基于客車冷卻液的柴油油箱加熱組件設計及效果驗證

宋家鳴

遼寧虎躍（丹東）客運有限公司 遼寧省丹東市 118000

與汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低。因此，柴油機廣泛用于廣泛用大型汽車、土建、挖掘機、裝載機、漁船、柴油發電機組和農用機械等。同車用汽油一樣，柴油也有不同的牌號。柴油按凝點分級，輕質柴油有 5、0、-10、-20、-35、-50六個牌號，重質柴油有10、20、30三個牌號。

選用柴油的依據是使用時的環境溫度。溫度在4℃以上時選用0#柴油；溫度在4℃～5℃時選用-10#柴油；溫度在-5℃～-14℃時選用-20#柴油；溫度在-14℃～-29℃時選用-35#柴油；選用柴油的牌號如果高于上述溫度，發動機中的燃油系統就可能結蠟，堵塞油路，影響發動機的正常工作。不同牌號的柴油價格差異較大，每到冬季，因燃油成本升高造成車輛單車消耗增加。因此，為減小環境溫度對柴油標號的影響，特設計本組件。

1 組件設計原理概述

柴油發動機運轉需要柴油燃燒做功，而做功的過程中又產生了大量的熱，汽車冷卻系統通過自身冷卻液的循環帶走做功產生的富余熱量。使發動機維持在一個合理的溫度范圍穩定運轉。柴油發動機正常運轉時，冷卻液溫度大約為75℃至85℃。通過將冷卻液引入油箱進行循環，使用冷卻液的溫度加熱低號柴油，防止凝結（或溶解），是本文的重點。

2 組件主要構成及設計

目前市場上最多使用的多為通電原理加熱，存在因線路老化、加熱部件漏液等易發生的隱患。本文中所設計的加熱組件為物理加熱，杜絕存在的線路老化、短路等所帶來的隱患。

全套加熱系統由加熱組件、副油箱、轉換閥、管路構成。

加熱組件采用中空加內螺旋管路設計。主棒體內部通管路兩根。一根為燃油供給管，一根為螺旋進冷卻液管。

燃油供給管由加熱組件底部直通加熱組件頂部，為一根整管，與加熱棒體內部導入的冷卻液完全隔離。

內部采用螺旋管路，可以增大加熱、受熱面積，使帶有溫度的冷卻液能充分的與管路中及加熱器總成周圍的柴油進行熱交換，從而升高柴油溫度，保證柴油的流通性。

全系統由兩個三通油閥門、一個副油箱、一直加熱棒及油管、水管若干組成。

將原車的油箱出油管拆下，將加熱棒予以安裝、固定。在合適位置安裝副油箱即-35號油箱。從主副油箱上引出油管，在合適位置安裝固定兩個三通閥門，將油管與閥門連接，并按圖示將閥門與發動機供油、回油管連接。

找到發動機冷卻液管路，將從加熱棒引出的管路串聯到發動機冷卻液管路。

連接示意圖

涼車啟動時，三通閥門開關及供油路線如上圖所示。使用-35號油，保證車輛冷啟動性能。待車輛水溫上升后，加熱棒開始有效工作，加熱主油箱燃油，閥門及供油路線切換到如下圖。

涼車啟動時示意圖

正常運行時示意圖

3 效果驗證

設置兩臺試驗車，其中一臺車進行改裝。兩車按班次安排，每日實際行駛300km。百公里耗油20L，冬季0℃以下150天，0#柴油6.0元/L，-35#柴油6.5元/L，兩車具體對比如下表1：

根據實際實驗數據，某單位50臺客車，整個冬季（0℃以下）150天使用負號油，按照每車每年節約4440元燃料費用，整個單位合計可節約燃油成本22萬元。

4 結論

通過使用及對比，我們可以發現，該系統加熱效果良好，在冬季可以使用可以節約燃料成本。同時，該系統可以避免異常低溫天氣造成的車輛油箱內燃油凝結、供油不暢，或因油品質量問題凝點偏差導致的油路堵塞等問題。

表1