基于客車?yán)鋮s液的柴油油箱加熱組件設(shè)計(jì)及效果驗(yàn)證

宋家鳴

摘 要：柴油的牌號(hào)如果高于環(huán)境溫度，就可能結(jié)蠟，堵塞油路，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。柴油的凝點(diǎn)使得我們需要根據(jù)不同的環(huán)境溫度，選用適合的柴油。本文主要介紹一種基于客車?yán)鋮s液的柴油油箱加熱組件設(shè)計(jì)方法，并對(duì)使用效果進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：油箱加熱、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、效果驗(yàn)證

與汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低。因此，柴油機(jī)廣泛用于廣泛用大型汽車、土建、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、漁船、柴油發(fā)電機(jī)組和農(nóng)用機(jī)械等。同車用汽油一樣，柴油也有不同的牌號(hào)。柴油按凝點(diǎn)分級(jí)，輕質(zhì)柴油有5、0、-10、-20、-35、-50六個(gè)牌號(hào)，重質(zhì)柴油有10、20、30三個(gè)牌號(hào)。

選用柴油的依據(jù)是使用時(shí)的環(huán)境溫度。溫度在4℃以上時(shí)選用0#柴油;溫度在4℃～5℃時(shí)選用-10#柴油;溫度在-5℃～-14℃時(shí)選用-20#柴油;溫度在-14℃～-29℃時(shí)選用-35#柴油;選用柴油的牌號(hào)如果高于上述溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃油系統(tǒng)就可能結(jié)蠟，堵塞油路，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。不同牌號(hào)的柴油價(jià)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(huán)境溫度對(duì)柴油標(biāo)號(hào)的影響，特設(shè)計(jì)本組件。

1 組件設(shè)計(jì)原理概述

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)需要柴油燃燒做功，而做功的過程中又產(chǎn)生了大量的熱，汽車?yán)鋮s系統(tǒng)通過自身冷卻液的循環(huán)帶走做功產(chǎn)生的富余熱量。使發(fā)動(dòng)機(jī)維持在一個(gè)合理的溫度范圍穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻液溫度大約為75℃至85℃。通過將冷卻液引入油箱進(jìn)行循環(huán)，使用冷卻液的溫度加熱低號(hào)柴油，防止凝結(jié)（或溶解），是本文的重點(diǎn)。

2 組件主要構(gòu)成及設(shè)計(jì)

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(fā)生的隱患。本文中所設(shè)計(jì)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(tǒng)由加熱組件、副油箱、轉(zhuǎn)換閥、管路構(gòu)成。

加熱組件采用中空加內(nèi)螺旋管路設(shè)計(jì)。主棒體內(nèi)部通管路兩根。一根為燃油供給管，一根為螺旋進(jìn)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(nèi)部導(dǎo)入的冷卻液完全隔離。

內(nèi)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(jìn)行熱交換，從而升高柴油溫度，保證柴油的流通性。

全系統(tǒng)由兩個(gè)三通油閥門、一個(gè)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(hào)油箱。從主副油箱上引出油管，在合適位置安裝固定兩個(gè)三通閥門，將油管與閥門連接，并按圖示將閥門與發(fā)動(dòng)機(jī)供油、回油管連接。

找到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管路，將從加熱棒引出的管路串聯(lián)到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管路。

涼車啟動(dòng)時(shí)，三通閥門開關(guān)及供油路線如上圖所示。使用-35號(hào)油，保證車輛冷啟動(dòng)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。

3 效果驗(yàn)證

設(shè)置兩臺(tái)試驗(yàn)車，其中一臺(tái)車進(jìn)行改裝。兩車按班次安排，每日實(shí)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(duì)比如下表1：

根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，某單位50臺(tái)客車，整個(gè)冬季（0℃以下）150天使用負(fù)號(hào)油，按照每車每年節(jié)約4440元燃料費(fèi)用，整個(gè)單位合計(jì)可節(jié)約燃油成本22萬元。

4 結(jié)論

通過使用及對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)加熱效果良好，在冬季可以使用可以節(jié)約燃料成本。同時(shí)，該系統(tǒng)可以避免異常低溫天氣造成的車輛油箱內(nèi)燃油凝結(jié)、供油不暢，或因油品質(zhì)量問題凝點(diǎn)偏差導(dǎo)致的油路堵塞等問題。