本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)，尤其涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)車的柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)車長時(shí)間停機(jī)后，柴油機(jī)的冷卻水溫度會(huì)因?yàn)榕c環(huán)境溫度的溫差而產(chǎn)生熱傳遞，導(dǎo)致冷卻水溫度下降，直至冷卻水溫度與環(huán)境溫度相同。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)車需要再次啟動(dòng)柴油機(jī)并加載工作時(shí)，首先需要將柴油機(jī)的高溫冷卻水溫度加熱到50℃以上才可以加載。但是由于柴油機(jī)啟動(dòng)后，高溫冷卻水經(jīng)過外部高溫冷卻水系統(tǒng)回路循環(huán)后，損失大量熱量，導(dǎo)致升溫緩慢。降低了工作效率、提高了燃油消耗、增大了排放污染并導(dǎo)致柴油機(jī)積碳嚴(yán)重等一系列后果。

現(xiàn)有技術(shù)的柴油機(jī)高溫冷卻水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為柴油機(jī)高溫冷卻水出口與帶有冷卻風(fēng)扇的散熱器的進(jìn)水口連接，散熱器的出水口與高溫水泵的進(jìn)水口連接，散熱器的出水口同時(shí)與膨脹水箱的出水口連接，高溫水泵的出水口與柴油機(jī)的高溫冷卻水進(jìn)口連接，冷卻水由柴油機(jī)高溫冷卻水出口流出，經(jīng)過散熱器和外部系統(tǒng)管路后流回柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口，循環(huán)往復(fù)。為了提高散熱器在柴油機(jī)正常加載工作時(shí)的散熱效率，散熱器通常設(shè)計(jì)為銅制的管片式結(jié)構(gòu)，高溫冷卻水流入散熱器的銅管后，由于散熱器的水流面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管路的截面積，導(dǎo)致冷卻水流速急劇下降，再加上銅良好的導(dǎo)熱性能，就算冷卻風(fēng)扇沒有強(qiáng)迫通風(fēng)散熱的情況下，散熱也非?？臁＝?jīng)過散熱器散熱后的冷卻水流回柴油機(jī)，致使柴油機(jī)高溫冷卻水升溫緩慢。

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)車需要啟動(dòng)柴油機(jī)并加載工作時(shí)，首先需要將柴油機(jī)的高溫冷卻水溫度加熱到50℃以上。在環(huán)境溫度20℃，柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)將近半小時(shí)才可以將高溫冷卻水的溫度升溫到50℃，在環(huán)境溫度-20℃，柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)一個(gè)小時(shí)以上才可以將高溫冷卻水的溫度升溫到50℃，隨著環(huán)境溫度繼續(xù)下降，預(yù)熱時(shí)間會(huì)更長?，F(xiàn)有技術(shù)的柴油機(jī)高溫冷卻水升溫很慢，有以下3個(gè)缺點(diǎn):

1.降低了工作效率

內(nèi)燃機(jī)車準(zhǔn)備作業(yè)時(shí)，需要使用很長的預(yù)熱時(shí)間做準(zhǔn)備工作，嚴(yán)重影響了工作效率。

2.加大燃油消耗和增加排放量

柴油機(jī)長時(shí)間惰轉(zhuǎn)加大了燃油消耗，消耗燃油就會(huì)增加排放，污染環(huán)境。隨著世界性的能源緊張和環(huán)境污染等問題嚴(yán)重影響著全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人類的生存環(huán)境。節(jié)能、環(huán)保課題逐漸提上日程，顯然對于采用節(jié)能、環(huán)保理念的今天，節(jié)省燃油消耗和減少排放非常重要。

3.柴油機(jī)積碳嚴(yán)重

長時(shí)間惰轉(zhuǎn)會(huì)加大柴油機(jī)積碳，破壞柴油機(jī)性能和影響柴油機(jī)壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)的不足，通過技術(shù)手段提供一種可以使內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)縮短加載前預(yù)熱時(shí)間的方法，通過本發(fā)明可以提高內(nèi)燃機(jī)車的工作效率、減小燃油消耗、降低柴油機(jī)排放和減少柴油機(jī)積碳。

這種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)，柴油機(jī)高溫冷卻水出口與帶有冷卻風(fēng)扇的散熱器的進(jìn)水口連接，散熱器的出水口與高溫水泵的進(jìn)水口連接，散熱器的出水口同時(shí)與膨脹水箱的出水口連接，高溫水泵的出水口與柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口連接，柴油機(jī)高溫冷卻水出口與散熱器的進(jìn)水口之間設(shè)有水溫傳感器和氣動(dòng)閥裝置，柴油機(jī)高溫冷卻水出口與水溫傳感器的一端連接，水溫傳感器的另一端與氣動(dòng)閥的一端連接，氣動(dòng)閥的另一端與散熱器連接。

所述的氣動(dòng)閥裝置通過電-氣信號轉(zhuǎn)換器控制。

所述的水溫傳感器與控制電-氣信號轉(zhuǎn)換器的控制器連接。

所述的電-氣信號轉(zhuǎn)換器帶有執(zhí)行器，執(zhí)行器與電-氣信號轉(zhuǎn)換器連接。

所述的氣動(dòng)閥裝置為三通閥，進(jìn)口一、出口一及出口二。

所述的氣動(dòng)閥裝置的出口一與散熱器連接，出口二與高溫水泵連接，進(jìn)口一連接柴油機(jī)冷卻水出口。

所述的執(zhí)行器由氣源提供動(dòng)力。

所述的氣源又由內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)風(fēng)缸提供。

所述的氣源的壓力為600KPa-800KPa。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：通過本發(fā)明可以使內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)加載前的預(yù)熱時(shí)間縮短為現(xiàn)有技術(shù)方案的二分之一左右。減少預(yù)熱時(shí)間的同時(shí)提高了工作效率；減小了柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)時(shí)的二分之一左右的燃油消耗和排放量；減小了柴油機(jī)積碳。

附圖說明

圖1為內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)的原理框圖。

圖2為內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)的氣動(dòng)閥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記：A-進(jìn)口一，B-出口一，C-出口二，I-出口一位，II-出口二位。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步說明。

這種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)，柴油機(jī)高溫冷卻水出口與帶有冷卻風(fēng)扇的散熱器的進(jìn)水口連接，散熱器的出水口與高溫水泵的進(jìn)水口連接，散熱器的出水口同時(shí)與膨脹水箱的出水口連接，高溫水泵的出水口與柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口連接，柴油機(jī)高溫冷卻水出口與散熱器的進(jìn)水口之間設(shè)有水溫傳感器和氣動(dòng)閥裝置，柴油機(jī)高溫冷卻水出口與水溫傳感器的一端連接，水溫傳感器的另一端與氣動(dòng)閥的一端連接，氣動(dòng)閥的另一端與散熱器連接。所述的氣動(dòng)閥裝置通過電-氣信號轉(zhuǎn)換器控制。所述的水溫傳感器與控制電-氣信號轉(zhuǎn)換器的控制器連接。所述的電-氣信號轉(zhuǎn)換器帶有執(zhí)行器，執(zhí)行器與電-氣信號轉(zhuǎn)換器連接。所述的氣動(dòng)閥裝置為三通閥，進(jìn)口一A、出口一B及出口二C。所述的氣動(dòng)閥裝置的出口一B與散熱器連接，出口二C與高溫水泵連接，進(jìn)口一A連接柴油機(jī)冷卻水出口。所述的執(zhí)行器由氣源提供動(dòng)力。所述的氣源又由內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)風(fēng)缸提供。所述的氣源的壓力為600KPa-800KPa。

如圖1所示，本發(fā)明是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在柴油機(jī)高溫冷卻水的出口管路上增加一個(gè)水溫傳感器和一個(gè)氣動(dòng)閥裝置，即在柴油機(jī)高溫冷卻水出口與散熱器之間增加一個(gè)水溫傳感器和一個(gè)氣動(dòng)閥裝置，并通過電-氣轉(zhuǎn)換器控制氣動(dòng)閥裝置，即通過電-氣混合的方式控制氣動(dòng)閥裝置，使高溫冷卻水溫度在＜55℃時(shí)不經(jīng)過散熱器，而通過盡量短的管路直接流回柴油機(jī)的高溫冷卻水進(jìn)口，通過減少熱量損失的方法達(dá)到縮短加載前預(yù)熱時(shí)間的目的。氣動(dòng)閥裝置為三通閥結(jié)構(gòu)，一進(jìn)兩出，兩個(gè)出口分別接散熱器和柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口，氣動(dòng)閥裝置的出口一B與散熱器連接，出口二C與高溫水泵連接，進(jìn)口一A連接柴油機(jī)冷卻水出口。柴油機(jī)啟動(dòng)后，高溫水泵開始工作。柴油機(jī)高溫冷卻水由柴油機(jī)高溫冷卻水出口流出，當(dāng)水溫傳感器檢測到高溫冷卻水溫度＜55℃時(shí)，高溫冷卻水經(jīng)過氣動(dòng)閥裝置后直接流回柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口。當(dāng)水溫傳感器檢測到高溫冷卻水溫度在55℃到60℃之間時(shí)，經(jīng)過氣動(dòng)閥裝置的高溫冷卻水中的一部分進(jìn)入散熱器，一部分直接流回柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口，溫度越高，流進(jìn)散熱器的水越多。當(dāng)水溫傳感器檢測到高溫冷卻水溫度≥60℃時(shí)，高溫冷卻水回路恢復(fù)到現(xiàn)有技術(shù)，高溫冷卻水經(jīng)過氣動(dòng)閥裝置后流入散熱器等設(shè)備，再流回高溫冷卻水進(jìn)口，進(jìn)入正常工作模式。

本發(fā)明具體是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的，首先在高溫冷卻水的出口管路上增加一個(gè)水溫傳感器和一個(gè)氣動(dòng)閥裝置，水溫傳感器與控制器之間接線，在控制器上設(shè)定傳送信號溫度為55℃-60℃(可根據(jù)具體柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié))，控制器使用220V的交流電，當(dāng)控制器接收水溫傳感器檢測的高溫冷卻水溫度＜55℃時(shí)，向電-氣信號轉(zhuǎn)換器發(fā)出20毫安的電信號，電-氣信號轉(zhuǎn)換器同時(shí)將電信號轉(zhuǎn)換成100kPa的氣壓閥位信號輸出到氣動(dòng)閥裝置的執(zhí)行器上并控制閥門在出口一位Ⅰ，使高溫冷卻水直接流回柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口。氣動(dòng)閥裝置為三通閥結(jié)構(gòu)，氣動(dòng)閥裝置帶有執(zhí)行器，并和執(zhí)行器集成一體。氣動(dòng)閥裝置的進(jìn)口一A接柴油機(jī)高溫冷卻水出口，出口一B接散熱器，出口二C接柴油機(jī)高溫冷卻水進(jìn)口。氣動(dòng)閥裝置閥門工作時(shí)在出口一位Ⅰ和出口二位Ⅱ之間，不工作時(shí)在出口二位Ⅱ。執(zhí)行器通過600kPa-800kPa的氣源提供動(dòng)力，氣源可由機(jī)車制動(dòng)風(fēng)缸提供。當(dāng)控制器接收水溫傳感器檢測的柴油機(jī)高溫冷卻水溫度在55℃到60℃之間時(shí)，向電-氣信號轉(zhuǎn)換器發(fā)出4-20毫安的電信號，電-氣信號轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成20kPa到100kPa的氣壓閥位信號輸出到氣動(dòng)閥裝置的執(zhí)行器上并控制閥門在出口一位Ⅰ和出口二位Ⅱ之間動(dòng)作。當(dāng)控制器接收水溫傳感器檢測的柴油機(jī)高溫冷卻水溫度≥60℃時(shí)，就不再向電-氣信號轉(zhuǎn)換器發(fā)出信號了，使氣動(dòng)閥裝置不再動(dòng)作并停留在Ⅱ位，恢復(fù)到正常柴油機(jī)運(yùn)用時(shí)的邏輯。由于氣動(dòng)閥裝置不工作時(shí)停留在出口二位Ⅱ，因此本發(fā)明還具有失效保護(hù)功能，也就是說在發(fā)明中的某一部件不能正常工作時(shí)，高溫冷卻水系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)到正常柴油機(jī)運(yùn)用時(shí)的邏輯。