大功率水冷发动机低温预热起动系统的设计改进.pdf

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1、2010年第2期(总第116期)内燃机与动力装置I．C．E&Fowerplant2010年4月【设计研究】大功率水冷发动机低温预热起动系统的设计改进丁丹(北京航天发射技术研究所，北京100076)摘要：为解决发动机的低温起动困难问题，依据液体加热器对发动机冷却系统循环加热的原理，设计了以液体加热器和发动机为核心的闲环系统，对原有安装方式进行分析和改进，通过试验验证，改进后的低温预热起动系统效果明显，使用效率高，安全可靠。关键词：低温起动；发动机预热；液体加热器中图分类号：TK403文献标识码：A文章编号：1

2、673—6397(2010)02—0005-03DesignImprovementforLow—-temperaturePreheatingStart——upSystemofHighPowerWater-—coolingEngineDINGDan(BeijingInstituteofSpaceLaunchofTeehnologe，Beijing100076，China)Abstract：Tosolvetheproblemofenginestart—upinlowtemperature，basedonthep

3、rincipletheenginecoolingsystemcanbeheatedcircularlybyhydraulicheater，aclosed—loopsystemisde—signed，whichwasfocusedonthehydraulicheaterandtheengine，andtheoriginalassembleprocesswasanalyzedandimproved．Theimprovedpreheatingstart—upsystematlowtemperatureisveri

4、fiedeffectiveandsafe．KeyWords：Start—upatLowTemperature；PreheatingEngine；Hydraulicheater1概述1．1背景介绍寒冷地区的车辆，尤其是大功率水冷发动机的低温起动问题已经成为一个迫切需要解决的问题。目前国内外针对低温起动的影响因素，采用了不同的措施，如电预热起动、发动机进气加热、利用起动液(乙醚或其他燃烧液为基础配制成的特殊液体)喷入进气管改善燃油着火条件等，液体加热器循环系统是近年来新采用的一种低温起动辅助方式，这种方式是通过

5、液体加热器附带的水泵将发动机机体内的冷却液抽出，通过液体加热器将其加热后再循环至发动机机体内，使发动机机体温度均匀升高，达到低温条件下起动发动机的目的。某重型越野车的大功率水冷增压型柴油机采用的低温起动辅助方式就是液体加热器循环系统，本文针对该系统出现的低温状况下无法使发动机达到起动要求的问题，通过分析原有循环系统的试验结果，结合发动机冷却系统原理，对原有系统进行了改进设计，并通过试验证明改进后的系统达到了低温起动的目的，安全可靠。1．2液体加热器的工作原理液体加热器结构如图1所示，加热器自带油泵在电机带动

6、下，吸人燃油，燃油经输油管送到喷油嘴，靠压力作用被喷油嘴喷出，喷出的高压油雾与助燃风扇吸人的空气在燃烧室内混合，被点火电极点燃，在燃烧室内充分燃烧后，燃气流经热交换器内壁的热传导片，通过热传导片把大部分热量传递给热交换器夹层中的防冻液，冷却液在管路中靠管道泵强制循环，经管道进人发动机水套，再与发动机机体作者简介：丁丹(1981一)，女，河南南阳人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为车辆底盘、发动机及其附属系统的设计与匹配。·6·内燃机与动力装置2010年4月进行热交换，使发动机均匀持续升温，在加热器的进水口

7、安装一温度传感器，当加热器水温达到8l℃时，加热器控制板自动切断电磁阀供电，加热器熄火，加热器控制板150秒吹凉加热器后关闭电机，此时水泵继续工作，当水温再次低于70℃加热器再起动供热，如此往复循环工作。1．主电机罩2．助燃风轮3．主电机4．联轴器5．联接体6．油泵7．燃烧室8．热传导片9．热交换器lO．安装架11．排烟管12．喷油嘴13．点火电极14．点火线圈15．管道泵16．滤清器17．进油截止阀18．回油管图1液体加热器结构图2设计改进2．1问题提出该车采用的低温预热起动系统是由液体加热器、发动机冷却

8、系统、燃油箱三部分构成的闭式循环系统，如图2所示。调试系统，起动液体加热器，大概5分钟电磁阀自动停止供电，发动机机体包括气缸盖、缸身温度均没有任何变化，仅仅从接口④到接口②的一段管路温度升高到60。C。此外与液体加热器直接连接的管路也在60℃左右。2．2问题分析由图2可以看出，由发动机水套和机油冷却腔等构成的内部冷却液循环系统与外界总共有五个接121，其中接121①处安装有节温器，在低温预热起动系统中冷却液局部最