汽车预热系统技术研究

王茂美，夏征，牛雅丽，张京龙

（1.北京电子科技职业学院汽车工程学院，北京 100176；2.中油管道检测技术有限责任公司，河北 廊坊 065000）

汽车预热系统技术研究

王茂美1，夏征2，牛雅丽1，张京龙1

（1.北京电子科技职业学院汽车工程学院，北京 100176；2.中油管道检测技术有限责任公司，河北 廊坊 065000）

文章以实验室已有的空调试验台架为载体，通过安装和调试伟博思通车载预热系统（Thermo Top C水暖加热器），来研究和掌握相关车载预热系统的相关技术，以及加装车载预热系统的必要性。

空调实验台架；车载预热系统；Thermo Top C水暖加热器

CLC NO.:U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-58-03

引言

寒冷的冬季，尤其是冰封下雪的日子里，司机早上开车前需要用冻僵的手指刮掉车窗的冰雪。进入驾驶室内，司机也还要忍受空调长时间的预热过程。据统计，冬季大多数行车事故均发生在出发后的15分钟内，原因一般是视野受限以及低温时的驾驶操控反应时间变长。而加装车载预热系统可以避免挡风玻璃结冰，防止再次起雾和重新结冰，大大提高行车安全性。本文以实验室现有的空调实验台架为载体，安装和调试伟博思通公司生产的Thermo Top C 水暖加热器，依此来研究车载预热系统的相关技术[1]。

1、Thermo Top C水暖加热器结构及原理认知

1.1 Thermo Top C水暖加热器总成结构[2]

Thermo Top C加热器包括助燃风扇组件、控制单元/ 热交换器、燃烧器芯、以及燃烧室和一个循环泵（如图1所示）。

图1 Thermo Top C

图2 助燃风扇组

1）助燃风扇组件

助燃风扇组件包括助燃风扇、燃烧空气管路进口、燃油供应进口，助燃风扇把燃烧所需空气从燃烧空气进口输送到燃烧器芯（如图2）。

2）燃烧器罩

燃烧器罩包括冷却液进口、冷却液出口、废气出口，燃烧器罩中包纳燃烧器芯，并与控制单元/ 热交换器一起构成一个组件（如图3）。

图3 燃烧器罩

图4 燃烧器芯

3）燃烧器芯

在燃烧器芯内部，燃油散布在燃烧管燃油横截面。燃油/空气混合物在燃烧管内燃烧，加热热交换器（如图4）。

在加热器启动时，位于燃烧器芯中的电热塞/ 火焰传感器点燃油气混合物。在启动后，电热塞/火焰传感器的工作功能为火焰传感器。电热塞/ 火焰传感器的设计，是作为一个在燃烧器芯中与火焰侧相对的电阻器。

4）控制单元/热交换器

控制单元/热交换器包括控制单元、温度传感器、过热保护装置、热交换器连接器端子。控制单元/ 热交换器与燃烧器罩构成了一个组件，不得拆开。

控制单元是中央单元，确保对燃烧工作进行控制和监控。控制单元由通风软管提供通风，通风软管的路径来自于燃烧器的集气室。

热交换器把燃烧产生的热量传递到冷却液回路（如图5）。

图5 控制单元/热交换器图

图6 循环泵

5）循环泵

循环泵确保车辆和加热器冷却液回路中冷却液的循环。循环泵由控制单元启动，持续工作（如图6）。

1.2 Thermo Top C水暖加热器工作原理

1）通过控制装置激活车载预热系统（此内容将会在2.3预热装置控制方式中讲解）或者通过应用程序进行激活。

2）车载预热系统开启启动过程：从汽车油箱向车载预热系统输送燃油。车载预热系统鼓风机吸入新鲜空气。

3）燃油空气混合气被预热棒点燃，燃烧室开始升温。

4）循环泵将冷却液输送到封闭的循环回路内，通过车载预热系统，输送给汽车暖风装置的热交换器，然后输送给汽车发动机，最后又回到车载预热系统中。

5）在车载预热系统中冷却液被加热。

6）在汽车暖风装置的热交换器中发出热量并通过汽车鼓风机输送到车内空间。

7）冷却液被继续输送到汽车发动机并将发动机加热。

8）最后回到车载预热系统中，然后再重复刚才的过程，如图7所示。

图7 车载预热系统工作原理

图8 加热器主机安装位置

1.3 Thermo Top C水暖加热器控制方式[3]

1）手机遥控：进入伟博思通官方应用平台下载客户端，可控制车载预热系统。

2）数字定时器：可预设三个不同的启动时间，可提前24小时编辑设定。

3）无线电遥控器：Telestart T98具有远距离的遥控范围，开关功能简单易用。

2、Thermo Top C水暖加热器安装

2.1 加热器主机的安装

由于实验台架四边都是镂空的，无法安装主机。于是我们在台架一侧安装防护网。直接将加热器主机固定在防护网上（如图8所示）。

2.2 防冻液管路的安装

为连接加热器与发动机的连接水管，我们找加工厂专门给加工了一支架，并在内部穿孔，以连接进水管和出水管（如图9所示）。

图9 防冻液管路安装

2.3 汽油泵的安装

图10 油箱的安装

图11 数字定时器

由于空调实验台架没有油箱，于是我们购买了一小型油箱用支架固定在台架底板上，并用卡箍和油管连接好与加热器油泵的油路（如图10所示）。

2.4 数字定时器的安装

因为在台架上实验，我们省略了手机遥控器和无线电遥控器的安装，只安装了数字定时器（如图11所示）。

2.5 线路安装

最后一步就是依照电路图连接线路了，如图12所示。

图12 线路安装

3、实验验证

设备安装完毕后，我们利用数字定时器设定第二天上课前半小时（7:50）开始预热。由于此预热系统不是给封闭的驾驶室预热，而是在开放的环境下工作，所以第二天8:15上课时，我们用手感知发动机水管的温度是温热的，鼓风机出风口的温度大约为19度左右。实验证明此预热系统能够很好地给予低温环境下的汽车预热，大大提高驾驶安全性和舒适性。

[1] 长城.伟博思通车载预热系统温暖你的坐驾[J].汽车与运动, 2012, (2):122.

[2] 林有生.内燃机车新型预热系统的开发与研制[J].内燃机车,2000 (03):3.

[3] 伟博思通公司.车间维修手册[DB].

Study on vehicle preheating system

Wang Maomei1, Xia Zheng2, Niu Yali1, Zhang Jinglong1
（1.School of Automotive Engineering, Beijing Polytechnic, Beijing 100176; 2. China Petroleum Pipeline Inspection Technologies Co. Ltd, Hebei Langfang 065000）

This article mainly studied and mastered the related technology of vehicle preheating system, and the necessity of installing it, based on air conditioning test bench of laboratory, through installing and testing vehicle preheating system(Thermo Top C water heater).

conditioning test bench; vehicle preheating system; Thermo Top C water heater

U461.9

A

1671-7988 (2017)08-58-03

王茂美，就职于北京电子科技职业学院汽车工程学院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.019