一种螺旋线圈加热式火焰预热塞及柴油发动机

本发明属于发动机冷起动辅助系统，具体涉及一种螺旋线圈加热式火焰预热塞及柴油发动机。

背景技术：

1、柴油机在低温环境下冷机起动过程时，由于进气温度、机体温度与机油温度低、机油粘度大、漏气量大等原因使得压缩终了的缸内温度和压力远低于常规工况，燃油雾化效果差，导致缸内混合气形成及燃烧过程恶化，引起柴油机启动时间长，甚至造成柴油机启动困难、动力性差、排放污染严重等问题。

2、常用的一种柴油机冷启动辅助装置为进气预热装置，通过将进气预热装置安装在柴油发动机进气管前端，对进气进行预热，提高进气温度，使在压缩上止点时的缸内温度超过柴油喷雾的临界自燃温度，以改善燃油雾化、缩短滞燃期、从而提升柴油机的冷启动性能。

3、然而，已有的火焰进气预热装置大多通过电加热棒或电热丝点燃表面的柴油进而加热进气。但是在低温环境下，汽车的车载电源蓄电池的电解质活跃性低、性能差且容易亏电，而电加热棒或电热丝加热对启动电压要求更高，这对蓄电池消耗大；并且，电热棒或电热丝与柴油接触面积小、接触时间短，导致柴油气化效果差，进而引发进气预热的效率低，使柴油发动机在低温环境下的着火概率小。上述缺陷大大降低了预热塞不同低温环境下的适用性与发动机在低温恶劣环境下的冷启动性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，能够保证柴油发动机在低温条件下正常冷机启动。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，包括火焰罩、壳体、电磁感应蒸发网、进油管以及电磁感应螺旋线圈；

4、所述火焰罩的壁面设置有通风孔，且同轴设置于所述壳体下部的内腔；

5、所述电磁感应蒸发网夹设于所述壳体的内壁与所述火焰罩的外壁之间；

6、所述进油管的一端与所述电磁感应蒸发网连接，另一端能够与油泵连接；

7、所述电磁感应线螺旋线圈以螺旋形缠绕于所述壳体外壁与所述电磁感应蒸发网对应的位置；

8、所述壳体上部的内腔形成混合气腔。

9、进一步地，还包括空气旋流器；

10、所述空气旋流器同轴安装于所述壳体和所述火焰罩的底面端部，用于将空气导流进所述火焰罩。

11、进一步地，所述火焰罩为铁磁性材料。

12、进一步地，在所述壳体的内腔同轴设置有环形的稳焰板；

13、所述稳焰板位于所述火焰罩的顶部，用于使火焰产生旋涡。

14、进一步地，所述火焰罩的顶部与所述稳焰板之间夹设有电磁感应蒸发网。

15、进一步地，所述通风孔为条形通风孔。

16、此外，本发明还提供一种柴油发动机，在该柴油发动机的进气管路中安装有上述的螺旋线圈加热式火焰预热塞，所述螺旋线圈加热式火焰预热塞的轴向与所述进气管路中的空气来流方向平行。

17、有益效果：

18、1、火焰罩的壁面设置有通风孔，且同轴设置在壳体下部的内腔；电磁感应蒸发网夹设在壳体的内壁与火焰罩的外壁之间；进油管的一端与电磁感应蒸发网连接，另一端能够与油泵连接；电磁感应螺旋线圈以螺旋形缠绕于壳体外壁与电磁感应蒸发网对应的位置；壳体的上部内腔形成混合气腔。

19、如此，对电磁感应螺旋线圈施加交流电，使电磁感应蒸发网形成涡流而发热，高频电流的趋肤效应和邻近效应使电磁感应蒸发网表面温度快速升高，一方面，可以对通入电磁感应螺旋线圈交变电流的频率设计实现对加热功率的有效控制，缩短加热时间，提高加热温度，提高预热塞不同低温环境下的适用性；另一方面，通过电磁感应螺旋线圈加热可以有效降低对蓄电池的消耗，延长极寒环境下的蓄电池使用时间；而且，采用电磁感应蒸发网作为加热元件可以使电磁感应蒸发网在储存柴油的同时，提升与混合气的接触面积，促进柴油的气化。综合来看，该预热塞优化了油气混合过程，可有效对进气进行预热，提高进气温度，改善燃油气化效果、缩短滞燃期、显著提升柴油机在极寒恶劣环境下的冷启动性能。

20、2、空气旋流器同轴安装在壳体和火焰罩的底面端部，能够将空气导流进火焰罩，进一步优化了空气的预热效果。

21、3、火焰罩为铁磁性材料，如此，火焰罩也能产生涡流，可进一步促进混合气的形成，进一步优化了空气的预热效果。

22、4、在壳体的内腔同轴设置有环形的稳焰板，且稳焰板位于火焰罩的顶部。如此，柴油经燃烧后形成的部分已燃高温产物经稳焰板后产生回流作用，进而使火焰在稳焰板附近形成旋涡，即形成具有自动补偿能力的持续点火源，以不断点燃新鲜未燃的可燃混合物，从而达到稳定火焰的作用。

23、5、火焰罩的顶部与稳焰板之间夹设有电磁感应蒸发网，增大了柴油与空气的接触面积，进一步提高了空气预热效果。

24、6、螺旋线圈加热式火焰预热塞的轴向与柴油发动机进气管路中的空气来流方向平行，能够使空气更加顺畅地进入火焰罩内被预热，并且避免火焰被吹熄。

技术特征：

1.一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，其特征在于，包括火焰罩、壳体、电磁感应蒸发网、进油管以及电磁感应螺旋线圈；

2.根据权利要求1所述的一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，其特征在于，还包括空气旋流器；

3.根据权利要求1所述的一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，其特征在于，所述火焰罩为铁磁性材料。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，其特征在于，在所述壳体的内腔同轴设置有环形的稳焰板；

5.根据权利要求4所述的一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，其特征在于，所述火焰罩的顶部与所述稳焰板之间夹设有电磁感应蒸发网。

6.根据权利要求1－5任一项所述的一种螺旋线圈加热式火焰预热塞，其特征在于，所述通风孔为条形通风孔。

7.一种柴油发动机，其特征在于，在进气管路中安装有权利要求1－6任意一项所述的螺旋线圈加热式火焰预热塞。

8.根据权利要求7所述的一种柴油发动机，其特征在于，所述螺旋线圈加热式火焰预热塞的轴向与所述进气管路中的空气来流方向平行。

技术总结
本发明公开了一种螺旋线圈加热式火焰预热塞及柴油发动机，属于发动机冷起动辅助系统技术领域，该螺旋线圈加热式火焰预热塞的组成包括火焰罩、壳体、电磁感应蒸发网、进油管以及电磁感应螺旋线圈，其中，火焰罩的壁面设置有通风孔，且同轴设置于壳体下部的内腔；电磁感应蒸发网夹设于壳体的内壁与火焰罩的外壁之间；进油管的一端与电磁感应蒸发网连接，另一端能够与油泵连接；电磁感应线螺旋线圈以螺旋形缠绕于壳体外壁与电磁感应蒸发网对应的位置；壳体上部的内腔形成混合气腔。该螺旋线圈加热式火焰预热塞可显著提升柴油机在极寒恶劣环境下的冷启动性能。

技术研发人员：黎一锴,陈佳森,史中杰,王东方
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11