[发明专利]一种柴油机冷启动系统及启动方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车领域，特别是涉及柴油机的冷启动。

背景技术

内燃机启动性能是评价内燃机工作性能的重要指标之一。在一定的环境条件下，内燃机能迅速可靠的启动，将给用户带来使用方便、给厂家带来产品信誉。在冬季，尤其是严寒地区，由于环境温度很低，使进气温度下降，蓄电池电容量降低，润滑油粘度增加，这些因素促使内燃机启动困难。

为了改善冷启动性能，业界人士做了很多这方面的研究，汽油机启动性能较好，必要时采取一些简便措施，如预热进气管和曲轴箱机油，在冷却系中加热水，注意蓄电池保温等，这样，低温启动并不难。

但是，柴油机采用压缩点火，在低温条件下启动时，由于进气温度、燃烧室温度较低，造成压缩终点工质的温度和压力均较低。同时，由于启动时活塞运动速度较低，导致漏气损失增加，也使压缩终点的温度降低，从而使燃油的雾化及着火条件变差，造成柴油机冷启动困难。尤其是在-10度以下难以启动，其原因是压缩后的气体温度达不到450度---550度，故喷油后不能燃烧。

柴油机机冷启动是依靠起动机的拖动，吸入新鲜的冷空气，缸内冷空气由于被压缩而温度上升，然后通过排气歧管排出。气缸由于反拖作用，温度逐渐上升，当发动机转速上升到设定的转速时，喷油器喷油压燃。但是在低温下启动就变得很困难，因为发动机每次都吸入新鲜的冷空气，虽然发动机被反拖到设定喷油的转速，但是由于进入的冷空气温度并没有达到合适的压燃温度，造成了发动机不能正常着火。

在起动柴油机时，为了使燃料能够可靠地着火和燃烧，要求压缩终了气体的温度达到压燃温度。在起动过程巾，起动初期柴油机的转速较低，气缸内被压缩的气体与气缸壁换热时间较长，同时冷机的气缸壁温度较低，热损失较大，并且压缩气体经活塞环的漏气量也较大。因此，压缩终了的气体温度和压力均较低，可燃混合气难以着火。

目前多是采用加热方法，来提高气缸温度，但是现有技术具有时间长、耗电大的缺点。而且在低温下冷启动时，柴油机喷油不能理想燃烧，直接排到大气中，污染环境。

发明内容

本发明是针对柴油机在低温下启动困难而设计的低温启动系统。具体技术方案如下。

一种柴油机冷启动系统，包括：空气滤清器、压气机、增压器涡轮机、排放后处理装置、整车排气系统、排气歧管、气缸、进气歧管、中冷器以及节流阀，还包括设置在排气歧管和增压器涡轮机之间三通阀以及一冷启动侧管，其中三通阀将冷启动侧管的一端与增压器涡轮机和排气歧管连接，冷启动侧管的另一端与进气歧管连接。

在冷启动时控制三通阀，使排气歧管与冷启动侧管连通，使刚刚升温的废气再次进入气缸被压缩升温。当内燃机喷油启动后，控制三通阀，使排气歧管与增压器涡轮机连通，使废气正常排放。

本发明有效解决冷启动的困难，当起动机反拖柴油机进行循环时，压缩终了的较高温度的废气不直接排出，而是通过附加冷启动侧管回到进气歧管，被再次吸入气缸进行压缩，这样循环下去，进气温度会循环升高，而缸体温度也会很快达到压燃条件。这样，一旦发动机转速达到喷油条件，就能很方便的压燃，解决了低温冷启动的要求。

本发明有效的改善了柴油机的冷启动性能，充分利用了能量，将热量回复利用，节省能源，使起动变得方便，从而进一步节省了电能。同时也降低了排放，不至于喷油后点不着火，而使未燃烧的燃油直接排出，污染环境，从另外一个方面看，也节省了燃油。

附图说明

图1是本发明系统示意图。

附图标记说明：

1、新鲜空气；2、空气滤清器；3、压气机；

4、增压器涡轮机；5、排放后处理装置；6、整车排气系统；

7、三通阀；8、排气歧管；9、气缸；10、进气歧管；

11、节流阀；12、中冷器；13冷启动侧管。

具体实施方式

下面结合图1对本发明进行具体描述，该图以增压中冷柴油机为例，其中与冷启动无关的发动机系统部分未图示。

冷启动时，环境中的新鲜冷空气1通过空滤2过滤后，进入压气机3，经过中冷器12、节流阀11，然后进入进气歧管10被吸入气缸9，经过压缩后，缸内气体温度、压力上升，当排气门打开，缸内气体排出气缸9，废气经过排气歧管8，在发动机排气歧管8和增压器涡轮机4之间设置了一个三通阀7，通过三通阀7控制废气流向。在冷启动时通过控制三通阀7，使a路导通，这样废气就会通过新设置的冷启动侧管13流向进气歧管10，刚刚升温的废气再次进入气缸9被压缩升温，气缸9较快达到压燃条件，使冷启动变得容易。当内燃机喷油启动后，三通阀7回到原来位置，b路导通，从排气歧管8排出的废气冲击涡轮机4，使涡轮机4高速运动，带动与其同轴的压气机3压缩新鲜空气，对新鲜空气进行增压工作，而废气排出涡轮机4后，通过排放后处理装置5、整车排气系统6排到大气中。本发明中，冷启动侧管13采用保温材料制造，防止冷启动时气体散热过快。