商用车燃油加热浅析

祁增禄，韩涛，赵米鹊

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

商用车燃油加热浅析

祁增禄，韩涛，赵米鹊

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

我国国土面积辽阔，广袤的北方地区冬季时间漫长，一年中低温时间长达6～7个月。由于车用燃料柴油粘度与温度的关系非常大，温度越低则粘度越大，柴油流动性降低结蜡，严重的可引起柴油机燃油供给系统堵塞，从而导致发动机无法正常工作。所以在这样的低温气候条件下，寻求一种柴油的加热的方案，对提升车辆燃油经济性及保证车辆正常运行具有极大意义。

柴油；黏度；加热；方案

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

前言

柴油作为商用车发动机的主要燃料，其黏度及品质对发动机的正常运行有很大影响。某一标号柴油，粘度与外界温度的关系非常紧密。温度越低则柴油粘度越大，温度越高则柴油粘度越小，柴油粘度决定着柴油的流动性，进而影响整车供油系统、发动机燃烧系统的各种性能，主要表现有以下几方面。

1 影响供油系统性能

柴油温度过低会直接造成柴油“挂蜡”（柴油在低温下，会形成乳白色的粘稠状混合物，流动性下降，会造成油路堵塞）现象发生，情况严重时，导致这个供油系统堵塞无法使用。

2 影响发动机的性能

供油系统管路柴油流动不畅时，柴油机会出现无法启动运转，或者使正在运转的柴油机运转不平稳、熄火等现象。车辆长期在高粘度柴油条件下运行，会对发动机零部件带来损坏。

（1）加速高压油泵出油阀、喷油嘴针阀等偶件的磨损。

（2）导致喷油器喷油质量差，柴油在燃烧室中燃烧不充分，造成喷油器喷嘴针阀烧死、燃烧室积碳严重、加速发动机活塞环、气缸套磨损等一系列严重故障。

（3）柴油雾化不良导致一部分柴油没有燃烧而进入到机油中，轻则导致机油变质，重则会因为润滑不良导致拉缸、抱瓦等机械事故的发生。

3 影响整车经济效益

柴油粘度上升，喷油时柴油分子间的相互作用力便增加，对喷油油束分散作用不利，因此柴油的粘度愈大，雾化愈劣；反之，粘度小，油滴平均直径较小，容易雾化。低劣的雾化状况导致混合气不均匀、燃烧不完全。反之，在功率输出不变的情况下，油温升高燃油黏度降低，整车油耗随之下降。

因此，柴油的黏度直接影响到整车运行的燃油经济性。

从上面的叙述可以看出，车辆运行过程中，增加一套可行的柴油加热方案，对提升车辆燃油经济性及保证车辆正常运行具有极大意义。

以下通过分析介绍两种简单便利的燃油加热方案，来讨论柴油加热的重要意义。两种方案中加热方式不同，使用要点和使用效果也有所区别。两种方案各有利弊，在实际应用中可根据不同条件，不同需求选择具体的加热方案。

3.1 通过发动机冷却液加热燃油

整车设计中，布置不同大小两个油箱。主油箱中加注0号柴油，副油箱根据当地环境温度条件，加注-20#或-35#柴油。两个油箱通过油管路及燃油换向阀和整车燃油供给系统相连。燃油换向阀可对发动机进油切换选择，车辆在较长时间停车前5分钟左右切换燃油换向阀，使用副油箱内的低标号柴油，从而使发动机熄火停车前整个燃油供给系统内充满低标号的-20#或-35#柴油。当车辆再次启动时，整个燃油供给系统的燃油不存在挂蜡凝冻现象，车辆即可顺利启动。在车辆正常运行后，冷却系统中冷却液达到正常温度，然后再利用汽车运行时发动机冷却系中冷却液的热能，在发动机，主油箱间增设一套热循环系统。在主油箱内部安装冷却液循环换热官网，利用发动机冷却系中冷却液的热能给主油箱内的燃油加温。

图1 一种带加热管网的油量感应器

以上是一种带加热管网的油量感应器。油量感应器上布置冷却液循环换热管网，利用发动机冷却系中冷却液的热能给主油箱内的燃油加温。油量感应器应用软管连接至发动机冷却水循环，并通过阀门开关控制油量感应器中水循环的开合。当冬季低气温条件下，发动机通过副油箱低标号柴油正常启动后，打开油量传感器水循环加热开关，车辆行驶运转一段距离，待冷却液的温度达到正常温度，主油箱0#柴油被加热完全稀释后再转换燃油换向阀，将油路切换为主油箱，这样就可以正常使用主油箱内被加热稀释后的0#柴油了。

特点：

（1）采用发动机冷却系统冷却液加热燃油，环保、安全、便捷。

（2）整车系统在主、副两个油箱的基础上，实现油量检测功能和加热功能集成，只需外加一套水循环管路即可实现燃油加热，无需对油箱等做大的改动，方便高效。

（3）0#柴油经加温后，替代了价格更高的20#或-35#柴油，改变了低温地区冬季行车只能用-20#或-35#柴油的现状，大大减少了行车成本，经济效应可观。

（4）燃油加热作为整个冷却系统的换热功能的一部分，增强了冷却液换热冷却的效率，对于北方高海拔、多山多坡路段易出现水温过高的现象有所缓解，起到了对发动机起到了保护作用，辅助提升车辆利用率，提高了车辆运营出勤率。

（5）加装燃油加热器，对车辆原来的冷却系统、燃油系统的管线有改动，增加了部分的软管，对各个管线的接头要求密封必须紧密，特别是柴油管线的连接部位。密封不严会导致燃油中进入空气，影响发动机工作。改加的软管线用过一段时间后存在老化现象，增加了发动机出现故障的可能性，因此使用中应该经常检查这些连接部位。

3.2 通过加热功能油管加热

加热油管采用双层耐油树脂管，油管内腔均布电加热丝。加热油管通过控制器与驾驶室内操作开关相连。整个加热系统电源与整车蓄电池相连。当外界气温过低时，驾驶员在驾驶室启动动电加热开关，加热油管开始工作。油管加热温度可根据使用状况自行设置。控制器采集油温信号，当燃油管加热至设定温度时，自动停止加热。

图2 一种带内加热丝的油管

特点：

（1）即开即用，寒冷季节行车，只需在车辆启动之前打开加热开关，整个燃油供给系统就可以在加热丝的作用下，持续加热升温，杜绝低温环境下柴油挂蜡致使燃油系统堵塞车辆无法启动的情况发生。

加热控制器可设定加热系统温度，燃油温度可自动控制在设定温度范围内。避免长时间加热燃油过热的问题。

（2）过电流及短路保护：当电磁线圈出现匝间短路或接插件出现短路造成 电流过大时停止加热并报警。

（3）当整车蓄电池电压过低（低于20V）、过高（高于30V）时，自动停止加热工作并报警。

（4）无需加装副油箱、油路换向阀及加装两种不同标号的柴油。冬季低温条件下，仍可加注0号燃油，优化了整车布置因双油箱带来的局促情况。而且长期应用，经济效益显著。

4 结语

商用车柴油加热对提升车辆燃油经济性及保证车辆正常运行具有极大意义。文中分析的两种方案加热方式不同，使用要点和使用效果也有所区别。两种方案各有利弊，在实际应用中可根据不同条件，不同需求选择具体的加热方案。燃油加热不仅提升整车运行经济性，而且对节约能源，治理环境污染，改善城市大气质量具有推进意义。

[1] 王海宏.柴油发动机燃油加热器设计与应用.[J]2012.07.

[2] 范金永,敬文博.浅谈燃油液体加热器在整车上的应用.[J]2012.07.

[3] 徐杰.燃油加热装置技术.[J]2011.09.

[4] 王天利,刘野.车用柴油机低温燃油加热系统研究[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

祁增禄，就职于陕西重型汽车有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.059