风冷柴油机低温起动装置及方法

摘要

本发明风冷柴油机低温起动装置及方法涉及一种用于风冷柴油机低温起动的装置及方法。其目的是为了提供一种能够使风冷柴油机在低温环境下顺利起动的风冷柴油机低温起动装置及方法。本发明中的风冷柴油机低温起动装置包括火焰预热装置和电加热预热装置，所述火焰预热装置和电加热预热装置都设置在柴油机的进气道(1)内。本发明中的风冷柴油机低温起动方法包括以下步骤：当温度在‑15℃以上时，只启用火焰预热装置，电气系统开始对火焰预热塞(3)通电加热；当温度为‑35℃～‑15℃时，在启用火焰预热装置的前提下再启用电加热预热装置。

权利要求

1.一种风冷柴油机低温起动装置，其特征在于：包括火焰预热装置和电加热预热装置，所述火焰预热装置和电加热预热装置都设置在柴油机的进气道(1)内，所述进气道内的空气从电加热预热装置流向火焰预热装置，柴油机的喷油嘴设在电加热预热装置和火焰预热装置之间，所述火焰预热装置包括火焰预热塞(3)、电气系统及第一控制系统，所述电气系统用于加热火焰预热塞(3)，所述第一控制系统用于控制火焰预热塞的温度，所述电加热预热装置包括加热器、加热丝(2)及第二控制系统，所述加热器与加热丝相连，所述第二控制系统控制加热器对加热丝的加热温度。

2.根据权利要求1所述的风冷柴油机低温起动装置，其特征在于：所述第一控制系统包括通过导线相连的电源、温控开关以及电气开关。

3.根据权利要求2所述的风冷柴油机低温起动装置，其特征在于：所述第二控制系统包括通过导线相连的电源、温控开关以及电气开关。

4.根据权利要求3所述的风冷柴油机低温起动装置，其特征在于：所述加热丝(2)设有多个，其均匀布置在进气道(1)上。

5.一种风冷柴油机低温起动方法，其特征在于，包括以下步骤：当温度在-15℃以上时，只启用火焰预热装置，电气系统开始对火焰预热塞(3)通电加热；

当火焰预热塞(3)的温度达到800～900℃时，起动柴油机，柴油机的输油泵将柴油泵出；

泵出的柴油经喷油嘴雾化后喷入进气道(1)；

雾化后的柴油与空气混合后被火焰预热塞(3)点燃形成火焰；

火焰随空气流进入柴油机气缸内部；

当温度为-35℃～-15℃时，在启用火焰预热装置的前提下再启用电加热预热装置；

电加热预热装置中的加热丝(2)对进气道(1)内的空气进行加热；

加热后的空气与雾化后的柴油混合后被火焰预热塞(3)点燃。

说明书

风冷柴油机低温起动装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及风冷柴油机领域，特别是涉及一种用于风冷柴油机低温起动的装置及方法。

背景技术

[0002] 大功率风冷柴油机在极寒条件下快速冷起动是一个难点。目前普遍使用进气道火焰预热和喷射低温起动助燃剂共同辅助起动的方案。对于进气道火焰预热方式，可保证车辆在-15℃以上起动，对于更低温度(如-35℃～-15℃)，单靠火焰预热已无法起动，必须增加喷射助燃剂措施。对于喷射助燃剂辅助起动，燃烧粗暴，影响发动机寿命，助燃剂喷量过多时，会引起发动机爆震，显然增加了操作的危险性。为此，解决大功率风冷柴油发动机在低温环境下快速顺利起动的问题亟待解决。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够使风冷柴油机在低温环境下顺利起动的风冷柴油机低温起动装置及方法。

[0004] 本发明中的风冷柴油机低温起动装置，包括火焰预热装置和电加热预热装置，所述火焰预热装置和电加热预热装置都设置在柴油机的进气道内，所述进气道内的空气从电加热预热装置流向火焰预热装置，柴油机的喷油嘴设在电加热预热装置和火焰预热装置之间，所述火焰预热装置包括火焰预热塞、电气系统及第一控制系统，所述电气系统用于加热火焰预热塞，所述第一控制系统用于控制火焰预热塞的温度，所述电加热预热装置包括加热器、加热丝及第二控制系统，所述加热器与加热丝相连，所述第二控制系统控制加热器对加热丝的加热温度。

[0005] 本发明中的风冷柴油机低温起动装置，其中所述第一控制系统包括通过导线相连的电源、温控开关以及电气开关。

[0006] 本发明中的风冷柴油机低温起动装置，其中所述第二控制系统包括通过导线相连的电源、温控开关以及电气开关。

[0007] 本发明中的风冷柴油机低温起动装置，其中所述加热丝设有多个，其均匀布置在进气道上。

[0008] 本发明中的风冷柴油机低温起动方法，包括以下步骤：

[0009] 当温度在-15℃以上时，只启用火焰预热装置，电气系统开始对火焰预热塞通电加热；

[0010] 当火焰预热塞的温度达到800～900℃时，起动柴油机，柴油机的输油泵将柴油泵出；

[0011] 泵出的柴油经喷油嘴雾化后喷入进气道；

[0012] 雾化后的柴油与空气混合后被火焰预热塞点燃形成火焰；

[0013] 火焰随空气流进入柴油机气缸内部；

[0014] 当温度为-35℃～-15℃时，在启用火焰预热装置的前提下再启用电加热预热装置；

[0015] 电加热预热装置中的加热丝对进气道内的空气进行加热；

[0016] 加热后的空气与雾化后的柴油混合后被火焰预热塞点燃。

[0017] 本发明采用双模式进气预热方式，模式一在寒冷地区(-15℃以上)使用，由火焰预热装置对柴油机进气道进行加热；模式二在极寒地区(-35℃～-15℃)使用，由火焰预热装置和电加热预热装置共同对柴油机进气进行加热，两种模式均可使柴油机在低温环境下快速、顺利起动。

[0018] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

[0019] 图1为本发明中风冷柴油机低温起动装置的结构示意图。

具体实施方式

[0020] 如图1所示，本发明中的风冷柴油机低温起动装置包括火焰预热装置和电加热预热装置，所述火焰预热装置和电加热预热装置都设置在柴油机的进气道1内，所述进气道1内的空气从电加热预热装置流向火焰预热装置，柴油机的喷油嘴设在电加热预热装置和火焰预热装置之间，所述火焰预热装置包括火焰预热塞3、电气系统及第一控制系统，所述电气系统用于加热火焰预热塞3，所述第一控制系统用于控制火焰预热塞3的温度，所述电加热预热装置包括加热器4、加热丝2及第二控制系统，所述加热器4与加热丝2相连，所述第二控制系统控制加热器4对加热丝2的加热温度。

[0021] 第一控制系统包括通过导线相连的电源、温控开关以及电气开关，第一控制系统的作用主要是当火焰预热塞的温度达到规定值后，将其加热断电，不再加热，节省电量，延长其使用寿命。

[0022] 第二控制系统包括通过导线相连的电源、温控开关以及电气开关，第二控制系统的主要作用是当外界温度达到-35℃～-15℃时，使电加热预热装置开启，节省电功率。

[0023] 上述的第一、二控制系统均为现有技术，在此对其结构不予赘述。

[0024] 本发明中的风冷柴油机低温起动装置，其中所述加热丝2设有多个，其均匀布置在进气道1上。

[0025] 本发明中的风冷柴油机低温起动方法，包括以下步骤：

[0026] 当温度在-15℃以上时，只启用火焰预热装置，电气系统开始对火焰预热塞3通电加热；

[0027] 当火焰预热塞3的温度达到800～900℃时，起动柴油机，柴油机的输油泵将柴油泵出；

[0028] 泵出的柴油经喷油嘴雾化后喷入进气道1；

[0029] 雾化后的柴油与空气混合后被火焰预热塞3点燃形成火焰；

[0030] 火焰随空气流进入柴油机气缸内部；

[0031] 当温度为-35℃～-15℃时，在启用火焰预热装置的前提下再启用电加热预热装置；

[0032] 电加热预热装置中的加热丝2对进气道1内的空气进行加热；

[0033] 加热后的空气与雾化后的柴油混合后被火焰预热塞3点燃。

[0034] 本发明采用双模式进气预热方式，模式一在寒冷地区(-15℃以上)使用，由火焰预热装置对柴油机进气道1进行加热；模式二在极寒地区(-35℃～-15℃)使用，由火焰预热装置和电加热预热装置共同对柴油机进气进行加热，两种模式均可使柴油机在低温环境下快速、顺利起动。

[0035] 本发明中的风冷柴油机低温起动方法首次应用于某型号发动机，使风冷柴油机在-35℃环境下可以5min内快速起动，试验室环境下成功起动率达100％。具有预热时间短，机动性能良好，环境适应性强等特点。

[0036] 下面介绍一下火焰预热装置和电加热预热装置的工作过程：

[0037] 1.火焰预热装置

[0038] 火焰预热装置是通过火焰预热塞3使柴油在进气道1内燃烧加热进气的装置,每侧进气道1进气口设置一个火焰预热塞3。

[0039] 当预热起动开关接通预热档后，电气系统开始对火焰预热塞3通电加热，当火焰预热塞3温度达到800-900℃时，电气系统通过预热指示灯提示可以起动发动机。驾驶员操纵预热起动开关至起动档，起动机拖动发动机转动，同时发动机输油泵将柴油泵出，通过火焰预热塞3将柴油雾化喷入进气道1，柴油与空气混合后被火焰预热塞3点燃形成火焰，随进气气流进入发动机，使发动机气缸内部空气瞬间升温，以利于发动机起动。

[0040] 2.电加热预热装置

[0041] 电加热预热装置是通过在进气道内加装的栅格式电热合金加热器4和加热丝2对进气道1内的空气进行加热的装置，其由加热器4、加热丝2及控制系统组成，每侧进气道1进气口设置一个加热器4，同时每侧设置多枚电加热丝2，分别均匀布置在进气道1上。栅格式电热合金加热器4，是利用电流流过导体的焦耳效应产生的热能对空气进行加热。该加热器4采用较为先进的电热合金和新材料绝缘陶瓷，具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性，具有加热时间短、加热热效率高，结构简单以及对发动机的进气影响小等特点。

[0042] 在极低温度环境条件下(-35℃～-15℃)，接通低温进气预热开关，加热器4开始工作，加热器4温度可高达700℃，对进气道1内的空气进行加热，当电加热器已经将进气道1内的空气加热到较高的温度时，驾驶员操纵预热起动开关至起动档，进气道1内的热空气随之进入发动机汽缸参与燃烧，以利于燃油雾化、燃烧，以利于发动机起动。

[0043] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。