專利名稱：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下實(shí)現(xiàn)快速預(yù)熱的裝置。
在冬季低溫條件下，由于潤(rùn)滑油粘度增高，起動(dòng)阻力矩增大，蓄電池工作能力降低，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)十分困難。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外主要采用冷起動(dòng)和熱起動(dòng)兩種方法。由于地區(qū)溫度變化差異大，潤(rùn)滑油低溫指標(biāo)較差，采用冷起動(dòng)將會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)壽命受到較大影響，故一般多采用熱態(tài)起動(dòng)。一些條件較好的運(yùn)輸企業(yè)普遍采用熱水、蒸汽或熱空氣集中預(yù)熱的方法。但是，上述預(yù)熱方法需要耗用大量熱水、蒸汽或熱空氣；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停運(yùn)后，為防止凍壞發(fā)動(dòng)機(jī)又需將循環(huán)冷卻水白白放掉，既造成浪費(fèi)，又給駕駛員增加了晚間放水、早晨提前為發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱起動(dòng)做準(zhǔn)備等工作量；另外，從集中預(yù)熱整體來(lái)看，由于運(yùn)輸任務(wù)分散，部分在外執(zhí)行任務(wù)的車輛不能當(dāng)天歸隊(duì)，經(jīng)常使一些配套預(yù)熱設(shè)備處于“大馬拉小車”的狀態(tài)，因而造成設(shè)備、能源的浪費(fèi)。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)低溫快速預(yù)熱裝置。利用它可以在冬季汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停運(yùn)后將循環(huán)冷卻水回收、儲(chǔ)存，并可將其加熱后再次注入發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行快速預(yù)熱，使之得以順利起動(dòng)；在夏季該裝置還可用以對(duì)潤(rùn)滑油溫度加以調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。它由電子自控恒溫裝置、水(空氣)加熱循環(huán)裝置、潤(rùn)滑油預(yù)熱器、油溫調(diào)節(jié)裝置、微型空氣壓縮泵和相應(yīng)的連接管路和閥門組成。電子自控恒溫裝置由保溫容器1、液位傳感器2、恒溫預(yù)熱器16、電子控制器17、溫度傳感器18和壓力傳感器19組成。裝在保溫容器1內(nèi)的液位傳感器2壓力傳感19、溫度傳感器18和恒溫預(yù)熱器16，分別通過(guò)相應(yīng)的傳輸線路與容器外的電子控制器17相連；保溫容器1進(jìn)氣管路上分別裝有四位三通切換閥6、4、單向截止閥5、防爆閥3、在進(jìn)出水管路上裝有切換閥15；切換閥6通過(guò)管路分別與汽車空氣包、微型空氣泵7和切換閥15相連，閥15通過(guò)管路與水(空氣)加熱循環(huán)裝置的插座板13上的接頭A相連。保溫容器1可安裝在汽車駕駛室或其他適當(dāng)部位。水(空氣)加熱循環(huán)裝置如圖5、6多種類型，其中以油為燃料的由循環(huán)水泵10、火咀11、加熱器12、插板座13、電油泵14和汽車油箱組成。水泵10一端通過(guò)管路經(jīng)插座板13上的接頭D與加熱器12相連，另一端通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器相連；對(duì)加熱器12進(jìn)行加熱的火咀11通過(guò)管路依次與電油泵14和發(fā)動(dòng)機(jī)油箱相連。插座板13安裝在汽車保險(xiǎn)杠上，連接管路可安裝在汽車大梁槽盒內(nèi)，使用時(shí)，將加熱器12插頭插在插座板13上，用完后即拔下。潤(rùn)滑油預(yù)熱器9置于汽車油底潤(rùn)滑油液面下3－5cm深處，其一端與電磁三通閥8相連。另一端與迎風(fēng)扇20和插座板13上的接頭C相連，閥8和溫度傳感器21經(jīng)電源線與電子控制器17相連；油底潤(rùn)滑油中還有溫度傳感器21。微型空氣壓縮泵7通過(guò)管路與切換閥6相連。
本實(shí)用新型各部分按上述安裝完畢后，即可按以下步驟實(shí)現(xiàn)其各種功能一、冷卻水回收儲(chǔ)存，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停運(yùn)后，先打開(kāi)散熱器蓋，旋轉(zhuǎn)切換閥4使保溫容器1與大氣相通；依次打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)放水閥、電磁閥8和切換閥15；然后，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)利用其水泵以怠速運(yùn)轉(zhuǎn)1分種左右，將發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和散熱器內(nèi)的冷卻液壓入容器1；旋轉(zhuǎn)接通切換閥4、6，關(guān)閉閥15，用空氣壓縮泵7加壓1－2kg／cm2，并打開(kāi)電子控溫開(kāi)關(guān)進(jìn)行恒溫儲(chǔ)存。電子自控保溫裝置的工作原理是當(dāng)溫度降低時(shí)，熱敏電阻Rt1阻值增大，IC1的2腳電壓值減少，當(dāng)小于1.5V時(shí)IC1導(dǎo)通，繼電器J1吸合，繼電器JK線圈得電，其觸點(diǎn)閉合，電熱絲加熱；Rt1阻值隨溫度升高而減小，IC1的2腳電壓值升高，當(dāng)大于1.5V時(shí)IC1截止，繼電器J1觸點(diǎn)斷開(kāi)，繼電器JK線圈失電，其觸點(diǎn)斷開(kāi)，電熱絲停止加熱。如此反復(fù)，使保溫容器內(nèi)保持恒溫。最后，按冬季防凍規(guī)定檢查發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器以及各管路是否有存水，旋轉(zhuǎn)關(guān)閉切換閥4、打開(kāi)閥6，用壓縮空氣吹掃凈發(fā)動(dòng)機(jī)與預(yù)熱裝置相連的所有管路中的殘留水。
二、加溫預(yù)熱，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，首先裝好加熱器12，將其插頭插在插板座13上，打開(kāi)散熱蓋，再打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)放水閥和電磁閥8，切換閥15，使?jié)櫥皖A(yù)熱器9，加熱器12和保溫容器1之間連通；再點(diǎn)燃加熱器12，使加熱器的水(蒸汽)經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)油底潤(rùn)滑油預(yù)熱器9逆向流入發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)；使被受熱者直接受熱。然后，將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的冷卻液，經(jīng)散熱器放水開(kāi)關(guān)、循環(huán)水泵10、插板座13、熱水加熱器12、潤(rùn)滑油預(yù)熱器9、電磁閥8、發(fā)動(dòng)機(jī)放水開(kāi)關(guān)進(jìn)行逆向熱循環(huán)。當(dāng)溫度達(dá)到啟動(dòng)要求時(shí)，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)利用本機(jī)水泵將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的冷卻液經(jīng)放水開(kāi)關(guān)、電磁閥8、潤(rùn)滑油預(yù)熱器9、插板座13、熱水加熱器12、循環(huán)水泵10、散熱器放水開(kāi)關(guān)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)進(jìn)行正向循環(huán)，使發(fā)動(dòng)機(jī)整體溫度快速達(dá)到規(guī)定要求后，再關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)放水開(kāi)關(guān)，電磁閥8等，拆除加熱器12，(將插頭從插板座13上拔下)。
在不同的環(huán)境氣溫條件下，在不同的冷卻介質(zhì)中(如防凍液)，分別使用不同技術(shù)條件的保溫容器1和圖5、6所示類型的熱水加熱器12進(jìn)行預(yù)熱。其方法同上所述。
三、潤(rùn)滑油溫度調(diào)節(jié)，在夏季氣溫較高的情況下，(1)利用微型壓縮空氣泵7、產(chǎn)生的空氣，通過(guò)切換閥6、15及相應(yīng)管路進(jìn)入潤(rùn)滑油預(yù)熱器9進(jìn)行熱交換后，經(jīng)電磁閥8排入大氣，同時(shí)油溫傳感器21和圖3的半導(dǎo)體集成電路IC5構(gòu)成的電子油溫調(diào)節(jié)器控制電磁閥8中的空氣量來(lái)對(duì)潤(rùn)滑油溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。(2)在汽車行駛中利用迎風(fēng)扇20產(chǎn)生的高空氣流速對(duì)潤(rùn)滑油預(yù)熱器9內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓使大氣經(jīng)閥8進(jìn)入潤(rùn)滑油預(yù)熱器9與油溫進(jìn)行熱交換后，利用油溫傳感器21和半導(dǎo)體電子油溫調(diào)節(jié)器IC5控制電磁閥8中空氣量仍可對(duì)潤(rùn)滑油溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型可根據(jù)氣溫差異靈活使用在氣溫較低(10℃以下)時(shí)，可采用上述全套裝置，在氣溫較高(－10℃以上)情況下，可采用非真空的保溫容器。由于在預(yù)熱方法上采用逆向流入被加熱系統(tǒng)，使被受熱對(duì)象直接受熱，因而熱能利用率高，預(yù)熱速度快。本裝置結(jié)構(gòu)合理，能充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)原有部件和本裝置各個(gè)部件的作用，實(shí)現(xiàn)多種功能，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的回收利用既可節(jié)省大量能源，又可減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)水垢，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。該裝置還具有操作方便、使用靈活、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。本裝置還可適用于野外工作的汽油、柴油發(fā)電機(jī)等其他發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備。


圖1為本實(shí)用新型 總體結(jié)構(gòu)流程示意圖。
圖2為保溫容器1和恒溫預(yù)熱器16結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為電子自控恒溫裝置電子控制電路圖。
圖4為潤(rùn)滑油預(yù)熱器9結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、圖6為幾種熱水加熱器結(jié)構(gòu)及預(yù)熱方式示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)用新型電子自控恒溫裝置中，保溫容器1(見(jiàn)圖2)呈長(zhǎng)方體(亦可制作成園柱形罐體)，其上方留有進(jìn)氣口，中下部?jī)蓚?cè)相對(duì)留有與恒溫預(yù)熱器16安裝配合的通口，該容器由里向外由熱水儲(chǔ)存膽22、真空隔熱層或非真空保溫隔熱層23和外殼24三層構(gòu)成。熱水儲(chǔ)存膽22用耐溫、耐壓的金屬(例如鋁)或非金屬(如尼龍)材料制作，其容積可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)用水量而定；真空隔熱保溫層或非真空保溫隔熱層23內(nèi)裝有金屬幅射薄板(如鋁箔板)，其空間充填聚氨酯泡沫或珍珠巖等保溫材料；外殼24用鐵皮或塑料制作，其下方裝有固定支架。恒溫預(yù)熱器16由管狀電阻加熱器和半導(dǎo)體集成電路(8751)組成，管狀電阻加熱器(見(jiàn)圖2)內(nèi)設(shè)有電熱絲27和保溫填料28。外設(shè)保護(hù)管29，電熱絲由引出線與電子控制電路相連；電阻加熱器腔內(nèi)裝有螺旋預(yù)熱體30。為一呈梯形螺旋槽的園柱體，其中心有一通氣孔。溫度傳感器18采用10K的熱敏電阻，伸入容器1內(nèi)，其外圍設(shè)支撐管25和保護(hù)管26，支撐管25套在管狀電阻加熱器一端上，露在容器1外的一端帶有引出線(與電子自控電路的IC1相接)和引出接頭；恒溫預(yù)熱器16和溫度傳感器18用法蘭盤31和螺栓分別與保溫容器1相配合連接，其間裝有密封墊。電子控制器17包含有電源開(kāi)關(guān)K、恒溫預(yù)熱電路IC1、壓力傳感電路IC2、液位傳感電路IC3、報(bào)警電路TB、潤(rùn)滑油溫度調(diào)節(jié)電路IC5的半導(dǎo)體集成電路組成(見(jiàn)圖3)。其中電阻R1－R5規(guī)格360Ω，R6－R8為6K可調(diào)電阻，R9規(guī)格為100Ω，Rt1、RT2為10K熱敏電阻；電位器W1規(guī)格2K；D1－D5為4148型二極管；TB為3AX－31C型三極管；2CW22為二極穩(wěn)壓管；IC1－IC5為8751型集成塊D22、D33、D44為中φ5發(fā)光二極管；C1－C4為150μF／25V電解電容，C5為10μF／15V；J1－J5為JRK－13F型繼電器，JK為JL2A型繼電器；HD為φ20晶體壓電片；B1為小型半導(dǎo)體輸出變壓器，F(xiàn)為CA－10型壓力傳感器；A為干簧管；E1為12V蓄電池；H為10A／250V電源插座，DK為電源防爆插座，DF1、DF2為12V三通電磁閥線圈；K1－K6為三刀三擲紐子開(kāi)關(guān)；J11、J22、J33、J44分別為繼電器J1、J2、J3、J4的觸點(diǎn)；L1、L2分別為循環(huán)水泵10和空氣壓縮泵7的線圈。液位傳感器2由上方帶有磁鐵的液位浮子和干簧管組成，與半導(dǎo)體集成電路(8751)構(gòu)成報(bào)警電路。壓力傳感器19可采用汽車CA－10型油壓塞，其控制電路同上。水(空氣)加熱循環(huán)裝置中，加熱器12由圖5、6所示類型，由封閉式或開(kāi)口式，它由耐高溫防氧化金屬材料(如不銹鋼)制作，為450×250×150mm箱體。其中油加熱器12呈螺旋管，它由點(diǎn)火咀32、火咀11、油預(yù)熱器33、電子打火器34、燃燒室35、節(jié)流管36、聯(lián)動(dòng)閥37構(gòu)成。電加熱器12由電熱絲38、螺旋加熱體39、外殼構(gòu)成。
防凍液電和油加熱器12，為開(kāi)口形容器41，熱水、蒸氣，熱空氣加熱器12，其外殼為封閉式容器42。插座板13為250×200mm膠木板或金屬板，上面有一防爆電源插座DK和5個(gè)帶單向截止閥的管路接頭插座，其中A、B、C、D為水路接頭插座，A、C后端分別通過(guò)管路與切換閥15和潤(rùn)滑油預(yù)熱器相連，D后端通過(guò)管路與水泵10相連，B通過(guò)管路分別與A、C相連；E為油路接頭插座，兩端分別與電油泵14和火咀11相連。插板座13上的五個(gè)接頭插座工作原理(1)當(dāng)加熱器12，火咀11上的管路接頭A、B、C、D、E未插入對(duì)應(yīng)的接頭插座內(nèi)時(shí)，接頭插座B腔內(nèi)單向閥常開(kāi)，(此狀態(tài)在冷卻水回收時(shí)可使A、C相通)，其他接頭插座的單向閥全關(guān)閉。(2)當(dāng)加熱器12、火咀11的插頭分別插入插板座13上的相對(duì)應(yīng)接頭插座時(shí)，插座B的單向閥關(guān)閉，其它單向閥就被插頭推開(kāi)，此時(shí)，A管路的水全部經(jīng)加熱器12由C流入潤(rùn)滑油預(yù)熱器9；完成預(yù)熱功能。電油泵14采用JB－3／12V，水泵10排量為3m3／h。壓力0.3kg／cm2；火咀11φ10mm管制作，長(zhǎng)約100mm，其上鉆有若干直徑為0.3－0.4mm孔眼。潤(rùn)滑油預(yù)熱器9(見(jiàn)圖4)用鋁或銅與其他金屬制作，呈片狀或其他形狀，其上有蛇形盤管和接頭，還有若干上下漏油孔和半園形散熱片，整個(gè)預(yù)熱器的尺寸可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油底的形狀大小而定。迎風(fēng)扇20由一外徑200mm的文丘利節(jié)流管與風(fēng)扇葉輪構(gòu)成；溫度傳感器21采用10K熱敏電阻。微型空氣壓縮泵規(guī)格為壓力5Kg／cm2，排量0.3m3分，亦可用多種小型打氣泵(電壓12V)代替。本裝置所用的切換閥4、6、15皆為四位三通切換閥。
權(quán)利要求1.一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，由電子自控恒溫裝置、水(空氣)加熱循環(huán)裝置、潤(rùn)滑油預(yù)熱器、油溫調(diào)節(jié)裝置，微型空氣壓縮泵和相應(yīng)的連接管路及閥門組成，其特征在于a)電子自控恒溫裝置中，裝在保溫容器1內(nèi)的液位傳感器2、溫度傳感器18、壓力傳感器19、恒溫預(yù)熱器16分別通過(guò)相應(yīng)傳輸線路與容器外的電子控制器17相連；保溫容器1進(jìn)氣管路裝有四位三通切換閥6、4、單向截止閥5、防爆閥3、通過(guò)閥6和相應(yīng)管路分別與汽車空氣包和微型空氣泵7、切換閥15相連，進(jìn)出水管路裝有切換閥15、通過(guò)管路與水(空氣)加熱循環(huán)裝置的插板座13接頭A相連；b)水(空氣)加熱循環(huán)裝置中，水泵10一端通過(guò)管路經(jīng)插板座13接頭D與加熱器12相連，另一端通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器相連，火咀11通過(guò)管路與電油泵14和發(fā)動(dòng)機(jī)油箱相連，加熱器12的接頭A、B、C、D分別與插板座13上的接頭插座A、B、C、D對(duì)應(yīng)相連，電加熱器電源插頭DK經(jīng)電源線與插板座13上的DK相連；c)潤(rùn)滑油預(yù)熱器9置于汽車油底潤(rùn)滑油液面下3-5cm深處，其一端與電磁三通閥8相連，另一端與插板座13上的接頭c相連；d)油溫調(diào)節(jié)裝置中，油溫傳感器21與閥8的控制線圈DF1，經(jīng)電源線，分別與電子控制器17中的半導(dǎo)體集成電路IC5相連，閥8線圈DF1與繼電器觸點(diǎn)J5相連，電磁閥8一端經(jīng)管路與潤(rùn)滑油預(yù)熱器9相連，另一端通大氣，還有一端與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，迎風(fēng)扇20引出端經(jīng)管路與潤(rùn)滑油預(yù)熱器9和插板座13上的管路接頭C相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，保溫容器1呈長(zhǎng)方體，或其他形體其上方有進(jìn)氣口，中下部?jī)蓚?cè)有與恒溫預(yù)熱器16安裝配合的通口，該容器最內(nèi)層熱水儲(chǔ)存膽22用耐溫、耐壓金屬或非金屬材料制作，中間的真空隔熱保溫層或非真空保溫層23內(nèi)裝有金屬幅射薄板，其間充填聚氨酯泡沫或珍珠巖等保溫材料，外殼24用鐵皮或塑料制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，恒溫預(yù)熱器16的管狀電阻加熱器內(nèi)裝有電熱絲27和保溫填料28，外設(shè)保護(hù)管29，其腔內(nèi)裝置的螺旋預(yù)熱體30為一呈梯形螺旋槽的園柱體，其中心有一通氣孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，電子控制器17包含有電源開(kāi)關(guān)、恒溫預(yù)熱電路、壓力傳感電路、液位傳感電路、報(bào)警電路、潤(rùn)滑油溫度調(diào)節(jié)電路的半導(dǎo)體集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，插板座13為長(zhǎng)方形，由金屬或非金屬板制作，上面的水路接頭插座A、C分別通過(guò)管路與自控恒溫裝置和潤(rùn)滑油預(yù)熱器相連，D通過(guò)管路與水泵10相連，B與A、C分別通過(guò)管路連通；油路接頭插座E兩端分別與電油泵14和火咀11相連；另有一防爆電源插座DK與電源E1相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，潤(rùn)滑油預(yù)熱器9用金屬制作，呈片狀或其他形狀，其上有蛇形盤管、接頭和若干上下漏油孔和散熱片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，迎風(fēng)扇由節(jié)流管和風(fēng)扇葉輪構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)快速預(yù)熱裝置，其特征在于，加熱器12其形狀為螺旋管或梯形螺旋槽園柱體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冬季快速預(yù)熱裝置，由電子自控恒溫裝置、水(空氣)加熱循環(huán)裝置、潤(rùn)滑油預(yù)熱器、微型空氣壓縮泵和相應(yīng)的連接管路及閥門組成。利用本裝置可以在冬季汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停運(yùn)后將循環(huán)冷卻水回收儲(chǔ)存，并可將其加熱后再次注入發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行快速預(yù)熱，使之得以順利起動(dòng)；在夏季該裝置還可用以對(duì)潤(rùn)滑油溫度加以調(diào)節(jié)。該裝置可充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)原有部件作用實(shí)現(xiàn)多種功能，可獲得節(jié)能、延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度等效益，并具有使用靈活、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，宜于廣泛采用。
文檔編號(hào)F02N19/10GK2074821SQ90219429
公開(kāi)日1991年4月10日 申請(qǐng)日期1990年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月17日
發(fā)明者梁金華, 王天龍 申請(qǐng)人:梁金華