保温式发动机预热系统实验,该文是关于预热论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
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摘 要：为了验证保温式发动机预热系统的预热效果,用模拟实验和理论计算的方法,对保温式预热系统进行了深入的研究.通过保温罐冷却液降温实验和发动机冷却液自然冷却实验,绘制出保温罐中冷却液降温曲线和发动机冷却液自然冷却降温曲线,并根据实验结果建立了保温式发动机预热系统预热模型.再通过保温罐和发动机水套热交换实验,验证了保温式发动机预热系统能在52s时间内完成预热过程.研究结果表明：即使环境温度低至-20℃,10h后使用保温式预热系统,发动机气缸温度也可提高到27℃,达到夏天启动的温度,具有良好的预热效果.此外,保温式发动机预热系统还具有不受电源限制,能够节约时间和耗能的优点,和其他类型的预热器相比具有明显的优势.
关键词：预热系统；发动机；实验；保温式
中图分类号：S776.3
文献标识码：A
文章编号：1001-005x（2015）05-0086-04
中国北方冬季寒冷,常常滴水成冰,哈尔滨最低气温曾达-52.3℃.低温时,车辆电瓶会出现供电不足,火花塞放电火能力弱,同时冬季燃油不易雾化点燃,部分车辆会出现启动困难或无法启动的现象.而且,冷启动耗时耗油,污染严重,冷启动一次机件的磨损量相当于正常行驶300km.研究表明,在低温状态下,发动机启动功率的大约60%是消耗在克服活塞、连杆、曲轴等零件摩擦的运动阻力上.此外,低温时燃烧室内容易形成积炭,造成活塞环胶结等现象,压缩力不足,发动机功率下降.因此,研究如何快速提高发动机启动时的温度有着重要意义.
1 研究的现状和趋势
1.1 研究的现状
国内外发动机预热器主要分为以下几类.
（1）“水”热预热器.该类预热器用电加热法将冷却液加热,从而使发动机整体预热.该类预热器接通220V电源20min内能将机体内防冻液提高40℃左右,能做到启动自如,其突出优点为体积小,即占用空间很小,安装非常简便,可直接串联在暖风循环管或小循环管上,几乎所有汽车都不需改动原车管路.预热器内部结构也采用低水流阻力设计,对原车暖风系统几乎无影响.“水”热预热器如图1所示.
（2）“油”热预热器.该类预热器对供油进行预热,使用汽车自身电瓶迅速加热燃油油路内供油.
结构包括进油管和和其连通的滤清器及预热塞.特征是：在滤清器和预热塞之间的管路上连接有控制预热塞供油的电磁阀,电磁阀两端分别通过油管和滤清器和预热塞连接.其优点是：需要预热塞工作时,接通电磁阀线路,使其阀门打开,柴油经滤清器通过电磁阀,再经进油管供给预热塞；预热塞不工作时,断开电磁阀线路,阀门关闭,通往预热塞的油路被断开,由电磁阀承担通往预热塞的油压,大大降低了由于球阀密封不严出现漏油的故障.“油”热预热器如图2所示.
（3）“气”热预热器.“气”热预热器对发动机进气进行预热.此类发动机进气预热器安装在汽车发动机的进气歧管上,进气预热器包括电热带和安装电热带的预热器座,电热带置于预热器座的框体内并固定在位于预热器座边框内的瓷垫组件上,预热器座边框上设有连接电热带两接线端的电源正极接线端子和电源负极接线端子.空气由进气歧管进入汽缸,当启动预热器时,加热元件发热,使空气受热进入汽缸内,进入发动机缸体的气体和燃料混合物被充分预热.“气”热预热器如图3所示.
1.2 研究的趋势
以上几类发动机预热器均采用电能转化成热能从而达到预热目的.其中大部分预热器（主要为“水”热式）采用外接220V电源加热方式,该类预热器消耗电能外,操作过程繁琐,且要靠近电源.另有小部分采用车载蓄电池加热,目前汽车广泛采用的铅酸蓄电池,冬季低温时蓄电池容量变小,充放电效率低下,因此采用蓄电池加热效率低能耗大.
鉴于以上分析,目前发动机预热器发展趋势主要有以下几点：
（1）提高热转化效率.目前广泛采用的“水”热式预热器大多采用电热丝发热,发热效率低.已有部分研究采用电磁感应加热原理,通过电磁感应线圈产生的高频交变磁场在发热体的表面形成涡流,这些涡流克服发热体的电阻做功,散发出热量,从而达到直接加热的目的.
（2）减少热损失.发动机停机前冷却系统处于高温状态,储存了大量的热量,如何利用这些热量为发动机下一次启动预热是发动机预热系统发展的又一趋势.保温式发动机预热系统利用保温灌储存发动机高温时的能量,并提供给发动机低温时使用.保温式发动机预热系统的主要优点是：①无需外接电源,不受电源限制；②耗能少,只需蓄电池供电将冷热水循环即可,能耗几乎可忽略不计.
2 结构原理
2.1 结构组成
保温式汽车发动机预热系统属于“水”热预热系统,安装方法和传统预热系统基本相同,即将预热系统安装在汽车发动机冷却系统上,串联在小循环系统中.
保温式汽车发动机预热系统主要由保温壶、水泵、阀门及管路等组成.保温式汽车发动机预热系统结构如图4所示.
保温式汽车发动机预热系统主管通过入口连接螺母和出口连接螺母连接到汽车发动机冷却系统上,串联在小循环系统中.进液管和出液管插入密封盖,进液管插入壶底,出液管插入密封盖并固定,这样可以保证最大限度的在冷热冷却液之间进行交换.密封盖和保温壶口通过螺纹紧密连接.
2.2 工作原理
在汽车发动机工作10min后,冷却液温度即可达到90℃,20min后冷却液温度将持续稳定在95℃左右.发动机停止工作后,冷却液温度将在4个小时内降低至环境温度.大部分车辆在傍晚停车时发动机冷却液温度在95℃左右,夜间大量的热量被浪费掉,早上又要花费燃油和时间对发动机预热,造成能量再次浪费.因此,保温式发动机预热系统采用串联保温壶的方式储存热量,供汽车发动机低温启动时提高发动机气缸壁温度.
当发动机温度较低,启动困难或无法启动时,启动预热系统加热,主管阀门关闭,支管阀门打开,水泵工作,发动机冷却系统中较低温度冷却液通过主管、支管阀门、进液管进入保温壶,保温壶中较高温度的冷却液通过出液管、水泵进入主管,从而完成一次交换,较高温度的冷却液使发动机缸体迅速升温,从而起到预热的作用.
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