風冷柴油機低溫起動裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風冷柴油機領域，特別是涉及一種用于風冷柴油機低溫起動的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]大功率風冷柴油機在極寒條件下快速冷起動是一個難點。目前普遍使用進氣道火焰預熱和噴射低溫起動助燃劑共同輔助起動的方案。對于進氣道火焰預熱方式，可保證車輛在-15°C以上起動，對于更低溫度(如_35°C?_15°C)，單靠火焰預熱已無法起動，必須增加噴射助燃劑措施。對于噴射助燃劑輔助起動，燃燒粗暴，影響發動機壽命，助燃劑噴量過多時，會引起發動機爆震，顯然增加了操作的危險性。為此，解決大功率風冷柴油發動機在低溫環境下快速順利起動的問題亟待解決。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠使風冷柴油機在低溫環境下順利起動的風冷柴油機低溫起動裝置及方法。
[0004]本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置，包括火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置，所述火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置都設置在柴油機的進氣道內，所述進氣道內的空氣從電加熱預熱裝置流向火焰預熱裝置，柴油機的噴油嘴設在電加熱預熱裝置和火焰預熱裝置之間，所述火焰預熱裝置包括火焰預熱塞、電氣系統及第一控制系統，所述電氣系統用于加熱火焰預熱塞，所述第一控制系統用于控制火焰預熱塞的溫度，所述電加熱預熱裝置包括加熱器、加熱絲及第二控制系統，所述加熱器與加熱絲相連，所述第二控制系統控制加熱器對加熱絲的加熱溫度。
[0005]本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置，其中所述第一控制系統包括通過導線相連的電源、溫控開關以及電氣開關。
[0006]本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置，其中所述第二控制系統包括通過導線相連的電源、溫控開關以及電氣開關。
[0007]本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置，其中所述加熱絲設有多個，其均勻布置在進氣道上。
[0008]本發明中的風冷柴油機低溫起動方法，包括以下步驟:
[0009]當溫度在_15°C以上時，只啟用火焰預熱裝置，電氣系統開始對火焰預熱塞通電加執.nw ，
[0010]當火焰預熱塞的溫度達到800?900°C時，起動柴油機，柴油機的輸油栗將柴油栗出；
[0011]栗出的柴油經噴油嘴霧化后噴入進氣道；
[0012]霧化后的柴油與空氣混合后被火焰預熱塞點燃形成火焰；
[0013]火焰隨空氣流進入柴油機氣缸內部；
[0014]當溫度為-35°C?_15°C時，在啟用火焰預熱裝置的前提下再啟用電加熱預熱裝置；
[0015]電加熱預熱裝置中的加熱絲對進氣道內的空氣進行加熱；
[0016]加熱后的空氣與霧化后的柴油混合后被火焰預熱塞點燃。
[0017]本發明采用雙模式進氣預熱方式，模式一在寒冷地區(_15°C以上)使用，由火焰預熱裝置對柴油機進氣道進行加熱;模式二在極寒地區(_35°C?_15°C)使用，由火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置共同對柴油機進氣進行加熱，兩種模式均可使柴油機在低溫環境下快速、順利起動。
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明中風冷柴油機低溫起動裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置包括火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置，所述火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置都設置在柴油機的進氣道1內，所述進氣道1內的空氣從電加熱預熱裝置流向火焰預熱裝置，柴油機的噴油嘴設在電加熱預熱裝置和火焰預熱裝置之間，所述火焰預熱裝置包括火焰預熱塞3、電氣系統及第一控制系統，所述電氣系統用于加熱火焰預熱塞3，所述第一控制系統用于控制火焰預熱塞3的溫度，所述電加熱預熱裝置包括加熱器4、加熱絲2及第二控制系統，所述加熱器4與加熱絲2相連，所述第二控制系統控制加熱器4對加熱絲2的加熱溫度。
[0021]第一控制系統包括通過導線相連的電源、溫控開關以及電氣開關，第一控制系統的作用主要是當火焰預熱塞的溫度達到規定值后，將其加熱斷電，不再加熱，節省電量，延長其使用壽命。
[0022]第二控制系統包括通過導線相連的電源、溫控開關以及電氣開關，第二控制系統的主要作用是當外界溫度達到-35°C?_15°C時，使電加熱預熱裝置開啟，節省電功率。
[0023]上述的第一、二控制系統均為現有技術，在此對其結構不予贅述。
[0024]本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置，其中所述加熱絲2設有多個，其均勻布置在進氣道1上。
[0025]本發明中的風冷柴油機低溫起動方法，包括以下步驟:
[0026]當溫度在-15°C以上時，只啟用火焰預熱裝置，電氣系統開始對火焰預熱塞3通電加熱；
[0027]當火焰預熱塞3的溫度達到800?900°C時，起動柴油機，柴油機的輸油栗將柴油栗出；
[0028]栗出的柴油經噴油嘴霧化后噴入進氣道1;
[0029]霧化后的柴油與空氣混合后被火焰預熱塞3點燃形成火焰；
[0030]火焰隨空氣流進入柴油機氣缸內部；
[0031]當溫度為-35°C?_15°C時，在啟用火焰預熱裝置的前提下再啟用電加熱預熱裝置；
[0032]電加熱預熱裝置中的加熱絲2對進氣道1內的空氣進行加熱；
[0033]加熱后的空氣與霧化后的柴油混合后被火焰預熱塞3點燃。
[0034]本發明采用雙模式進氣預熱方式，模式一在寒冷地區(_15°C以上)使用，由火焰預熱裝置對柴油機進氣道1進行加熱;模式二在極寒地區(_35°C?_15°C)使用，由火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置共同對柴油機進氣進行加熱，兩種模式均可使柴油機在低溫環境下快速、順利起動。
[0035]本發明中的風冷柴油機低溫起動方法首次應用于某型號發動機，使風冷柴油機在-35°C環境下可以5min內快速起動，試驗室環境下成功起動率達100 %。具有預熱時間短，機動性能良好，環境適應性強等特點。
[0036]下面介紹一下火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置的工作過程:
[0037]1.火焰預熱裝置
[0038]火焰預熱裝置是通過火焰預熱塞3使柴油在進氣道1內燃燒加熱進氣的裝置，每側進氣道1進氣口設置一個火焰預熱塞3。
[0039]當預熱起動開關接通預熱檔后，電氣系統開始對火焰預熱塞3通電加熱，當火焰預熱塞3溫度達到800-900°C時，電氣系統通過預熱指示燈提示可以起動發動機。駕駛員操縱預熱起動開關至起動檔，起動機拖動發動機轉動，同時發動機輸油栗將柴油栗出，通過火焰預熱塞3將柴油霧化噴入進氣道1，柴油與空氣混合后被火焰預熱塞3點燃形成火焰，隨進氣氣流進入發動機，使發動機氣缸內部空氣瞬間升溫，以利于發動機起動。
[0040]2.電加熱預熱裝置
[0041]電加熱預熱裝置是通過在進氣道內加裝的柵格式電熱合金加熱器4和加熱絲2對進氣道1內的空氣進行加熱的裝置，其由加熱器4、加熱絲2及控制系統組成，每側進氣道1進氣口設置一個加熱器4，同時每側設置多枚電加熱絲2，分別均勻布置在進氣道1上。柵格式電熱合金加熱器4，是利用電流流過導體的焦耳效應產生的熱能對空氣進行加熱。該加熱器4采用較為先進的電熱合金和新材料絕緣陶瓷，具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性，具有加熱時間短、加熱熱效率高，結構簡單以及對發動機的進氣影響小等特點。
[0042]在極低溫度環境條件下(_35°C?_15°C)，接通低溫進氣預熱開關，加熱器4開始工作，加熱器4溫度可高達700°C，對進氣道1內的空氣進行加熱，當電加熱器已經將進氣道1內的空氣加熱到較高的溫度時，駕駛員操縱預熱起動開關至起動檔，進氣道1內的熱空氣隨之進入發動機汽缸參與燃燒，以利于燃油霧化、燃燒，以利于發動機起動。
[0043]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種風冷柴油機低溫起動裝置，其特征在于:包括火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置，所述火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置都設置在柴油機的進氣道(1)內，所述進氣道內的空氣從電加熱預熱裝置流向火焰預熱裝置，柴油機的噴油嘴設在電加熱預熱裝置和火焰預熱裝置之間，所述火焰預熱裝置包括火焰預熱塞(3)、電氣系統及第一控制系統，所述電氣系統用于加熱火焰預熱塞(3)，所述第一控制系統用于控制火焰預熱塞的溫度，所述電加熱預熱裝置包括加熱器、加熱絲(2)及第二控制系統，所述加熱器與加熱絲相連，所述第二控制系統控制加熱器對加熱絲的加熱溫度。2.根據權利要求1所述的風冷柴油機低溫起動裝置，其特征在于:所述第一控制系統包括通過導線相連的電源、溫控開關以及電氣開關。3.根據權利要求2所述的風冷柴油機低溫起動裝置，其特征在于:所述第二控制系統包括通過導線相連的電源、溫控開關以及電氣開關。4.根據權利要求3所述的風冷柴油機低溫起動裝置，其特征在于:所述加熱絲(2)設有多個，其均勻布置在進氣道(1)上。5.一種風冷柴油機低溫起動方法，其特征在于，包括以下步驟: 當溫度在_15°C以上時，只啟用火焰預熱裝置，電氣系統開始對火焰預熱塞(3)通電加執.， 當火焰預熱塞(3)的溫度達到800?900°C時，起動柴油機，柴油機的輸油栗將柴油栗出； 栗出的柴油經噴油嘴霧化后噴入進氣道(1); 霧化后的柴油與空氣混合后被火焰預熱塞(3)點燃形成火焰； 火焰隨空氣流進入柴油機氣缸內部； 當溫度為_35°C?_15°C時，在啟用火焰預熱裝置的前提下再啟用電加熱預熱裝置； 電加熱預熱裝置中的加熱絲(2)對進氣道(1)內的空氣進行加熱； 加熱后的空氣與霧化后的柴油混合后被火焰預熱塞(3)點燃。
【專利摘要】本發明風冷柴油機低溫起動裝置及方法涉及一種用于風冷柴油機低溫起動的裝置及方法。其目的是為了提供一種能夠使風冷柴油機在低溫環境下順利起動的風冷柴油機低溫起動裝置及方法。本發明中的風冷柴油機低溫起動裝置包括火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置，所述火焰預熱裝置和電加熱預熱裝置都設置在柴油機的進氣道(1)內。本發明中的風冷柴油機低溫起動方法包括以下步驟：當溫度在-15℃以上時，只啟用火焰預熱裝置，電氣系統開始對火焰預熱塞(3)通電加熱；當溫度為-35℃～-15℃時，在啟用火焰預熱裝置的前提下再啟用電加熱預熱裝置。
【IPC分類】F02N19/06, F02M31/13, F02M31/04, F02N19/04
【公開號】CN105484923
【申請號】CN201510837360
【發明人】喬靜麗, 魏朔, 羅小江, 吳驊, 徐彥超, 陳榮鑫
【申請人】北京航天發射技術研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月26日