一种柴油皮卡车低温启动方案设计及功率计算

2022-06-05梁喜照

内燃机与配件 2022年10期

0 引言

众所周知，我国幅员辽阔，南北跨度大，地区气候温差较大，北方地区冬季温度会低至-20—-40 ℃以下，且时间漫长。在此温度条件下，柴油皮卡车的低温启动问题将是设计的一个主要方面。现阶段车辆低温启动

主要有三种方式，即加注冷启动液、火焰预热启动、燃油加热器加热系统启动，其特点如下。

a)加注冷启动液启动。冷启动液是一种含有乙醚等低挥发点的辅助启动燃料，可改善柴油机低温启动性能，但要注意不能多加，以免引起柴油机工作粗暴。

b)火焰预热启动。火焰预热装置的最低工作温度为- 40 ℃，工作过程为电子自动控制。火焰预热装置通过燃油管向电热塞供油，进行火焰预热启动。火焰预热启动只是对燃烧室进行预热，而机体、汽缸、机油温度还是很低的，因此，这种方式启动后切忌加大油门运转，否则易加剧配合件的磨损。

c)燃油加热器加热系统

。这种低温启动方式是通过燃油加热器对发动机的冷却液进行加温，这种低温启动方式，能将发动机机体温度加热，此时机油的粘稠度降低。发动机在低温条件下润滑条件改善，使发动机顺利启动。燃油加热器加热系统是柴油发动机低温启动最好的方案之一。现以上汽大通柴油机皮卡车为例，阐述YJH-Q10/1(电压12V,功率10kW)在柴油机汽车上的布置方案及功率选型计算。

1 燃油加热器在柴油机皮卡车上的布置

在布置燃油加热器时，应根据不同车辆的底板结构进行布置，液体燃油加热器一般布置在车外，布置过程注意燃油加热器系统不是车辆底板的最低点，防止车辆行进过程中异物碰触，同时远离车辆转动部件与发热部件进行安装、固定。循环管路系统在布置过程中要求：燃油加热器及水泵位置处于整个循环最低点，循环系统中冷却液不少于3.5L，循环管路中流量不少于250L/h。油路系统布置过程要求油泵出油口方向向上，并且管路接头紧固可靠。加热器主线束连接加热器与开关，布置在汽车底盘及汽车驾驶员仪表台附近，每隔300 mm用帮线固定一下，同时避开发热元件。

1.1 燃油加热器系统布置方案

燃油加热器在整个低温启动系统布置时，燃油加热器的水泵通过橡胶管、橡胶变径接头等接头管件密封连接从发动机缸体取水，通过燃油加热器加热后，回到发动机，与发动机的小循环串联。

根据燃油加热器与整车暖风机的关系，分为两种布置方案：一种是将燃油加热器与暖风机串联，循环水由燃油加热器出来后进入暖风机，再有暖风机回到发动机，此为串联方案见图1。此状态优点结构布置简单，并兼顾取暖效果，缺点经过暖风机后，增加了热损耗，升温速度变慢。

根据上述公式计算燃油加热器所需功率如下：

1.2 上汽大通皮卡车技术要求及燃油加热器型号选择

上汽大通柴油机皮卡车技术要求，安装空间500mm×300mm×220mm，能够在温度-40℃- 80℃环境下工作，使循环液体积0.008L温升70℃所需时间不大于20分钟，其它要求符合标准《CJ/T 8127-2011内燃机燃油加热器》。

根据计算(功率选型计算见2.2节)选择河北宏业功率10kW的挥发液体加热器,其具体型号YJH-Q10/1，工作电压范围10-15V。该型号加热器是河北宏业联合山东大学共同开发，拥有自主知识产权。其特点如下：体积小，长、宽、高为323mm×150mm ×195mm，满足柴油机皮卡车安装空间需求；换热效率高、耗电量低等。同时匹配大流量水泵，水泵流量在无压力下能达到3500L/h，匹配精度较高的电磁计量油泵，油泵油量精度为215ml/(h·Hz)。此配置满足皮卡车低温启动需求。

1.3 上汽大通皮卡车燃油加热器布置方案

上汽大通柴油机皮卡车燃油加热器布置方案采用串联方案，其布置在传动轴右侧、油箱前侧空间部位，具体位置见图3。布置过程中，燃油加热器、水泵、电磁计量油泵及固定支架等与其之间连接件组成一个整体为燃油加热器总成见图4。其预留低温启动系统的进水接口、出水接口，取油接口、电气接口、支架固定接口等。这样即方便主机安装，同时也保证接口过多导致错接现象。

油路系统布置过程中，取油方式直接在整车油箱中取油，布置过程中油管选择的Ф6×1尼龙油管，并且在尼龙油管外套装对应型号的波纹管，对油管进行保护防止油管在使用过程中磨损漏油。在油箱盖上增加不锈钢取油器，方便取油。加热器总成预留接油口与取油器接口通过Ф8-Ф12迷你卡箍紧固连接。

电路控制布置过程中，开关选择翘班开关，其属性为常闭型开关，当开关闭合时信号线上实时接收12V模拟电信号。由于额定电压12V的燃油加热器在预热过程中电流较大，在10A左右，为了防止线路压降过大，燃油加热器取电电源线正极选择2.5mm

线。燃油加热器与控制开关取电模式主要有两种，一种燃油加热器与控制开关并接在一起同时在电瓶或整车钥匙开关之后取电，一种是燃油加热器与控制开关分开取电，燃油加热器电源取电在电瓶取电、控制开关在整车钥匙开关之后取电。此次上汽大通柴油机皮卡车上燃油加热器系统选择分开取电。这种方式可以保护整车关闭电源后，燃油加热器有足够时间延时关闭时间，又能当燃油加热器开关忘记关闭后，钥匙开关关闭后燃油加热器因开关信号线断电而及时关机。

循环管路布置过程中，在进暖风机之前的发动机回水管路上断开，燃油加热器总成水泵进口接离发动机近的一端，燃油加热器总成出水口接入暖风机的进水口，具体见图二串联方案。在循环管路布置中，橡胶水管外套保温海绵，减少管路附件的热量损失。并且按管路走向定制异型铜管接头，防止在管路连接过程中因胶管弯折严重而引起整个管路中流量低于250L/h。同时在底盘侧梁上焊接固定点，将胶管每隔300mm固定。接头用卡箍连接密封紧固。

2 燃油加热器发热量选型计算

2.1 上汽大通皮卡车低温启动技术条件及要求

a.低温启动循环液体积 V=0.008m

；

b.环境温度-40℃；

发动机质量m

选择137kg，温升70℃，预热发动机缸体所需热量：

柴油发动机低温启动时，燃油加热器的发热量主要用来加热发动机缸体及循环系统中的循环液。故燃油加热器功率所需功率可按下列计算方法计算:

c.加热时长小于20min;

通过对增减挂钩项目的工作流程梳理，依据项目流程将整个项目从前期准备到具体实施依级别划分，并采用德尔菲法和因子分析法相结合的方式确定每个指标权重，如表1所示。本次确权研究选择县国土局增减挂钩项目管理相关工作人员及高校内参与过增减挂钩项目或对增减挂钩项目有研究的专家，合计15人，对识别的社会风险因素的风险性、影响性依次打分，分值范围为[1,5]取整数。每个风险因素的权重取值范围规定在[0,1]之间，权重的数值越大表明风险因素对增减挂钩项目带来风险冲突的可能性和影响程度越明显，即风险性越高。

d.循环液加热到温度≥30℃。

2.2 低温启动热量需求计算

(1) 废旧橡/塑制品再生利用，可变废为宝，缓解环境压力，具有一定的环境效益和经济效益，应用前景广阔，发展潜力巨大。

其中需求热量：Q=CmΔt

加热器循环选系统中，循环液以水为例,加热冷却液所需热量：

燃油加热器所需功率：P=Q

/t；

黄炎培在《延安归来》中这样写道：“我想，这话是对的，只有大政方针决之于公众，个人功业欲才不会发生；只有把地方的事，公之于地方的人，才能使地地得人，人人得事。用民主来打破这周期律，怕是有效的。”［6］34寥寥数语道出了政治权力合法性的核心，那就是民众授权、民众监督。

= C

Δt+C

Δt；

所以：低温启动循环系统所需总热量:

另一种是将燃油加热器与暖风机并联，在燃油加热器水泵取水前端分两路，一路水进入暖风机，一路水进燃油加热器水泵。通过燃油加热器出水与暖风机出水并接在一起流回发动机，此状态为并联方案见图2，此状态优点管路短，升温速度快，缺点是结构布置复杂，易造成整车空调暖风失灵。

从历次普法规划和决议文件名称可以看出普法理念的变化。从“一五”普法规划的“基本普及法律常识”到“二五”至“六五”普法规划的“法制宣传教育”再到“七五”普法规划的“法治宣传教育”。国家对全民包括农村普法教育的观念从简单的法律常识普及转变为法律宣传教育，又转变为法律治理的教育。

式中:Q：物体需求热量；m：物体质量；Δt：物体加热温差；

(3)探讨政府采购管理专业教师专业素养提升的新途径。互联网时代，教师的专业能力除了基本理论知识的掌握，还要重视现代网络信息技术的掌握，因此，要积极构建教师交流的网络信息平台，促进教师之间的交流沟通，如可以建立智慧校园，有效利用数字化资源，让教师能互相学习，交流经验，共享信息，创新发展。

Δt=C

VΔt=4.2×10

×1.0×10

×0.008×70J=2352000J；

式中：C

：水的比热容4.2×10

J/(kg·℃)； ρ

：水的密度1.0×10

kg/m

；Δt：加热温差70℃ ；V：整个管路内循环液的体积0.008m

。

自2007年中国国际矿业大会提出“绿色矿业”概念以来，学术界从不同角度对此进行了解读。例如乔繁盛[3]阐述了生态文明对绿色矿业发展的重要意义，提出了推进其发展的对策建议；栗欣[4]对于现阶段绿色矿山建设的实践和存在的问题进行了分析，提出了若干对策；鞠建华等[5]阐述了建设绿色矿业的必要性，分析了绿色矿业发展的不同模式，并提出了新时期推进矿业绿色发展的思路和建议；龚斌等[6]分析了生态文明背景下绿色矿山内涵的扩展研究；王富林等[7]分析了在生态文明视野下绿色生态矿业发展的对策；张玉韩等[8]提出了发展绿色矿业的若干措施。

本文针对长距离链路中的数据帧出错模式和特点，设计了链路状态自适应的FEC编码算法：AdaCode.将帧内编码和帧间编码有机结合起来，根据链路状态动态选择编码率，以最小冗余解码出最多数据帧，极大降低丢包导致的超时重传；同时帧间编码采用喷泉码，需要的反馈信息少，能有效提高链路利用率.

Δt=0.47×10

×137×70J=4507300J

在司法解释途径方面，多数学者认为可以通过放宽死缓适用条件以达到提高死缓适用率的目的。例如，有学者指出:“必须认识到，启动法律修改程序并非易事，而在启动法律修改程序后能否对死缓制度进行改革和完善也不见得乐观。因此，我们应该在努力推进刑法修改的同时，在现行的法律框架下为追求死缓制度在减少死刑的立即执行方面发挥更大的作用寻找出路。”“因此，在现行的法律框架下，要扩大死缓的适用范围，只能通过对法律的合理解释，放宽刑法规定的死缓适用条件，使更多的原本被判处死刑立即执行的罪犯被判处死刑缓期执行。”［17］

式中：C

：发动机材料比热容0.47×10

J/(kg·℃)；m：发动机质量137kg；Δt：加热温差70℃ 。

如，浙江省教育厅教研室编制的四年级下册《劳动与技术》，主题一“小布袋的缝制”，主题的编制虽然也是由浅入深的，先“布块缝合”，然后是“创意小布袋”，最后是“缝香袋”。在这堂课里，要学会这个活动，而这个活动是学生从来都没有接触过的，对于学生来说是有一定难度的，所以学生很容易形成畏惧心理。鉴于这种情形，以活动一“小布袋的缝制”为例，将目标设置成为几个小目标：1.穿线，把线穿过针眼就成功。2.打结，将穿过针眼的线拉成一样长，在两股线头末尾打个结就成功。3.能用平针法缝就成功。4.能用回针法缝就成功。5.能用藏针法缝就成功。学生每达到一个目标就奖励一次，不奖励缝制得好或者快，而是要奖励完成目标的学生。

低温启动所需总热量：Q

=4507300+2352000J=6859300J。

低温启动满足升温70℃，用时不大于20min，整个低温启动系统所需加热器功率：P=Q/t=6859300/(20×60)W=5716w=5.72kW 。

则选择的加热器功率不小于5.72kW即可。因此选取液体加热器YJH-Q10/1,其额定放热量为10kW。不考虑其它热损失，温升70℃，所需用时T=Q/P=(4605650/10000)s=685.93s=11.4min。

3 实车测试及温度效果

燃油加热器安装到上汽大通柴油机皮卡车上，测试发动机温升70℃，实际所需时间。温度值读取仪表盘温度值。燃油加热器在皮卡车上实际安装位置见图5及测试温度曲线如下(表1)：

在环境为2℃时，发动机循环液升温至72℃，用时836s，约14min。与计算值基本一致，误差在3%内。说明采取这种计算方法对发动机低温启动具有一定实际意义。

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