专利名称：汽车发动机快速预热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于汽车发动机在低温条件下实现快速预热的装置。
在冬季低温条件下，由于润滑油粘度增高，起动阻力矩增大，蓄电池工作能力降低，汽车发动机起动十分困难。针对这个问题，目前国内外主要采用冷起动和热起动两种方法。由于地区温度变化差异大，润滑油低温指标较差，采用冷起动将会使发动机寿命受到较大影响，故一般多采用热态起动。一些条件较好的运输企业普遍采用热水、蒸汽或热空气集中预热的方法。但是，上述预热方法需要耗用大量热水、蒸汽或热空气；当发动机停运后，为防止冻坏发动机又需将循环冷却水白白放掉，既造成浪费，又给驾驶员增加了晚间放水、早晨提前为发动机预热起动做准备等工作量；另外，从集中预热整体来看，由于运输任务分散，部分在外执行任务的车辆不能当天归队，经常使一些配套预热设备处于“大马拉小车”的状态，因而造成设备、能源的浪费。
本实用新型的目的在于提供一种汽车发动机低温快速预热装置。利用它可以在冬季汽车发动机停运后将循环冷却水回收、储存，并可将其加热后再次注入发动机循环冷却系统对发动机进行快速预热，使之得以顺利起动；在夏季该装置还可用以对润滑油温度加以调节。
本实用新型是这样实现的。它由电子自控恒温装置、水(空气)加热循环装置、润滑油预热器、油温调节装置、微型空气压缩泵和相应的连接管路和阀门组成。电子自控恒温装置由保温容器1、液位传感器2、恒温预热器16、电子控制器17、温度传感器18和压力传感器19组成。装在保温容器1内的液位传感器2压力传感19、温度传感器18和恒温预热器16，分别通过相应的传输线路与容器外的电子控制器17相连；保温容器1进气管路上分别装有四位三通切换阀6、4、单向截止阀5、防爆阀3、在进出水管路上装有切换阀15；切换阀6通过管路分别与汽车空气包、微型空气泵7和切换阀15相连，阀15通过管路与水(空气)加热循环装置的插座板13上的接头A相连。保温容器1可安装在汽车驾驶室或其他适当部位。水(空气)加热循环装置如图5、6多种类型，其中以油为燃料的由循环水泵10、火咀11、加热器12、插板座13、电油泵14和汽车油箱组成。水泵10一端通过管路经插座板13上的接头D与加热器12相连，另一端通过管路与发动机散热器相连；对加热器12进行加热的火咀11通过管路依次与电油泵14和发动机油箱相连。插座板13安装在汽车保险杠上，连接管路可安装在汽车大梁槽盒内，使用时，将加热器12插头插在插座板13上，用完后即拔下。润滑油预热器9置于汽车油底润滑油液面下3－5cm深处，其一端与电磁三通阀8相连。另一端与迎风扇20和插座板13上的接头C相连，阀8和温度传感器21经电源线与电子控制器17相连；油底润滑油中还有温度传感器21。微型空气压缩泵7通过管路与切换阀6相连。
本实用新型各部分按上述安装完毕后，即可按以下步骤实现其各种功能一、冷却水回收储存，汽车发动机停运后，先打开散热器盖，旋转切换阀4使保温容器1与大气相通；依次打开发动机放水阀、电磁阀8和切换阀15；然后，起动发动机利用其水泵以怠速运转1分种左右，将发动机缸体和散热器内的冷却液压入容器1；旋转接通切换阀4、6，关闭阀15，用空气压缩泵7加压1－2kg／cm2，并打开电子控温开关进行恒温储存。电子自控保温装置的工作原理是当温度降低时，热敏电阻Rt1阻值增大，IC1的2脚电压值减少，当小于1.5V时IC1导通，继电器J1吸合，继电器JK线圈得电，其触点闭合，电热丝加热；Rt1阻值随温度升高而减小，IC1的2脚电压值升高，当大于1.5V时IC1截止，继电器J1触点断开，继电器JK线圈失电，其触点断开，电热丝停止加热。如此反复，使保温容器内保持恒温。最后，按冬季防冻规定检查发动机散热器以及各管路是否有存水，旋转关闭切换阀4、打开阀6，用压缩空气吹扫净发动机与预热装置相连的所有管路中的残留水。
二、加温预热，在发动机起动前，首先装好加热器12，将其插头插在插板座13上，打开散热盖，再打开发动机放水阀和电磁阀8，切换阀15，使润滑油预热器9，加热器12和保温容器1之间连通；再点燃加热器12，使加热器的水(蒸汽)经发动机油底润滑油预热器9逆向流入发动机水冷系统；使被受热者直接受热。然后，将发动机内的冷却液，经散热器放水开关、循环水泵10、插板座13、热水加热器12、润滑油预热器9、电磁阀8、发动机放水开关进行逆向热循环。当温度达到启动要求时，再起动发动机利用本机水泵将发动机内的冷却液经放水开关、电磁阀8、润滑油预热器9、插板座13、热水加热器12、循环水泵10、散热器放水开关进入发动机水冷系统进行正向循环，使发动机整体温度快速达到规定要求后，再关闭发动机放水开关，电磁阀8等，拆除加热器12，(将插头从插板座13上拔下)。
在不同的环境气温条件下，在不同的冷却介质中(如防冻液)，分别使用不同技术条件的保温容器1和图5、6所示类型的热水加热器12进行预热。其方法同上所述。
三、润滑油温度调节，在夏季气温较高的情况下，(1)利用微型压缩空气泵7、产生的空气，通过切换阀6、15及相应管路进入润滑油预热器9进行热交换后，经电磁阀8排入大气，同时油温传感器21和图3的半导体集成电路IC5构成的电子油温调节器控制电磁阀8中的空气量来对润滑油温度进行调节。(2)在汽车行驶中利用迎风扇20产生的高空气流速对润滑油预热器9内产生负压使大气经阀8进入润滑油预热器9与油温进行热交换后，利用油温传感器21和半导体电子油温调节器IC5控制电磁阀8中空气量仍可对润滑油温度进行调节。
本实用新型可根据气温差异灵活使用在气温较低(10℃以下)时，可采用上述全套装置，在气温较高(－10℃以上)情况下，可采用非真空的保温容器。由于在预热方法上采用逆向流入被加热系统，使被受热对象直接受热，因而热能利用率高，预热速度快。本装置结构合理，能充分发挥发动机原有部件和本装置各个部件的作用，实现多种功能，它对发动机冷却液的回收利用既可节省大量能源，又可减少发动机冷却系统水垢，从而延长发动机的使用寿命。该装置还具有操作方便、使用灵活、安全可靠等优点。本装置还可适用于野外工作的汽油、柴油发电机等其他发动机设备。
图1为本实用新型 总体结构流程示意图。
图2为保温容器1和恒温预热器16结构示意图。
图3为电子自控恒温装置电子控制电路图。
图4为润滑油预热器9结构示意图。
图5、图6为几种热水加热器结构及预热方式示意图。
以下结合附图对本实用新型的实施作详细说明。
本实用新型电子自控恒温装置中，保温容器1(见图2)呈长方体(亦可制作成园柱形罐体)，其上方留有进气口，中下部两侧相对留有与恒温预热器16安装配合的通口，该容器由里向外由热水储存胆22、真空隔热层或非真空保温隔热层23和外壳24三层构成。热水储存胆22用耐温、耐压的金属(例如铝)或非金属(如尼龙)材料制作，其容积可根据发动机冷却循环系统用水量而定；真空隔热保温层或非真空保温隔热层23内装有金属幅射薄板(如铝箔板)，其空间充填聚氨酯泡沫或珍珠岩等保温材料；外壳24用铁皮或塑料制作，其下方装有固定支架。恒温预热器16由管状电阻加热器和半导体集成电路(8751)组成，管状电阻加热器(见图2)内设有电热丝27和保温填料28。外设保护管29，电热丝由引出线与电子控制电路相连；电阻加热器腔内装有螺旋预热体30。为一呈梯形螺旋槽的园柱体，其中心有一通气孔。温度传感器18采用10K的热敏电阻，伸入容器1内，其外围设支撑管25和保护管26，支撑管25套在管状电阻加热器一端上，露在容器1外的一端带有引出线(与电子自控电路的IC1相接)和引出接头；恒温预热器16和温度传感器18用法兰盘31和螺栓分别与保温容器1相配合连接，其间装有密封垫。电子控制器17包含有电源开关K、恒温预热电路IC1、压力传感电路IC2、液位传感电路IC3、报警电路TB、润滑油温度调节电路IC5的半导体集成电路组成(见图3)。其中电阻R1－R5规格360Ω，R6－R8为6K可调电阻，R9规格为100Ω，Rt1、RT2为10K热敏电阻；电位器W1规格2K；D1－D5为4148型二极管；TB为3AX－31C型三极管；2CW22为二极稳压管；IC1－IC5为8751型集成块D22、D33、D44为中φ5发光二极管；C1－C4为150μF／25V电解电容，C5为10μF／15V；J1－J5为JRK－13F型继电器，JK为JL2A型继电器；HD为φ20晶体压电片；B1为小型半导体输出变压器，F为CA－10型压力传感器；A为干簧管；E1为12V蓄电池；H为10A／250V电源插座，DK为电源防爆插座，DF1、DF2为12V三通电磁阀线圈；K1－K6为三刀三掷纽子开关；J11、J22、J33、J44分别为继电器J1、J2、J3、J4的触点；L1、L2分别为循环水泵10和空气压缩泵7的线圈。液位传感器2由上方带有磁铁的液位浮子和干簧管组成，与半导体集成电路(8751)构成报警电路。压力传感器19可采用汽车CA－10型油压塞，其控制电路同上。水(空气)加热循环装置中，加热器12由图5、6所示类型，由封闭式或开口式，它由耐高温防氧化金属材料(如不锈钢)制作，为450×250×150mm箱体。其中油加热器12呈螺旋管，它由点火咀32、火咀11、油预热器33、电子打火器34、燃烧室35、节流管36、联动阀37构成。电加热器12由电热丝38、螺旋加热体39、外壳构成。
防冻液电和油加热器12，为开口形容器41，热水、蒸气，热空气加热器12，其外壳为封闭式容器42。插座板13为250×200mm胶木板或金属板，上面有一防爆电源插座DK和5个带单向截止阀的管路接头插座，其中A、B、C、D为水路接头插座，A、C后端分别通过管路与切换阀15和润滑油预热器相连，D后端通过管路与水泵10相连，B通过管路分别与A、C相连；E为油路接头插座，两端分别与电油泵14和火咀11相连。插板座13上的五个接头插座工作原理(1)当加热器12，火咀11上的管路接头A、B、C、D、E未插入对应的接头插座内时，接头插座B腔内单向阀常开，(此状态在冷却水回收时可使A、C相通)，其他接头插座的单向阀全关闭。(2)当加热器12、火咀11的插头分别插入插板座13上的相对应接头插座时，插座B的单向阀关闭，其它单向阀就被插头推开，此时，A管路的水全部经加热器12由C流入润滑油预热器9；完成预热功能。电油泵14采用JB－3／12V，水泵10排量为3m3／h。压力0.3kg／cm2；火咀11φ10mm管制作，长约100mm，其上钻有若干直径为0.3－0.4mm孔眼。润滑油预热器9(见图4)用铝或铜与其他金属制作，呈片状或其他形状，其上有蛇形盘管和接头，还有若干上下漏油孔和半园形散热片，整个预热器的尺寸可根据发动机油底的形状大小而定。迎风扇20由一外径200mm的文丘利节流管与风扇叶轮构成；温度传感器21采用10K热敏电阻。微型空气压缩泵规格为压力5Kg／cm2，排量0.3m3分，亦可用多种小型打气泵(电压12V)代替。本装置所用的切换阀4、6、15皆为四位三通切换阀。
权利要求1.一种汽车发动机快速预热装置，由电子自控恒温装置、水(空气)加热循环装置、润滑油预热器、油温调节装置，微型空气压缩泵和相应的连接管路及阀门组成，其特征在于a)电子自控恒温装置中，装在保温容器1内的液位传感器2、温度传感器18、压力传感器19、恒温预热器16分别通过相应传输线路与容器外的电子控制器17相连；保温容器1进气管路装有四位三通切换阀6、4、单向截止阀5、防爆阀3、通过阀6和相应管路分别与汽车空气包和微型空气泵7、切换阀15相连，进出水管路装有切换阀15、通过管路与水(空气)加热循环装置的插板座13接头A相连；b)水(空气)加热循环装置中，水泵10一端通过管路经插板座13接头D与加热器12相连，另一端通过管路与发动机散热器相连，火咀11通过管路与电油泵14和发动机油箱相连，加热器12的接头A、B、C、D分别与插板座13上的接头插座A、B、C、D对应相连，电加热器电源插头DK经电源线与插板座13上的DK相连；c)润滑油预热器9置于汽车油底润滑油液面下3-5cm深处，其一端与电磁三通阀8相连，另一端与插板座13上的接头c相连；d)油温调节装置中，油温传感器21与阀8的控制线圈DF1，经电源线，分别与电子控制器17中的半导体集成电路IC5相连，阀8线圈DF1与继电器触点J5相连，电磁阀8一端经管路与润滑油预热器9相连，另一端通大气，还有一端与发动机相连，迎风扇20引出端经管路与润滑油预热器9和插板座13上的管路接头C相连。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，保温容器1呈长方体，或其他形体其上方有进气口，中下部两侧有与恒温预热器16安装配合的通口，该容器最内层热水储存胆22用耐温、耐压金属或非金属材料制作，中间的真空隔热保温层或非真空保温层23内装有金属幅射薄板，其间充填聚氨酯泡沫或珍珠岩等保温材料，外壳24用铁皮或塑料制作。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，恒温预热器16的管状电阻加热器内装有电热丝27和保温填料28，外设保护管29，其腔内装置的螺旋预热体30为一呈梯形螺旋槽的园柱体，其中心有一通气孔。
4.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，电子控制器17包含有电源开关、恒温预热电路、压力传感电路、液位传感电路、报警电路、润滑油温度调节电路的半导体集成电路。
5.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，插板座13为长方形，由金属或非金属板制作，上面的水路接头插座A、C分别通过管路与自控恒温装置和润滑油预热器相连，D通过管路与水泵10相连，B与A、C分别通过管路连通；油路接头插座E两端分别与电油泵14和火咀11相连；另有一防爆电源插座DK与电源E1相连。
6.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，润滑油预热器9用金属制作，呈片状或其他形状，其上有蛇形盘管、接头和若干上下漏油孔和散热片。
7.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，迎风扇由节流管和风扇叶轮构成。
8.根据权利要求1所述的汽车发动机快速预热装置，其特征在于，加热器12其形状为螺旋管或梯形螺旋槽园柱体。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车发动机冬季快速预热装置，由电子自控恒温装置、水(空气)加热循环装置、润滑油预热器、微型空气压缩泵和相应的连接管路及阀门组成。利用本装置可以在冬季汽车发动机停运后将循环冷却水回收储存，并可将其加热后再次注入发动机循环冷却系统对发动机进行快速预热，使之得以顺利起动；在夏季该装置还可用以对润滑油温度加以调节。该装置可充分发挥发动机原有部件作用实现多种功能，可获得节能、延长发动机寿命、减轻驾驶员劳动强度等效益，并具有使用灵活、安全可靠等优点，宜于广泛采用。
文档编号F02N19/10GK2074821SQ90219429
公开日1991年4月10日 申请日期1990年9月17日 优先权日1990年9月17日
发明者梁金华, 王天龙 申请人:梁金华