柴油发动机进气预热系统的控制方法
本发明公开了一种柴油发动机进气预热系统的控制方法，所述方法包括如下步骤：控制第一控制阀关闭，第二控制阀打开，发电电动机起动，带动微型燃气轮机系统工作，由涡轮机排出的高温燃气经过换热器加热冷却液的同时，涡轮机通过输出轴将机械能传递至发电电动机，发电电动机发电，并给蓄电池充电，此时起动机工作，带动发动机运转；当冷却液水温达到75℃时，打开第一控制阀，进气管道内的空气与经涡轮机排出的高温废气混合后进入缸体内，提高发动机本体的进气温度。所述方法能够提高进气温度以及蓄电池的电量，有助于严寒环境下的柴油发动机起动。
发明专利
CN202310500655.4
2023-05-06
CN117386544A
2024-01-12
F02N19/04(2010.01)
北京理工大学
黎一锴;史中杰;蔡畅;杨子明
100000 北京市海淀区中关村南大街5号
北京万胜达专利代理事务所(普通合伙)
李迪
北京;11
1.一种柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于：所述预热系统包括发动机本体(1)、充电起动系统、冷却液循环换热系统以及微型燃气轮机系统；所述充电起动系统包括依次电连接的发电电动机(2)、蓄电池(3)以及起动机(4)； 所述冷却液循环换热系统包括换热器(5)、高温冷却水管道(6)以及低温冷却水管道(7)；所述换热器(5)与所述发动机本体(1)之间通过所述高温冷却水管道(6)和所述低温冷却水管道(7)连通；在所述换热器(5)、所述发动机本体(1)、所述高温冷却水管道(6)以及所述低温冷却水管道(7)内填充有冷却液； 所述微型燃气轮机系统包括依次密封连接的压气机(14)、燃烧室(15)以及涡轮机(8)； 所述涡轮机(8)设置有高温气体出口，并且所述高温气体出口与所述换热器(5)连通，用于加热所述换热器(5)内的冷却液；所述涡轮机(8)的输出轴与所述发电电动机(2)的输入轴连接，用于将所述涡轮机(8)的转子动能输出给所述发电电动机(2)，所述发电电动机(2)将电能输送至所述蓄电池(3)； 进气管道(9)的一端与所述发动机本体(1)连通，所述进气管道(9)的另一端与所述高温气体出口连通；所述涡轮机(8)的所述高温气体出口与所述进气管道(9)之间通过第一出气支管(10)连通，并与所述换热器(5)之间通过第二出气支管(11)连通；在所述第一出气支管(10)中安装有第一控制阀(12)；在所述第二出气支管(11)中安装有第二控制阀(13)； 所述控制方法包括如下步骤： 控制第一控制阀(12)关闭，第二控制阀(13)打开，发电电动机(2)起动，带动微型燃气轮机系统工作，由涡轮机(8)排出的高温燃气经过换热器(5)加热冷却液的同时，涡轮机(8)通过输出轴将机械能传递至发电电动机(2)，发电电动机(2)发电，并给蓄电池(3)充电，此时起动机(4)工作，带动发动机运转； 当冷却液水温达到75℃时，打开第一控制阀(12)，进气管道(9)内的空气与经涡轮机(8)排出的高温废气混合后进入缸体内，提高发动机本体(1)的进气温度。 2.如权利要求1所述的柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于： 所述涡轮机(8)排出的高温燃气进入换热器(5)，对换热器(5)进行加热，同时将换热器(5)内的冷却液进行升温，通过冷却液在换热器(5)和发动机本体(1)之间的循环流动对发动机本体(1)进行预热。 3.如权利要求1所述的柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于：通过第一控制阀(21)控制涡轮机(8)与进气管道(9)之间的第一出气支管(10)的通断，进而控制涡轮机(8)的高温燃气是否进入缸体内，从而控制发动机本体(1)的进气温度；通过第二控制阀(13)控制涡轮机(8)的高温燃气进入换热器(5)以及控制进入换热器(5)的高温燃气的流量，同时结合第一控制阀(12)合理分配涡轮机(8)的高温燃气进入换热器(5)和缸体内的比例，从而能够高效地利用涡轮机(8)的高温燃气，使柴油发动机快速满足点火状态。 4.如权利要求1所述的柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于：通过水泵(18)加速低温冷却水管道(7)中冷却液的流动速度，提高冷却液在换热器(5)与发动机本体(1)之间的循环流动速度和流量，能够将换热器(5)从高温燃气中吸收的热量快速输送到发动机本体(1)，从而提高换热器(5)的换热效率，充分利用涡轮机(8)的高温燃气，缩短柴油发动机在严寒环境下的预热时间。 5.如权利要求1所述的柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于：所述发动机本体(1)上设置有与其连通的排气管道(16)。 6.如权利要求1所述的柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于：所述换热器设置有高温排气通道(17)。 7.如权利要求1所述的柴油发动机进气预热系统的控制方法，其特征在于：所述低温冷却水管道(7)中安装有水泵(18)。