商用車燃油加熱淺析

祁增祿，韓濤，趙米鵲

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

商用車燃油加熱淺析

祁增祿，韓濤，趙米鵲

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

我國國土面積遼闊，廣袤的北方地區冬季時間漫長，一年中低溫時間長達6～7個月。由于車用燃料柴油粘度與溫度的關系非常大，溫度越低則粘度越大，柴油流動性降低結蠟，嚴重的可引起柴油機燃油供給系統堵塞，從而導致發動機無法正常工作。所以在這樣的低溫氣候條件下，尋求一種柴油的加熱的方案，對提升車輛燃油經濟性及保證車輛正常運行具有極大意義。

柴油；黏度；加熱；方案

CLC NO.:U472 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-162-03

前言

柴油作為商用車發動機的主要燃料，其黏度及品質對發動機的正常運行有很大影響。某一標號柴油，粘度與外界溫度的關系非常緊密。溫度越低則柴油粘度越大，溫度越高則柴油粘度越小，柴油粘度決定著柴油的流動性，進而影響整車供油系統、發動機燃燒系統的各種性能，主要表現有以下幾方面。

1 影響供油系統性能

柴油溫度過低會直接造成柴油“掛蠟”（柴油在低溫下，會形成乳白色的粘稠狀混合物，流動性下降，會造成油路堵塞）現象發生，情況嚴重時，導致這個供油系統堵塞無法使用。

2 影響發動機的性能

供油系統管路柴油流動不暢時，柴油機會出現無法啟動運轉，或者使正在運轉的柴油機運轉不平穩、熄火等現象。車輛長期在高粘度柴油條件下運行，會對發動機零部件帶來損壞。

（1）加速高壓油泵出油閥、噴油嘴針閥等偶件的磨損。

（2）導致噴油器噴油質量差，柴油在燃燒室中燃燒不充分，造成噴油器噴嘴針閥燒死、燃燒室積碳嚴重、加速發動機活塞環、氣缸套磨損等一系列嚴重故障。

（3）柴油霧化不良導致一部分柴油沒有燃燒而進入到機油中，輕則導致機油變質，重則會因為潤滑不良導致拉缸、抱瓦等機械事故的發生。

3 影響整車經濟效益

柴油粘度上升，噴油時柴油分子間的相互作用力便增加，對噴油油束分散作用不利，因此柴油的粘度愈大，霧化愈劣；反之，粘度小，油滴平均直徑較小，容易霧化。低劣的霧化狀況導致混合氣不均勻、燃燒不完全。反之，在功率輸出不變的情況下，油溫升高燃油黏度降低，整車油耗隨之下降。

因此，柴油的黏度直接影響到整車運行的燃油經濟性。

從上面的敘述可以看出，車輛運行過程中，增加一套可行的柴油加熱方案，對提升車輛燃油經濟性及保證車輛正常運行具有極大意義。

以下通過分析介紹兩種簡單便利的燃油加熱方案，來討論柴油加熱的重要意義。兩種方案中加熱方式不同，使用要點和使用效果也有所區別。兩種方案各有利弊，在實際應用中可根據不同條件，不同需求選擇具體的加熱方案。

3.1 通過發動機冷卻液加熱燃油

整車設計中，布置不同大小兩個油箱。主油箱中加注0號柴油，副油箱根據當地環境溫度條件，加注-20#或-35#柴油。兩個油箱通過油管路及燃油換向閥和整車燃油供給系統相連。燃油換向閥可對發動機進油切換選擇，車輛在較長時間停車前5分鐘左右切換燃油換向閥，使用副油箱內的低標號柴油，從而使發動機熄火停車前整個燃油供給系統內充滿低標號的-20#或-35#柴油。當車輛再次啟動時，整個燃油供給系統的燃油不存在掛蠟凝凍現象，車輛即可順利啟動。在車輛正常運行后，冷卻系統中冷卻液達到正常溫度，然后再利用汽車運行時發動機冷卻系中冷卻液的熱能，在發動機，主油箱間增設一套熱循環系統。在主油箱內部安裝冷卻液循環換熱官網，利用發動機冷卻系中冷卻液的熱能給主油箱內的燃油加溫。

圖1 一種帶加熱管網的油量感應器

以上是一種帶加熱管網的油量感應器。油量感應器上布置冷卻液循環換熱管網，利用發動機冷卻系中冷卻液的熱能給主油箱內的燃油加溫。油量感應器應用軟管連接至發動機冷卻水循環，并通過閥門開關控制油量感應器中水循環的開合。當冬季低氣溫條件下，發動機通過副油箱低標號柴油正常啟動后，打開油量傳感器水循環加熱開關，車輛行駛運轉一段距離，待冷卻液的溫度達到正常溫度，主油箱0#柴油被加熱完全稀釋后再轉換燃油換向閥，將油路切換為主油箱，這樣就可以正常使用主油箱內被加熱稀釋后的0#柴油了。

特點：

（1）采用發動機冷卻系統冷卻液加熱燃油，環保、安全、便捷。

（2）整車系統在主、副兩個油箱的基礎上，實現油量檢測功能和加熱功能集成，只需外加一套水循環管路即可實現燃油加熱，無需對油箱等做大的改動，方便高效。

（3）0#柴油經加溫后，替代了價格更高的20#或-35#柴油，改變了低溫地區冬季行車只能用-20#或-35#柴油的現狀，大大減少了行車成本，經濟效應可觀。

（4）燃油加熱作為整個冷卻系統的換熱功能的一部分，增強了冷卻液換熱冷卻的效率，對于北方高海拔、多山多坡路段易出現水溫過高的現象有所緩解，起到了對發動機起到了保護作用，輔助提升車輛利用率，提高了車輛運營出勤率。

（5）加裝燃油加熱器，對車輛原來的冷卻系統、燃油系統的管線有改動，增加了部分的軟管，對各個管線的接頭要求密封必須緊密，特別是柴油管線的連接部位。密封不嚴會導致燃油中進入空氣，影響發動機工作。改加的軟管線用過一段時間后存在老化現象，增加了發動機出現故障的可能性，因此使用中應該經常檢查這些連接部位。

3.2 通過加熱功能油管加熱

加熱油管采用雙層耐油樹脂管，油管內腔均布電加熱絲。加熱油管通過控制器與駕駛室內操作開關相連。整個加熱系統電源與整車蓄電池相連。當外界氣溫過低時，駕駛員在駕駛室啟動動電加熱開關，加熱油管開始工作。油管加熱溫度可根據使用狀況自行設置。控制器采集油溫信號，當燃油管加熱至設定溫度時，自動停止加熱。

圖2 一種帶內加熱絲的油管

特點：

（1）即開即用，寒冷季節行車，只需在車輛啟動之前打開加熱開關，整個燃油供給系統就可以在加熱絲的作用下，持續加熱升溫，杜絕低溫環境下柴油掛蠟致使燃油系統堵塞車輛無法啟動的情況發生。

加熱控制器可設定加熱系統溫度，燃油溫度可自動控制在設定溫度范圍內。避免長時間加熱燃油過熱的問題。

（2）過電流及短路保護：當電磁線圈出現匝間短路或接插件出現短路造成 電流過大時停止加熱并報警。

（3）當整車蓄電池電壓過低（低于20V）、過高（高于30V）時，自動停止加熱工作并報警。

（4）無需加裝副油箱、油路換向閥及加裝兩種不同標號的柴油。冬季低溫條件下，仍可加注0號燃油，優化了整車布置因雙油箱帶來的局促情況。而且長期應用，經濟效益顯著。

4 結語

商用車柴油加熱對提升車輛燃油經濟性及保證車輛正常運行具有極大意義。文中分析的兩種方案加熱方式不同，使用要點和使用效果也有所區別。兩種方案各有利弊，在實際應用中可根據不同條件，不同需求選擇具體的加熱方案。燃油加熱不僅提升整車運行經濟性，而且對節約能源，治理環境污染，改善城市大氣質量具有推進意義。

[1] 王海宏.柴油發動機燃油加熱器設計與應用.[J]2012.07.

[2] 范金永,敬文博.淺談燃油液體加熱器在整車上的應用.[J]2012.07.

[3] 徐杰.燃油加熱裝置技術.[J]2011.09.

[4] 王天利,劉野.車用柴油機低溫燃油加熱系統研究[J]2013.06.

Analysis of Commercial Vehicle Fuel Heating

Qi Zenglu, Han Tao, Zhao Mique
( Shaan xi Heavy-Duty Automobile Co, Ltd, Shaanxi Xi’an 710200）

Our country has vast territory, vast northern area has long winter, the low temperature reach a length of 6-7months.The viscosity of diesel fuels is extremely due to temperature. The lower temperature, the greater viscosity, lower flowability leads to wax deposition, maybe cause a blockage in diesel supply system, the engine doesn’t work properly. So, under this condition of low ambient temperature, seeking a heating scheme for diesel oil is of great singifizance for improving the vehicle economy and ensuring the normal operation of the vehicle.

diesel; viscosity; heating; projiect

U472

A

1671-7988 (2017)15-162-03

祁增祿，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.059