CN218479871U - 大型柴油发动机外部快速加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机辅助技术领域，大型柴油发动机外部快速加热装置，加热器包括燃烧室和冷却液循环室，冷却液循环室具有冷却液输入口和冷却液输出口，冷却液循环室的输入口和输出口通过管路和循环泵与柴油发动机内部的冷却液循环通道连通，风机的输出端设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供助燃空气，燃料供给系统的输出端为雾化喷嘴，该雾化喷嘴的喷射口设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供可燃物，点火器设置在燃烧室，以使可燃物在燃烧室内点燃，燃烧室还包括与外部环境连通的排气管，本加热装置，该加热装置利用冷却液强制循环加热，较为稳定的发动机性能保障能力。

Description

大型柴油发动机外部快速加热装置

技术领域

本实用新型涉及发动机辅助技术领域，特别是大型柴油发动机外部快速加热装置。

背景技术

大功率柴油发动机在高寒、高纬度、高原等低温、少氧环境下启动困难，其自身设计的应对系统往往因各种原因出现故障，就需要由采取措施解决应急启动问题。

目前通常的做法有：

(1)热水预温法

采用软化热水作为冷却液，先向冷却系统加注40～50°的温水(让水流出缸体，以防止猛加沸水使水散热器芯管、汽缸盖发生胀裂)，然后连续加热水体逐渐升高水温进行预热。

(2)蒸汽预热法

即让蒸汽通过管道从散热器的下水管进入冷却系统，或直接进入柴油机冷却水套，用蒸汽预热柴油机汽缸体。

(3)采用外置强制循环式燃油加热器

该方法是利用随机柴油，通过燃油加热器附带的水泵将柴油机冷却系统内的冷却液抽出，经过加热器加热后再循环至柴油机汽缸内，此时汽缸、活塞、活塞环以及其它摩擦副的温度随之升高。这种方式能将柴油机汽缸体温度加热到40～50℃左右。柴油机的机油得到加热后黏度降低，柴油机的润滑条件得到改善。

(4)对入缸空气进行加热

包括：用热水直接冲烫进气管，使进入汽缸的空气得到预热，以提高压缩终了时压缩空气的温度，利于柴油点火燃烧。也可以在进气管内安装螺旋式电阻加热器，通过蓄电池供电，启动前接通电源10～30S使螺旋式电阻器发热,以加热进入汽缸的空气,提高柴油机在压缩终了时汽缸内的气体温度。

(5)加热机油以降低机油黏度

在油箱底壳安装螺旋式电阻器加热油底壳的机油，降低机油黏度，减小启动阻力。

(6)采用低温启动液辅助启动

在启动前，向柴油机进气歧管中喷入一定比例的低温启动液。利用低温启动液中的乙醚燃点低的性能达到点火目的。但是低温启动液为易燃品，并有麻醉性，在保管、运输、储存和实用中都有一定的安全隐患。

分析这些技术特点和实际应用情况，热水和蒸汽预热操作简单但是效率低，预热空气和加热机油等要求空气洁净和含氧率，油品质量匹配等，在高原高寒下的低温启动成功率不高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出的大型柴油发动机外部快速加热装置，该加热装置利用冷却液强制循环加热，较为稳定的发动机性能保障能力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

大型柴油发动机外部快速加热装置，包括风机、点火器、燃料供给系统、加热器和循环泵，其中所述加热器包括燃烧室和冷却液循环室，所述冷却液循环室具有冷却液输入口和冷却液输出口，冷却液循环室的输入口和输出口通过管路和循环泵与柴油发动机内部的冷却液循环通道连通，以使冷却液循环室和柴油发动机内部的冷却液循环通道形成冷却液循环；

所述风机的输出端设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供助燃空气；

所述燃料供给系统的输出端为雾化喷嘴，该雾化喷嘴的喷射口设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供可燃物；

所述点火器设置在燃烧室，以使可燃物在燃烧室内点燃；

所述燃烧室还包括与外部环境连通的排气管。

作为优选的，所述燃料供给系统包括燃料仓和燃烧泵，所述燃烧泵的输入端设置在燃料仓内，所述燃烧泵的输出端与雾化喷嘴的输入端连接。

作为优选的，所述排气管和风机的输入端的开口均朝向设置。

作为优选的，所述燃烧室为圆柱状，燃烧室内部形成横截面为圆形的反射式高温火焰加热区，所述冷却液循环室为包围在燃烧室外环处的管状腔室。

作为优选的，所述冷却液循环室通过管路以及快速接头与所述柴油发动机内部的冷却液循环通道连接。

作为优选的，所述大型柴油发动机外部快速加热装置还包括温度传感器、控制操作面板、控制器和执行器，其中

所述温度传感器设置在冷却液循环室内，用于测量冷却液循环室内冷却液的温度并形成温度信号；

所述执行器与所述风机、点火器和燃料供给系统信号连接，以向风机、点火器和燃料供给系统下达执行指令；

所述控制器与所述执行器和温度传感器信号连接，所述控制器接收温度传感器发送的温度信号，并根据温度信号向执行器下达控制指令，并形成工作状态信息；

所述控制操作面板与所述控制器信号连接，所述控制面板用于接收控制器的工作状态信息，并通过人工操作使控制器下达控制指令。

使用本实用新型的有益效果是：

本加热装置通过外置加热冷却液的方式并促使冷却液在发动机内快速循环的方式预热发动机，该加热装置可实现在温度极地的情况下快速预热发动机。

相较于现有技术而言，其优点主要如下：

1、利用热反射增大受热表面积以提高热能的有效利用，优化风机进气口和热交换腔的结构，提高冷却液与加热器的热交换能力，相比普通锅式外加热方式大幅度提升加热效率；

2、冷却液强制泵循环系统通过快换接头与发动机接口相联，不改变原发动机的结构，在保证管路密封的条件下，实现本装置与装备可靠、快速安装。

3、形成闭环控制体系的控制器及操作控制面板，准确、可靠地依据采集信息和设定参数自动控制循环泵、燃料泵、风机、点火器等，保证装置的安全和高效率运行。

附图说明

图1为大型柴油发动机外部快速加热装置的示意图。

图2为大型柴油发动机外部快速加热装置的内部结构示意图。

附图标记包括：

100-控制操作面板，200-控制器，210-蓄电池组，211-电源插头，300-执行器，410-风机，420-点火器，430-燃料泵，431-雾化喷嘴，440-燃料仓，500-加热器，510-循环泵，520-冷却液出口快速接头，530-集火罩，540-冷却液循环室，550-冷却液入口快速接头，560-排气管，570-温度传感器，580-进气管，600-发动机。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

如图1、图2所示，本实施例提出的大型柴油发动机外部快速加热装置，包括风机410、点火器420、燃料供给系统、加热器500和循环泵510，其中加热器500包括燃烧室和冷却液循环室540，冷却液循环室540具有冷却液输入口和冷却液输出口，冷却液循环室540的输入口和输出口通过管路和循环泵510与柴油发动机600内部的冷却液循环通道连通，以使冷却液循环室540和柴油发动机600内部的冷却液循环通道形成冷却液循环；风机410的输出端设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供助燃空气；燃料供给系统的输出端为雾化喷嘴431，该雾化喷嘴431的喷射口设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供可燃物；点火器420设置在燃烧室，以使可燃物在燃烧室内点燃；燃烧室还包括与外部环境连通的排气管560。

具体的，如图2所示，本实施例中大型柴油发动机外部快速加热装置整体为箱室结构，其中控制操作面板100设置在箱体的侧面，箱体由挂耳挂装或者通过箱体底部的支脚固定安装。

箱体内部中，风机410、控制器200和加热器500设置在箱体的底部位置，风机410具有进气管580，进气管580朝下设置，外部环境空气通过风机410强制压入到加热器500的燃烧室中，燃烧室的排气管560也朝向下方设置。

冷却液循环室540通过管路以及快速接头与柴油发动机600内部的冷却液循环通道连接。具体的，在不改变冷却液体系和发动机600结构的前提下，利用快换接头管路实现装置的快速安装，冷却液强制泵循环系统通过快换接头与发动机600相联，不改变原发动机600的结构和接口，在保证管路密封的条件下，实现本装置与需要发动机600启动的装备可靠、快速安装，其中快换接头管路包括冷却液出口快速接头520和冷却液入口快速接头550。

燃烧室为圆柱状，燃烧室内部形成横截面为圆形的反射式高温火焰加热区，冷却液循环室540为包围在燃烧室外环处的管状腔室，其内部可设置集火罩530，燃烧室针对燃烧火焰的热量分布规律，设计出新型的加热器500结构，利用热反射增大受热表面积以提高热能的有效利用。

燃料供给系统包括燃料仓440和燃烧泵，燃烧泵的输入端设置在燃料仓440内，燃烧泵的输出端与雾化喷嘴431的输入端连接。

大型柴油发动机外部快速加热装置还包括温度传感器570、控制操作面板100、控制器200和执行器300，其中

温度传感器570设置在冷却液循环室540内，用于测量冷却液循环室540内冷却液的温度并形成温度信号；执行器300与风机410、点火器420和燃料供给系统信号连接，以向风机410、点火器420和燃料供给系统下达执行指令；控制器200与执行器300和温度传感器570信号连接，控制器200接收温度传感器570发送的温度信号，并根据温度信号向执行器300下达控制指令，并形成工作状态信息；控制操作面板100与控制器200信号连接，控制面板用于接收控制器200的工作状态信息，并通过人工操作使控制器200下达控制指令。

另外，蓄电池组210通过控制器200对系统供电，蓄电池组210还具有电源插头211以对蓄电池组210供电。蓄电池组210可采用车辆自带蓄电池或者其他外接供电系统。

本加热装置基本操作过程如下：检查加热装置所用燃料、各联结接口和阀门、管路、开关的状态，保证在正常工作条件下。检查所需要启动的发动机600冷却液管路及接口状态、确认冷却液体系，保证状态完好和可用量充足。利用快换接头将本实用新型的装置联结到发动机600冷却液系统，紧固好密封接口，检查管路联结，确保可靠完好后打开装备的冷却液阀门，使之进入到加热器500冷却液循环回路。启动操作面板循环泵510按钮，确保发动机600内部冷却液和加热装置冷却液正常循环。然后启动加热按钮，加热装置将自动点火、自动加热、自动调整冷却液循环泵510的状态等，按照预热目标温度进行作业，达到发动机600启动所需要的条件后自动停机。

实施例1

对某型大功率柴油车辆在野外-22℃环境下进行预热，乙二醇体系冷却液用量为120升，目标启动温度90℃。采用-30^#柴油做燃料，利用本实用新型加热装置，按上述操作过程实施，35分钟完成加热，一次启动发动机600成功，比其他方法缩短预热时间一倍以上。

实施例2

对某型工程车在野外-18℃环境下进行预热，乙二醇体系冷却液用量为80升，目标启动温度90℃。采用-30#柴油做燃料，利用本实用新型加热装置，按上述操作过程实施，22分钟完成加热，一次启动发动机600成功，相比其他方法提高成功率2～3倍。

本加热装置，在不改变冷却液体系和发动机600结构的前提下，利用快换接头管路实现装置的快速安装，应用反射式热能高效加热技术制作加热器500，采用可编程控制器200及控制操作面板100对风机410、燃料泵430和冷却液循环泵510等进行程序化自动控制，以解决低温快速启动技术难题。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (6)

1.大型柴油发动机外部快速加热装置，其特征在于：包括风机、点火器、燃料供给系统、加热器和循环泵，其中所述加热器包括燃烧室和冷却液循环室，所述冷却液循环室具有冷却液输入口和冷却液输出口，冷却液循环室的输入口和输出口通过管路和循环泵与柴油发动机内部的冷却液循环通道连通，以使冷却液循环室和柴油发动机内部的冷却液循环通道形成冷却液循环；

所述风机的输出端设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供助燃空气；

所述燃料供给系统的输出端为雾化喷嘴，该雾化喷嘴的喷射口设置在燃烧室内，以向燃烧室内提供可燃物；

所述点火器设置在燃烧室，以使可燃物在燃烧室内点燃；

所述燃烧室还包括与外部环境连通的排气管。

2.根据权利要求1所述的大型柴油发动机外部快速加热装置，其特征在于：所述燃料供给系统包括燃料仓和燃烧泵，所述燃烧泵的输入端设置在燃料仓内，所述燃烧泵的输出端与雾化喷嘴的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的大型柴油发动机外部快速加热装置，其特征在于：所述排气管和风机的输入端的开口均朝向设置。

4.根据权利要求1所述的大型柴油发动机外部快速加热装置，其特征在于：所述燃烧室为圆柱状，燃烧室内部形成横截面为圆形的反射式高温火焰加热区，所述冷却液循环室为包围在燃烧室外环处的管状腔室。

5.根据权利要求1所述的大型柴油发动机外部快速加热装置，其特征在于：所述冷却液循环室通过管路以及快速接头与所述柴油发动机内部的冷却液循环通道连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的大型柴油发动机外部快速加热装置，其特征在于：所述大型柴油发动机外部快速加热装置还包括温度传感器、控制操作面板、控制器和执行器，其中

所述温度传感器设置在冷却液循环室内，用于测量冷却液循环室内冷却液的温度并形成温度信号；

所述执行器与所述风机、点火器和燃料供给系统信号连接，以向风机、点火器和燃料供给系统下达执行指令；

所述控制器与所述执行器和温度传感器信号连接，所述控制器接收温度传感器发送的温度信号，并根据温度信号向执行器下达控制指令，并形成工作状态信息；

所述控制操作面板与所述控制器信号连接，所述控制操作面板用于接收控制器的工作状态信息，并通过人工操作使控制器下达控制指令。

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