[发明专利]在柴油机冷启动中基于高分子导电膜的油箱加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机冷启动领域，更具体地说，涉及一种在柴油机冷启动中基于高分子导电膜的油箱加热系统，还涉及装有这种油箱加热系统的车辆。

背景技术

随着汽车运输业的高速发展，汽车的使用对人们越来越重要。在广泛的使用环境中，无论是地形条件还是气候条件，全国各地差异很大。如东北的严寒环境中，柴油机等部件的工作状况会有变化，使汽车的启动性能变差，也影响到人们的正常生活。

在寒冷季节，内燃机车、轮船、钻机、起动设备等难以启动或正常运行， 经常可以看到柴油车因柴油结蜡而无法启动或中途抛车的现象；司机最常用的解决此问题的方法是用火烤油箱等部位，由此引燃车体造成烧毁车辆的事故时有发生。车辆如遇暴风雪等低温恶劣天气中途抛车，将威胁到司乘人员的生命安全。此外，在装甲车等军用车辆上的意义不言而喻。

为解决以上问题，柴油机冷启动方面的应用研究有着很重要市场应用和实用价值。因而，研究汽车柴油机在低温条件下的启动，采取相应的技术措施，对于改善其使用性能，满足人们生活需要，节约油材料,确保行车安全，保证汽车合理使用具有重大意义。

柴油机冷启动性能差，是柴油机在使用过程中存在的突出问题。主要原因是用户对影响启动的因素了解不深。因此，分析柴油机冷启动的影响因素，提出改善柴油机冷启动性能的措施，具有实际意义。柴油机的低温起动能力直接影响内燃机的工作可靠性和整机的工作效率，因此研究柴油机的低温起动，对于改善柴油车辆的使用性能有着重要意义。改善柴油机的低温起动性能除了对柴油机自身进行优化设计外, 最重要的是采用低温辅助措施。

在冬季低温环境下柴油机启动困难的原因如下：

一、柴油机曲轴旋转阻力矩和起动转速在低温条件下主要受机油粘度的影响。随着外界温度的降低，柴油机机油粘度增加，甚至凝结，流动性差，各摩擦部件之间的阻力加大，从而加大了曲轴的旋转阻力矩，使柴油机起动转速降低。气缸内压缩终了时的空气温度达不到起动时的必需温度，且气缸内压缩空气的压力也明显低于正常起动时所要求的压力。

二、柴油机所选用的机油粘度等级越大，使柴油机起动所需要的功率也越大。例如，某柴油机在-23.3℃温度下，使用SAE10W机油只需3.7kw的起动功率，使用SAE20W则需7.4kw，而使用SAE30竟增加到11.8kw的起动功率。

三、随着外界温度的降低，柴油的粘度和密度均增大，表面张力加大。据测定，当气温从40℃降到-10℃时，柴油的粘度提高83%，密度增大8%。这样就使柴油的流动性变差，雾化不良，延长了着火滞后期。

四、蓄电池的输出能力降低。蓄电池的最佳工作温度在10℃～40℃范围，随着温度的降低，蓄电池的电解液粘度增大，向极板的渗透能力下降，内阻增加；而为了防止电解液结冰，外界温度越低，越需加大电解液密度。同时，起动柴油机时蓄电池的放电电流很大，从而使蓄电池的端电压及容量明显下降。导致起动机无力拖动柴油机旋转或不能达到最低起动转速，使柴油机难以着火运转。

目前，针对上述原因，采用的提高柴油机冷启动性能的主要措施如下：

一、保温。对发动机保温的目的，是使发动机在正常温度状态下工作。主要采用发动机和水箱保温套、冷却系统加注防冻液、蓄电池采用木质保温箱、燃油箱尽可能靠近排气管以利用排气余热保温柴油。

二、预热。一般是采取在发动机启动前向冷却系统加热水的方法。具体操作方法是：将90℃～95 ℃的热水注入冷却系统，注满后将放水阀打开，使热水边加边流，待流出的热水达到30℃～40℃时，将放水阀关闭，保持约10～15分钟，此时发动机水套里的水温与汽缸套的温度趋于一致，发动机较易启动。此种方法只能预热发动机汽缸套， 曲轴、连杆轴承、曲轴箱得不到预热。预热曲轴箱的方法是：放出机油， 将机油放人热水和蒸气中预热，并马上注人曲轴箱，摇转曲轴，使各运动表面充满机油，以减少启动阻力，切忌直接烧烤油底壳。目前柴油车上大多采用在进气管加设预热塞和在燃烧室设置预热塞的方法来预热压缩空气，提高冷启动性能。切忌采用将空气滤清器取掉，用明火烧进气道的方法。

三、合理使用燃料和润滑油。温度低时，要求燃料有良好的挥发性和流动性，含硫量低，以便启动时减少磨损，便于启动。选用燃料， 应根据温度选择，一般温度越低，选用牌号越低。如选择不当，会使柴油凝结，堵塞油管和滤清器。同时润滑油也应选择戮度低、流动性好的稠化机油。