商用車燃油加熱淺析

祁增祿，韓濤，趙米鵲

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

商用車燃油加熱淺析

祁增祿，韓濤，趙米鵲

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

我國國土面積遼闊，廣袤的北方地區(qū)冬季時間漫長，一年中低溫時間長達(dá)6～7個月。由于車用燃料柴油粘度與溫度的關(guān)系非常大，溫度越低則粘度越大，柴油流動性降低結(jié)蠟，嚴(yán)重的可引起柴油機燃油供給系統(tǒng)堵塞，從而導(dǎo)致發(fā)動機無法正常工作。所以在這樣的低溫氣候條件下，尋求一種柴油的加熱的方案，對提升車輛燃油經(jīng)濟性及保證車輛正常運行具有極大意義。

柴油；黏度；加熱；方案

CLC NO.:U472 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-162-03

前言

柴油作為商用車發(fā)動機的主要燃料，其黏度及品質(zhì)對發(fā)動機的正常運行有很大影響。某一標(biāo)號柴油，粘度與外界溫度的關(guān)系非常緊密。溫度越低則柴油粘度越大，溫度越高則柴油粘度越小，柴油粘度決定著柴油的流動性，進(jìn)而影響整車供油系統(tǒng)、發(fā)動機燃燒系統(tǒng)的各種性能，主要表現(xiàn)有以下幾方面。

1 影響供油系統(tǒng)性能

柴油溫度過低會直接造成柴油“掛蠟”（柴油在低溫下，會形成乳白色的粘稠狀混合物，流動性下降，會造成油路堵塞）現(xiàn)象發(fā)生，情況嚴(yán)重時，導(dǎo)致這個供油系統(tǒng)堵塞無法使用。

2 影響發(fā)動機的性能

供油系統(tǒng)管路柴油流動不暢時，柴油機會出現(xiàn)無法啟動運轉(zhuǎn)，或者使正在運轉(zhuǎn)的柴油機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、熄火等現(xiàn)象。車輛長期在高粘度柴油條件下運行，會對發(fā)動機零部件帶來損壞。

（1）加速高壓油泵出油閥、噴油嘴針閥等偶件的磨損。

（2）導(dǎo)致噴油器噴油質(zhì)量差，柴油在燃燒室中燃燒不充分，造成噴油器噴嘴針閥燒死、燃燒室積碳嚴(yán)重、加速發(fā)動機活塞環(huán)、氣缸套磨損等一系列嚴(yán)重故障。

（3）柴油霧化不良導(dǎo)致一部分柴油沒有燃燒而進(jìn)入到機油中，輕則導(dǎo)致機油變質(zhì)，重則會因為潤滑不良導(dǎo)致拉缸、抱瓦等機械事故的發(fā)生。

3 影響整車經(jīng)濟效益

柴油粘度上升，噴油時柴油分子間的相互作用力便增加，對噴油油束分散作用不利，因此柴油的粘度愈大，霧化愈劣；反之，粘度小，油滴平均直徑較小，容易霧化。低劣的霧化狀況導(dǎo)致混合氣不均勻、燃燒不完全。反之，在功率輸出不變的情況下，油溫升高燃油黏度降低，整車油耗隨之下降。

因此，柴油的黏度直接影響到整車運行的燃油經(jīng)濟性。

從上面的敘述可以看出，車輛運行過程中，增加一套可行的柴油加熱方案，對提升車輛燃油經(jīng)濟性及保證車輛正常運行具有極大意義。

以下通過分析介紹兩種簡單便利的燃油加熱方案，來討論柴油加熱的重要意義。兩種方案中加熱方式不同，使用要點和使用效果也有所區(qū)別。兩種方案各有利弊，在實際應(yīng)用中可根據(jù)不同條件，不同需求選擇具體的加熱方案。

3.1 通過發(fā)動機冷卻液加熱燃油

整車設(shè)計中，布置不同大小兩個油箱。主油箱中加注0號柴油，副油箱根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度條件，加注-20#或-35#柴油。兩個油箱通過油管路及燃油換向閥和整車燃油供給系統(tǒng)相連。燃油換向閥可對發(fā)動機進(jìn)油切換選擇，車輛在較長時間停車前5分鐘左右切換燃油換向閥，使用副油箱內(nèi)的低標(biāo)號柴油，從而使發(fā)動機熄火停車前整個燃油供給系統(tǒng)內(nèi)充滿低標(biāo)號的-20#或-35#柴油。當(dāng)車輛再次啟動時，整個燃油供給系統(tǒng)的燃油不存在掛蠟?zāi)齼霈F(xiàn)象，車輛即可順利啟動。在車輛正常運行后，冷卻系統(tǒng)中冷卻液達(dá)到正常溫度，然后再利用汽車運行時發(fā)動機冷卻系中冷卻液的熱能，在發(fā)動機，主油箱間增設(shè)一套熱循環(huán)系統(tǒng)。在主油箱內(nèi)部安裝冷卻液循環(huán)換熱官網(wǎng)，利用發(fā)動機冷卻系中冷卻液的熱能給主油箱內(nèi)的燃油加溫。

圖1 一種帶加熱管網(wǎng)的油量感應(yīng)器

以上是一種帶加熱管網(wǎng)的油量感應(yīng)器。油量感應(yīng)器上布置冷卻液循環(huán)換熱管網(wǎng)，利用發(fā)動機冷卻系中冷卻液的熱能給主油箱內(nèi)的燃油加溫。油量感應(yīng)器應(yīng)用軟管連接至發(fā)動機冷卻水循環(huán)，并通過閥門開關(guān)控制油量感應(yīng)器中水循環(huán)的開合。當(dāng)冬季低氣溫條件下，發(fā)動機通過副油箱低標(biāo)號柴油正常啟動后，打開油量傳感器水循環(huán)加熱開關(guān)，車輛行駛運轉(zhuǎn)一段距離，待冷卻液的溫度達(dá)到正常溫度，主油箱0#柴油被加熱完全稀釋后再轉(zhuǎn)換燃油換向閥，將油路切換為主油箱，這樣就可以正常使用主油箱內(nèi)被加熱稀釋后的0#柴油了。

特點：

（1）采用發(fā)動機冷卻系統(tǒng)冷卻液加熱燃油，環(huán)保、安全、便捷。

（2）整車系統(tǒng)在主、副兩個油箱的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)油量檢測功能和加熱功能集成，只需外加一套水循環(huán)管路即可實現(xiàn)燃油加熱，無需對油箱等做大的改動，方便高效。

（3）0#柴油經(jīng)加溫后，替代了價格更高的20#或-35#柴油，改變了低溫地區(qū)冬季行車只能用-20#或-35#柴油的現(xiàn)狀，大大減少了行車成本，經(jīng)濟效應(yīng)可觀。

（4）燃油加熱作為整個冷卻系統(tǒng)的換熱功能的一部分，增強了冷卻液換熱冷卻的效率，對于北方高海拔、多山多坡路段易出現(xiàn)水溫過高的現(xiàn)象有所緩解，起到了對發(fā)動機起到了保護作用，輔助提升車輛利用率，提高了車輛運營出勤率。

（5）加裝燃油加熱器，對車輛原來的冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)的管線有改動，增加了部分的軟管，對各個管線的接頭要求密封必須緊密，特別是柴油管線的連接部位。密封不嚴(yán)會導(dǎo)致燃油中進(jìn)入空氣，影響發(fā)動機工作。改加的軟管線用過一段時間后存在老化現(xiàn)象，增加了發(fā)動機出現(xiàn)故障的可能性，因此使用中應(yīng)該經(jīng)常檢查這些連接部位。

3.2 通過加熱功能油管加熱

加熱油管采用雙層耐油樹脂管，油管內(nèi)腔均布電加熱絲。加熱油管通過控制器與駕駛室內(nèi)操作開關(guān)相連。整個加熱系統(tǒng)電源與整車蓄電池相連。當(dāng)外界氣溫過低時，駕駛員在駕駛室啟動動電加熱開關(guān)，加熱油管開始工作。油管加熱溫度可根據(jù)使用狀況自行設(shè)置?？刂破鞑杉蜏匦盘?，當(dāng)燃油管加熱至設(shè)定溫度時，自動停止加熱。

圖2 一種帶內(nèi)加熱絲的油管

特點：

（1）即開即用，寒冷季節(jié)行車，只需在車輛啟動之前打開加熱開關(guān)，整個燃油供給系統(tǒng)就可以在加熱絲的作用下，持續(xù)加熱升溫，杜絕低溫環(huán)境下柴油掛蠟致使燃油系統(tǒng)堵塞車輛無法啟動的情況發(fā)生。

加熱控制器可設(shè)定加熱系統(tǒng)溫度，燃油溫度可自動控制在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。避免長時間加熱燃油過熱的問題。

（2）過電流及短路保護：當(dāng)電磁線圈出現(xiàn)匝間短路或接插件出現(xiàn)短路造成 電流過大時停止加熱并報警。

（3）當(dāng)整車蓄電池電壓過低（低于20V）、過高（高于30V）時，自動停止加熱工作并報警。

（4）無需加裝副油箱、油路換向閥及加裝兩種不同標(biāo)號的柴油。冬季低溫條件下，仍可加注0號燃油，優(yōu)化了整車布置因雙油箱帶來的局促情況。而且長期應(yīng)用，經(jīng)濟效益顯著。

4 結(jié)語

商用車柴油加熱對提升車輛燃油經(jīng)濟性及保證車輛正常運行具有極大意義。文中分析的兩種方案加熱方式不同，使用要點和使用效果也有所區(qū)別。兩種方案各有利弊，在實際應(yīng)用中可根據(jù)不同條件，不同需求選擇具體的加熱方案。燃油加熱不僅提升整車運行經(jīng)濟性，而且對節(jié)約能源，治理環(huán)境污染，改善城市大氣質(zhì)量具有推進(jìn)意義。

[1] 王海宏.柴油發(fā)動機燃油加熱器設(shè)計與應(yīng)用.[J]2012.07.

[2] 范金永,敬文博.淺談燃油液體加熱器在整車上的應(yīng)用.[J]2012.07.

[3] 徐杰.燃油加熱裝置技術(shù).[J]2011.09.

[4] 王天利,劉野.車用柴油機低溫燃油加熱系統(tǒng)研究[J]2013.06.

Analysis of Commercial Vehicle Fuel Heating

Qi Zenglu, Han Tao, Zhao Mique
( Shaan xi Heavy-Duty Automobile Co, Ltd, Shaanxi Xi’an 710200）

Our country has vast territory, vast northern area has long winter, the low temperature reach a length of 6-7months.The viscosity of diesel fuels is extremely due to temperature. The lower temperature, the greater viscosity, lower flowability leads to wax deposition, maybe cause a blockage in diesel supply system, the engine doesn’t work properly. So, under this condition of low ambient temperature, seeking a heating scheme for diesel oil is of great singifizance for improving the vehicle economy and ensuring the normal operation of the vehicle.

diesel; viscosity; heating; projiect

U472

A

1671-7988 (2017)15-162-03

祁增祿，就職于陜西重型汽車有限公司。

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