柴油發動機預熱器的設計

馬志宏 劉運航 李冠學 龔亮

摘 要：低溫環境下柴油發動機預熱裝置可有效輔助發動機的供油系統和正常點燃發動，本文根據柴油發動機預熱不足的問題設計一款預熱器來提高柴油發動機的運行效率，從而節約油耗，降低成本。

關鍵詞：柴油發動機;預熱器;低溫;設計

中圖分類號：TK423 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0074-02

0 前言

隨著經濟的發展，物流業成為了社會經濟的重要組成部分。目前，大貨車承擔了很大一部分的物流運輸任務[1]。大貨車多使用0#柴油，0#柴油的凝點為0℃，在冬天低溫環境下車輛啟動前發動機都需要預熱。國內現有的柴油發動機預熱裝置雖可以對柴油進行加熱，但是耗費電力，人力，時間，使用壽命短[2]。研究工作者和設計師提供了一些解決方案，如夏正強，梁澤慶在《汽車電器》中分別設計的兩款自動預熱器根據溫度高低調節預熱時間，合理分配電熱塞的通電時間[3，4];《中國設備工程》中趙陽設計的新型預熱器根據冷卻液小循環的模式進行循環加熱，減少熱量的散失等[5]，但這些設計仍存在預熱時間時間較長，預熱位置有限等缺陷。針對以上問題，本文設計的預熱裝置則可實現省時省電，省油，成本更低。

1 結構設計

預熱器作為一種熱量發生器，可以將自身產生的熱量送入到柴油機循環系統中，從而保證柴油發動機設備在低溫環境下正常工作[6，7]。

為確保預熱功能且便于裝配維護，本預熱器結構設計劃分為兩個部分，包括主體以及管路。

1.1 主體設計

預熱器主體結構如圖1所示，基于通電鐵芯增強電磁線圈磁性，通過彈簧彈力以及連桿推動活塞實現管路的切換，這種方式可有效減少油耗，電耗以及短時預熱發動機。

1.2 管路設計

管路需完成主油箱油品與副油箱油品之間的切換，如圖2所示。啟動時，預熱器先將副油箱中低凝點的柴油預熱，由第二進油管進入發動機進行供油，待整個油路達到柴油的工作溫度，電磁閥斷開，主油箱通過第一進油管供油。

1.3 三維建模

為了更直觀表達設計理念，本文采用三維建模來清晰呈現裝配圖細節，如圖3，圖4所示。

2 實際運行及討論

（1）在啟動時，先通過副油箱中的低凝點的柴油啟動車輛，不需要預熱及等待;

（2）汽車啟動后，由汽車轉軸的發電或汽車發動機產生的熱量來對第一進油管及第二進油管進行預熱，從而避免消耗電瓶的電量;

（3）在汽車的整個油路達到0#柴油的工作溫度時，再將發動機的油路從副油箱切換到主油箱，節約成本;

（4）在停車前，將發動機的進油油路切換到副油箱，回油油路依然保持在主油箱，使0#柴油完全退回到主油箱中，整個油路系統完全被副油箱中的低凝點柴油充滿。

這樣，即使在低溫環境中，整個油路系統中的柴油不會凝結，依然能夠保持在工作狀態，方便下次在低溫環境中的啟動使用。

3 結語

本文設計的柴油發動機預熱裝置能夠在預熱柴油的同時，實現主油箱油品與副油箱油品間的切換，解決了柴油發動機預熱時間長，極大降低了耗油耗電的問題。整個柴油發動機預熱裝置的結構及連接簡單，工作性能可靠，安全性好，成本較低，不影響車輛電瓶的壽命及正常使用，能夠為司機朋友帶來很大的便利。

參考文獻

[1] 李宗堂，陳海山.在低溫下貨車柴油發動機的順利起動[J].內燃機，2015（03）：46-48.

[2] 夏正強.春蘭NCL系列載貨汽車柴油發動機預熱系統[J].汽車電器，2004（02）：16-18.

[3] 梁澤慶.柴油發動機自動預熱器[J].汽車電器，2001（03）：22-23.

[4] 趙陽，張曉光，姚鳴，許寶劍.作業機預熱器的工作原理及應用[J].中國設備工程，2013（07）：53.

[5] 潘躍權.柴油發動機預熱器的數值模擬[D].浙江工業大學，2016.

[6] 王堯.重型柴油機預熱系統傳熱特性分析[D].吉林大學，2014.