制阀为电磁阀或者单向阀。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，通过空气加热器加热外部的低温空气，并将加热后的热空气通入到柴油发动机内，使得进入柴油发动机内的进气温度升高，可有效地提高柴油发动机在低温环境下的起动能力，当环境温度在-40℃及以下时，本方案的柴油发动机通常在五分钟内可以完成起动，能够实现柴油发动机低温快速起动，极大地改善了整车在低温环境下的适应性和机动性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型一种用于柴油发动机低温起动的预热装置的结构示意图；
图2是本实用新型空气加热器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本专利方案的一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种用于柴油发动机低温起动的预热装置,主要用于环境温度在-40℃及以下的寒冷地区使用，辅助柴油发动机能够在较短的时间起动。
在本具体实施例中，本实用新型提供了一种用于柴油发动机低温起动的预热装置,包括空气加热器1、中冷器总成2、三通管本体3以及控制阀4，三通管本体3的第一端口31和第二端口32分别与柴油发动机A进气端和中冷器总成2的出气端相连通，三通管本体3的第三端口33与空气加热器1的出气端相连通，柴油发动机A的增压器出气端经由连接管路B与中冷器总成2的进气端相连通，两控制阀4分别设置于靠近第二端口32和第三端口33的管体上。
具体地，柴油发动机A为增压中冷型柴油发动机，柴油发动机的增压器出气端经由连接管路B与中冷器总成2的进气端相连通，其中，连接管路B的材质为不锈钢。
在实际使用过程中，当柴油发动机在环境温度-40℃及以下的寒冷地区工作时，可通过两控制阀4分别控制第三端口33开启和第二端口32关闭，开启空气加热器1，空气加热器1将-40℃的低温空气加热到50℃及以上时，热空气依次经由第三端口33、第一端口31输送至柴油发动机A内，保证了柴油发动机A在低温环境中能够较快起动；同时，当柴油发动机A起动后，两控制阀4分别控制第三端口33关闭和第二端口32开启，柴油发动机A与中冷器总成2之间便可形成循环通路，通过中冷器总成2吸入增压器压气机输送的新鲜空气。
需要说明地是，空气加热器1为现有技术中的一种常用设备，其主要是对气体流进行加热的加热设备，因此不限于某一种特定的结构。
在本具体实施例中，空气加热器1包括壳体11，以及设置于壳体11内部的燃烧室12和负压风机13，壳体11的出气端与第三端口33固定连接，负压风机13用于将冷空气经由壳体11进气端抽送至壳体11内部，燃烧室12用于对冷空气进行加热，其中，燃烧室12内设置有点火塞，燃烧室12的外壁上设置有与燃烧室12内部相连通的燃油输送管122、助燃空气输送管121以及废气输出管123，燃烧室12的外壁与壳体11的内壁之间形成有空气加热空间，经由燃油输送管122输送至燃烧室12柴油被点火塞点燃，燃烧产生的热量对冷空气加热使其升温。
在一种实施例中，空气加热器1从点火到正常工作需要三分钟，之后可以逐渐升温将-40℃的空气加热至+50℃以上，此时可以起动柴油发动机，柴油发动机完成低温空气加热和起动过程只需要五分钟，显著地提高了柴油发动机的低温起动性能。
其中，使用空气加热器1与进气格栅加热器相比，不仅可以节约蓄电池电能，还可以降低重量、节约柴油发动机的成本，采用空气加热器1后，实现一次低温起动仅消耗柴油0.05升，加热五分钟的过程中平均用电量小于8A，可以降低低温下蓄电池用电消耗量。
在上述方案的基础上，空气加热器1上设置有预热控制器14，预热控制器14上设置有温度传感器，通过预热控制器14设定好预热温度，使空气加热器1对冷空气进行预热升温，当预热控制器14监测到空气加热后温度高于50℃时，预热控制器14便提示可以起动柴油发动机A，柴油发动机A在低温起动过程中，持续吸入加热后的热空气，更容易实现低温起动。
需要说明地是，当柴油发动机A低温起动成功后，预热控制器14便控制空气加热器1停止工作，并且两控制阀4分别控制第三端口33关闭和第二端口32开启，柴油发动机A与中冷器总成2之间便可形成循环通路。关闭的控制阀4保持密封，避免中冷器总成2流入到柴油发动机A的空气泄漏至空气加热器1的一侧，保证柴油发动机A正常工作。
在本具体实施例中，中冷器总成2为一种常用的汽车零件，需要说明地，中冷器总成2一般只有在安装了增压器的车才能看到，因为中冷器总成2实际上是涡轮增压的配套件，其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。
对于增压柴油发动机来说，中冷器总成2是增压系统的重要组成部件，无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在柴油发动机的进气端，以及柴油发动机的增压器压气机出气端之间安装中冷器总成2。
在本具体实施例中，三通管本体3整体呈T形结构，其中，三通管本体3的第一端口31和第二端口32的中心位于同一轴线上。
需要说明地是，控制阀4为电磁阀或者单向阀。当控制阀4为单向阀，在安装时，确保第三端口33的热空气只能经由第一端口31输送至增压柴油发动机A内，第二端口32通过单向阀与第一端口31之间单向连通。
在上述方案的基础上，壳体11的进气端连接有空气滤清器5，空气滤清器5的过滤精度需要满足空气加热器和柴油发动机使用要求，滤清器的阻力满足空气加热器1的进气阻力要求。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，通过空气加热器加热外部的低温空气，并将加热后的热空气通入柴油发动机进气管路中，使得进入柴油发动机的燃烧室内进气温度升高，可以有效地提高柴油发动机在低温环境下的起动能力，当环境温度在-40℃时，本方案的柴油发动机通常在5分钟内可以完成起动，能够实现柴油发动机低温快速起动，极大地改善了整车在低温环境下的适应性和机动性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，包括空气加热器、中冷器总成、三通管本体以及控制阀，所述三通管本体的第一端口和第二端口分别与所述柴油发动机进气端和所述中冷器总成的出气端相连通，所述三通管本体的第三端口与空气加热器的出气端相连通，所述柴油发动机的增压器出气端经由连接管路B与所述中冷器总成的进气端相连通，两所述控制阀分别设置于靠近第二端口和第三端口的管体上，当两所述控制阀分别控制第三端口开启和第二端口关闭时，经由所述空气加热器加热的热空气依次经由第三端口、第一端口输送至柴油发动机内，当两所述控制阀分别控制第三端口关闭和第二端口开启时，所述柴油发动机与中冷器总成之间形成循环通路。
2.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述空气加热器包括壳体，以及设置于壳体内部的燃烧室和负压风机，所述壳体的出气端与所述第三端口固定连接，所述负压风机用于将冷空气经由壳体进气端抽送至壳体内部，所述燃烧室用于燃烧柴油并对负压风机吸入的冷空气进行加热。
3.根据权利要求2所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述燃烧室的外壁上设置有与燃烧室内部相连通的燃油输送管、助燃空气输送管以及废气输出管，所述燃烧室的外壁与壳体的内壁之间形成有空气加热空间。
4.根据权利要求2所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述空气加热器的壳体的进气端连接有空气滤清器。
5.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述空气加热器加热的气体温度不低于50℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述空气加热器上设置有预热控制器。
7.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述三通管本体整体呈T形结构，其中，所述三通管本体的第一端口和第二端口的中心位于同一轴线上。
8.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述柴油发动机为增压中冷型柴油发动机。
9.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述连接管路B的材质为不锈钢。
10.根据权利要求1所述的一种用于柴油发动机低温起动的预热装置，其特征在于，所述控制阀为电磁阀或者单向阀。
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