本發(fā)明涉及一種適用于工程車輛發(fā)動(dòng)機(jī)寒區(qū)啟動(dòng)的輔機(jī)電站寒區(qū)預(yù)熱系統(tǒng)，屬于工程車輛冷卻傳熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及動(dòng)力系統(tǒng)冷卻部件的強(qiáng)化冷卻散熱技術(shù)。

背景技術(shù)：

工程車輛柴油機(jī)在冬季低溫條件下能否迅速起動(dòng)，是決定工程車輛機(jī)動(dòng)性的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也是一個(gè)迫切需要得到解決的重要問題。多年來，世界各國都在減少低溫起動(dòng)時(shí)間上采取了各種措施，如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣加熱、電預(yù)熱起動(dòng)、利用起動(dòng)液(乙醚或其他燃燒液為基礎(chǔ)配制成的特殊液體)噴入進(jìn)氣管改善燃油著火條件等。

其中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣加熱的原理是通過在柴油機(jī)的進(jìn)氣管內(nèi)裝有電熱塞或者火焰加熱器，部分車輛在柴油機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)燃燒少量燃料來預(yù)熱進(jìn)氣氣流，提高柴油機(jī)壓縮終點(diǎn)溫度。這種方式需要人員專門的操作，自動(dòng)化程度低，預(yù)熱時(shí)間長，危險(xiǎn)性高。電預(yù)熱起動(dòng)的工作原理是在柴油機(jī)冷卻系中安裝加熱器，以加熱柴油機(jī)的冷卻液，使其整體溫升，從而減少氣缸與活塞之間、軸承等摩擦副的摩擦與磨損，減少柴油機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)阻力矩。但這種方式需要車輛新增專門的加熱設(shè)備，且破壞原有冷卻系統(tǒng)的安裝布置。同時(shí)，對(duì)于只安裝有機(jī)械水泵的傳統(tǒng)工程車輛而言，冷卻液的循環(huán)需要內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)，因而在起動(dòng)初期，燃油經(jīng)濟(jì)性差，機(jī)械損失大。最后，在寒區(qū)條件下，車輛的潤滑油粘度增加，潤滑效果變差，此時(shí)起動(dòng)會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來極大的危害，使動(dòng)力總成嚴(yán)重磨損，因而利用改善燃油條件的啟動(dòng)方法，往往弊大于利，因此很少使用。

液體加熱器循環(huán)系統(tǒng)是近年來新采用的一種低溫起動(dòng)輔助方式，與電加熱啟動(dòng)方法類似，該循環(huán)系統(tǒng)也是對(duì)冷卻液進(jìn)行加熱，但加熱方式和工作過程不盡相同。液體加熱循環(huán)系統(tǒng)是通過液體加熱器附帶的水泵將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)的冷卻液抽出，通過液體加熱器將其加熱后再循環(huán)至發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度均勻升高，達(dá)到低溫條件下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。相比于其它低溫啟動(dòng)方法，此方法對(duì)原動(dòng)力系統(tǒng)的破壞最小、冷啟動(dòng)時(shí)間較短，且循環(huán)加熱使得動(dòng)力系統(tǒng)整體均勻溫升，有效的避免了局部熱應(yīng)力的產(chǎn)生，提高了系統(tǒng)的可靠性。然而，此方法往往需要增加新的加熱設(shè)備(加熱器)和循環(huán)設(shè)備(水泵)，因而成本較高，系統(tǒng)較為復(fù)雜，且動(dòng)力艙空間緊促，布置困難。通過以上回顧不難發(fā)現(xiàn)，工程車輛寒區(qū)低溫冷啟動(dòng)仍 面臨著不少困難，因此迫切需要新的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)工程車輛在寒區(qū)啟動(dòng)難的問題，本發(fā)明的目的是提出一種新的寒區(qū)預(yù)熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用動(dòng)力艙內(nèi)的輔助電站產(chǎn)生高溫高壓空氣，對(duì)車輛動(dòng)力系統(tǒng)中的所有機(jī)油和冷卻液進(jìn)行小于45分鐘預(yù)熱，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在-43℃超低溫環(huán)境中正常啟動(dòng)。

具體工作原理是：輔機(jī)電站自帶有空氣壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)，當(dāng)壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣用于低溫啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)，發(fā)電機(jī)空載，提高壓縮空氣量，壓縮空氣溫度達(dá)到170～200℃，除少量壓縮空氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)助燃外，大部分高溫壓縮空氣通過專用管道分別進(jìn)入氣-液熱交換器，經(jīng)空-油、空-水熱交換器將熱量傳給機(jī)油或冷卻液，機(jī)油和冷卻液受熱并通過自然循環(huán)預(yù)熱機(jī)體內(nèi)全部冷卻液和油箱內(nèi)全部機(jī)油，壓縮空氣經(jīng)氣-液熱交換器后，余熱空氣回到輔機(jī)電站室，壓氣機(jī)吸入余熱空氣再次壓縮升溫后，繼續(xù)預(yù)熱機(jī)油和冷卻液，如此反復(fù)循環(huán)，直到機(jī)油和冷卻液溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值為止。

本發(fā)明中的輔機(jī)電站寒區(qū)預(yù)熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)的加溫系相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、加熱量大，冷啟動(dòng)速度快。輔機(jī)電站自帶的壓縮機(jī)能產(chǎn)生流量為934kg/h，熱流量為36.5kW，溫度高達(dá)170～200℃的高溫高壓氣體，車輛冷啟動(dòng)只需要不到45分鐘時(shí)間。

2、不需要電加熱設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)全工況啟動(dòng)。傳統(tǒng)的電加熱方式需要充足的車載電量，對(duì)車載電池的荷電狀態(tài)依賴性高，而該預(yù)熱系統(tǒng)無此約束，可實(shí)現(xiàn)工程車輛的全工況啟動(dòng)。

3、該系統(tǒng)中的氣—液熱交換器，結(jié)構(gòu)緊湊，耐震性能好，換熱效率高。熱交換器采用的是氣-液兩側(cè)換熱效率都比較高的板翅式熱交換器，該換熱器氣液兩側(cè)翅片采用相同高度，這樣有利于空氣傳熱和液體受熱自然流動(dòng)循環(huán)，且有利于提高換熱器的抗震性。

本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由附圖1給出。

附圖說明

附圖1為輔機(jī)電站低溫預(yù)熱工作原理圖；

具體實(shí)施方式

如附圖1所示，輔機(jī)電站自帶的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，除少量進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)助燃外，大部分通過專用管道分別進(jìn)入氣-液熱交換器，經(jīng)空-油、空-水熱交換器將熱量傳給機(jī)油或冷卻液，機(jī)油和冷卻液受熱并通過自然循環(huán)預(yù)熱機(jī)體內(nèi)全部冷卻液和油 箱內(nèi)全部機(jī)油，壓縮空氣經(jīng)氣-液熱交換器后，余熱空氣回到輔機(jī)電站室，壓氣機(jī)吸入余熱空氣再次壓縮升溫后，繼續(xù)預(yù)熱機(jī)油和冷卻液，如次反復(fù)循環(huán)，直到機(jī)油和冷卻液溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值為止。