柴油发动机预热器的设计

马志宏 刘运航 李冠学 龚亮

摘 要：低温环境下柴油发动机预热装置可有效辅助发动机的供油系统和正常点燃发动，本文根据柴油发动机预热不足的问题设计一款预热器来提高柴油发動机的运行效率，从而节约油耗，降低成本。

关键词：柴油发动机;预热器;低温;设计

中图分类号：TK423 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）06-0074-02

0 前言

随着经济的发展，物流业成为了社会经济的重要组成部分。目前，大货车承担了很大一部分的物流运输任务[1]。大货车多使用0#柴油，0#柴油的凝点为0℃，在冬天低温环境下车辆启动前发动机都需要预热。国内现有的柴油发动机预热装置虽可以对柴油进行加热，但是耗费电力，人力，时间，使用寿命短[2]。研究工作者和设计师提供了一些解决方案，如夏正强，梁泽庆在《汽车电器》中分别设计的两款自动预热器根据温度高低调节预热时间，合理分配电热塞的通电时间[3，4];《中国设备工程》中赵阳设计的新型预热器根据冷却液小循环的模式进行循环加热，减少热量的散失等[5]，但这些设计仍存在预热时间时间较长，预热位置有限等缺陷。针对以上问题，本文设计的预热装置则可实现省时省电，省油，成本更低。

1 结构设计

预热器作为一种热量发生器，可以将自身产生的热量送入到柴油机循环系统中，从而保证柴油发动机设备在低温环境下正常工作[6，7]。

为确保预热功能且便于装配维护，本预热器结构设计划分为两个部分，包括主体以及管路。

1.1 主体设计

预热器主体结构如图1所示，基于通电铁芯增强电磁线圈磁性，通过弹簧弹力以及连杆推动活塞实现管路的切换，这种方式可有效减少油耗，电耗以及短时预热发动机。

1.2 管路设计

管路需完成主油箱油品与副油箱油品之间的切换，如图2所示。启动时，预热器先将副油箱中低凝点的柴油预热，由第二进油管进入发动机进行供油，待整个油路达到柴油的工作温度，电磁阀断开，主油箱通过第一进油管供油。

1.3 三维建模

为了更直观表达设计理念，本文采用三维建模来清晰呈现装配图细节，如图3，图4所示。

2 实际运行及讨论

（1）在启动时，先通过副油箱中的低凝点的柴油启动车辆，不需要预热及等待;

（2）汽车启动后，由汽车转轴的发电或汽车发动机产生的热量来对第一进油管及第二进油管进行预热，从而避免消耗电瓶的电量;

（3）在汽车的整个油路达到0#柴油的工作温度时，再将发动机的油路从副油箱切换到主油箱，节约成本;

（4）在停车前，将发动机的进油油路切换到副油箱，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，整个油路系统完全被副油箱中的低凝点柴油充满。

这样，即使在低温环境中，整个油路系统中的柴油不会凝结，依然能够保持在工作状态，方便下次在低温环境中的启动使用。

3 结语

本文设计的柴油发动机预热装置能够在预热柴油的同时，实现主油箱油品与副油箱油品间的切换，解决了柴油发动机预热时间长，极大降低了耗油耗电的问题。整个柴油发动机预热装置的结构及连接简单，工作性能可靠，安全性好，成本较低，不影响车辆电瓶的寿命及正常使用，能够为司机朋友带来很大的便利。

参考文献

[1] 李宗堂，陈海山.在低温下货车柴油发动机的顺利起动[J].内燃机，2015（03）：46-48.

[2] 夏正强.春兰NCL系列载货汽车柴油发动机预热系统[J].汽车电器，2004（02）：16-18.

[3] 梁泽庆.柴油发动机自动预热器[J].汽车电器，2001（03）：22-23.

[4] 赵阳，张晓光，姚鸣，许宝剑.作业机预热器的工作原理及应用[J].中国设备工程，2013（07）：53.

[5] 潘跃权.柴油发动机预热器的数值模拟[D].浙江工业大学，2016.

[6] 王尧.重型柴油机预热系统传热特性分析[D].吉林大学，2014.