一种柴油内燃机融蜡装置的制作方法

1.本发明涉及使用柴油内燃机动力的运输车辆、工程机械和船舶等交通工具领域，尤其是涉及一种柴油内燃机融蜡装置。


背景技术：

2.柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。
3.中国的柴油多数来自石蜡基原油(如大庆原油)，柴油中烷烃含量较多，因而十六烷值高；大庆直馏柴油的十六烷值高达68，但经催化裂化加工得到的柴油馏分十六烷值在40以下。
4.而在选用柴油的依据是使用时的温度。柴油汽车主要选用后5个牌号的柴油，温度在4℃以上时选用0#柴油；温度在4℃
‑‑‑‑‑
5℃时选用
‑
10#柴油；温度在
‑
5℃
‑‑‑‑‑
14℃时选用
‑
20#柴油；温度在
‑
14℃
‑‑‑‑‑
29℃时选用
‑
35#柴油；所以当选用柴油的牌号如果高于上述温度，石蜡基柴油在发动机中的燃油系统就可能结蜡，堵塞油路，影响发动机的正常工作。
5.低标号柴油与高标号柴油之间存在不小的差价，虽然低标号柴油的售价相对便宜，但在环境寒冷的冬季，却因为有受冷而凝结的特性(结蜡)，造成管路堵塞供油不畅，影响柴油发动机的正常工作，为减少车辆的运营成本增加经济效益，市面上出现有不少应对于寒冷环境的融蜡解决方案，以应对供油系统燃烧低标号柴油时的矛盾。
6.目前市面所用融蜡方案包括：
7.1.供油管路敷设加热电缆方式，就是利用车辆有限的电能加热油路通道；
8.2.冷却液加热方式，利用原有柴油发动机的冷却系统的循环通道，借助冷却液的热能加热燃油；
9.3.双燃油箱布局方式，车辆配置双油箱，分别加注两种不同凝点的燃油，先利用低凝点的燃油启动发动机，等发动机温度达到正常温度后再切换燃油通道以期达到节约成本的目的；
10.4.燃油锅炉加热方式。
11.上述方案可靠性差，适用机型少，会增加油耗，严重影响其他部件寿命，对冷却系统的通道和油路结构做较大的改动，增加改动成本。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于提供一种柴油内燃机融蜡装置，利用柴油发动机工作时排放的尾气余热，对燃油进行加热，有效的避免了以上各种融蜡方案的不足和缺陷，实现冬季环境下，安全可靠的使用低标号柴油达到节能减排的目的。
13.本发明提供一种柴油内燃机融蜡装置，包括柴油发动机，所述柴油发动机上固定安装有喷油泵和排气管，所述喷油泵通过管路连接有泵阀组体，所述排气管上安装有传热
装置，所述柴油发动机的一侧设置有油箱，所述油箱分别与所述泵阀组体和所述传热装置连接。
14.进一步地，所述泵阀组体内部设置有智能控制电路板，所述油箱内部靠近底部的位置上安装有ptc电热组件，所述智能控制电路板与所述ptc电热组件电性连接。
15.进一步地，所述泵阀组体上设置有手动截止阀柄、操作面板、人机对话指示灯和指令状态灯。
16.进一步地，所述传热装置包括外壳，所述外壳固定在所述排气管上，所述外壳内设置有热管，所述热管贯穿所述排气管且延伸至所述排气管内部，所述外壳内部设置有温度传感器，所述温度传感器与所述智能控制电路板电性连接，所述热管上设置有多个翅片。
17.进一步地，所述泵阀组体的顶部安装有进油口、出油口和泄油口，所述泵阀组体内设置有油杯，所述油杯分别与所述进油口、所述出油口和所述泄油口连接，所述进油口与所述油杯之间设置有双向油泵和电动阀，所述双向油泵和所述电动阀并联连接。
18.进一步地，所述柴油发动机上固定安装有泄气阀，所述泄气阀与所述喷油泵连通，所述泄气阀与所述智能控制电路板电性连接。
19.进一步地，所述泵阀组体的顶部还安装有气道接口，所述电动阀所在油路上设置有支路，所述气道接口与所述支路连接，所述电动阀与所述气道接口之间设置有气流阻断阀。
20.进一步地，所述柴油发动机一侧设置有车载气泵，所述车载气泵与所述气道接口连通。
21.进一步地，所述进油口与所述油箱连接，所述出油口与所述喷油泵之间设置有柴油滤清器，所述柴油滤清器分别与所述出油口和所述喷油泵连接。
22.进一步地，所述泄油口、所述喷油泵和所述传热装置通过三通接口连接。
23.本发明结构紧凑，实用性强，在柴油发动机启动前，通过泵阀组体将供油通道内注满燃油，柴油发动机正常启动后，泵阀组体内部的控制器随时采集环境温度、油箱温度和传热装置温度的信号，根据工况调整各泵阀的工作状态。当某些未知因素造成传热装置的温度升高时，泵阀组体内的油泵及时启动，强制循环油箱内的燃油，把传热装置内部的热量带回油箱，保证油舱内的燃油控制在低于闪点温度以下，当发动机停车后，泵阀组体内的油泵反向工作，及时把滞留在供油通道内的燃油收回油箱，彻底杜绝因低温环境下结蜡堵塞供油通道的故障隐患；降低了对其他部件使用寿命的影响；以及达到降低运营成本的目的。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的实施例1结构示意图；
26.图2为本发明的实施例1泵阀组体结构示意图；
27.图3为本发明的实施例1泵阀组体内部结构；
28.图4为本发明的实施例2泵阀组体结构示意图；
29.图5为本发明的实施例2泵阀组体内部结构；
30.图6为本发明的热管换热器示意图；
31.图7为本发明的侧置热挂加热器示意图；
32.附图标记说明：
33.图中：1
‑
进油口、2
‑
出油口、3
‑
泄油口、4
‑
泵阀组体、5
‑
柴油发动机、6
‑
热管换热器、7
‑
气道接口、8
‑
进油管、9
‑
出油管、10
‑
泄油管、11
‑
油箱、12
‑
ptc电热组件、21
‑
柴油滤清器、22
‑
泄气阀、23
‑
柴油机进油管、40
‑
控制电缆、41
‑
人机对话指示灯、42
‑
操作面板、43
‑
手动截止阀、44
‑
过滤器油杯、45
‑
电缆接口、46
‑
指令状态灯、47
‑
电动阀、48
‑
双向油泵、49
‑
单向阀、51
‑
排气管、52
‑
柴油机回油管、53
‑
喷油泵、61
‑
油路接口、62
‑
温度传感器、63
‑
油舱、64
‑
法兰、65
‑
翅片、66
‑
热管、67
‑
油箱回油管、71
‑
气流阻断阀；
具体实施方式
34.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.实施例1
38.如图1
‑
图3所示：
39.一种柴油内燃机融蜡装置，包括柴油发动机5，柴油发动机5上安装有喷油泵53和排气管51，并且柴油发动机5与喷油泵53和排气管51连通，柴油发动机5上固定有一个泄气阀22和一个柴油滤清器21，柴油滤清器21的滤芯多采用滤纸，也有采用毛毡或高分子材料的，泄气阀22位于柴油发动机5中间的位置上，柴油滤清器21位于靠近柴油发动机5边缘的位置上。
40.柴油滤清器21的作用是滤除燃油系统中的有害杂质和水分，保护发动机的正常工作，减少磨损，避免堵塞，提高发动机寿命。
41.排气管51上设置有传热装置，本装置选用热管换热器6作为传热装置。
42.热管换热器6与喷油泵53之间设置有一个三通接口，三通接口水平方向的两个接
口分别与热管换热器6和喷油泵53连接。
43.如图6所示，排气管51的正上方设置有一个热管换热器6，热管换热器6竖直放置，热管换热器6与排气管51通过法兰64固定连接，热管换热器6包括油舱63，油舱63内部设置有一个用于传递热量的热管66，热管66贯穿法兰64和排气管51延伸至排气管51内部。
44.热管66是一种具有高导热性能的传热组件，热管换热器6由于具有传热效率高、结构紧凑、压力损失小、有利于控制露点腐蚀等优点，
45.热管66位于排气管51内部的部分上固定有十八片水平设置的翅片65，可提高吸热效率；位于油舱63内部的部分上固定有十个竖直设置的翅片65，可提高散热效率。
46.油舱63内壁上固定安装有温度传感器62，用于监测油舱63内燃油温度，要将燃油控制在闪点温度以下，防止发生危险。
47.油舱63的外部固定有两个相对设置的油路接口61，其中一个油路接口61连接油箱11，另一个油路接口61连接三通接口。
48.如图1所示，三通接口上竖直设置的接口连接泵阀组体4，泵阀组体4内部固定安装有一个智能控制电路板，智能控制电路板分别与泄气阀22和热管换热器6内的温度传感器62电性连接，智能控制电路板控制泄气阀22的打开和关闭。
49.如图2所示，泵阀组体4包括过滤器油杯44，过滤器油杯44顶部连接有壳体，壳体顶部安装有进油口1、出油口2和泄油口3，壳体的侧面上安装有操作面板42。
50.泵阀组体4通过安装座固定在车辆油箱11附近，占据原车上使用的油水分离器的安装位置，替代了原车的油水分离器。
51.操作面板42的外部设置有盖板，防止在车辆行驶过程中的污物沾染到操作面板42上。
52.操作面板42中间位置设置有五个按钮，分别是启动按钮、停止按钮、上油按钮、收油按钮和预热按钮。
53.五个按钮的上方设置有六个人机对话指示灯41，人机对话指示灯41位于操作面板42靠近边缘的位置上，沿直线呈单排设置，从左到右分别代表冬夏、联机、运行、油泵、预热和罐温。
54.泵阀组体4上与操作面板42相邻的侧面上设置有四个指令状态灯46和电缆接口45，电缆接口45通过控制电缆40将泵阀组体4和其他组件进行电性连接，指令状态灯46沿直线呈单排设置，依次分别为截止阀、泄气阀22、加热灯和油泵灯。
55.如图3所示，进油口1与出油口2连接，过滤器油杯44串联在油路中，进油口1与过滤器油杯44之间设置有双向油泵48和电动阀47，双向油泵48和电动阀47并联在油路中，过滤器油杯44和出油口2之间设置有支路，支路连接泄油口3，泄油口3所在支路油路中串联有手动截止阀43，手动截止阀43与泄油口3之间串联有单向阀49。
56.如图2所示，操作面板42的表面上设置有一个凹槽，凹槽内固定安装有一个阀柄，阀柄用来控制手动截止阀43，手动截止阀43是为应对特殊情况造成供油通道内的余油凝结堵塞，通过手动截止阀43利用泵阀组体4内部油泵强大的压力，强制疏通管路，手动截止阀43通过阀柄进行操控，阀柄平时无需操作。
57.如图1所示，油箱11内设置有ptc电热组件12，ptc电热组件12与泵阀组体4内智能控制电路板电性连接，智能控制电路板根据环境温度信号、热管换热器6内温度传感器62的
信号以及ptc电热组件12的电阻值，自动控制油箱11内部的ptc电热组件12以及所属的泵阀部件运行，各个部件通过控制电缆40相互连接协同运作。
58.根据ptc电热组件12本身的电气特征，既有加热的功能，兼任测温功能，ptc电热组件12自身的电阻值会随着温度而改变，温度越低阻值越小；反之，温度越高阻值越大。
59.油箱11通过进油管8与泵阀组体4的进油口1连接，通过油箱回油管67与热管换热器6的油路接口61连接。
60.泵阀组体4上出油口2通过出油管9连接柴油滤清器21，柴油滤清器21通过柴油机进油管23连接喷油泵53。
61.喷油泵53连接的柴油机回油管52、泵阀组体4上泄油口3连接的泄油管10和热管换热器6的油路接口61通过三通接口连接。
62.本实施例在低温工作时，冷车启动，操作人员通过遥控器或者直接操纵操作面板42来利用智能控制电路提前控制燃油箱11内的ptc电热组件12启动，然后通过泵阀组体内的双向油泵48将液态化的燃油注入供油通道。
63.油箱11内的燃油通过进油管8从进油口1流入泵阀组体4内，通过电动阀47和双向油泵48进行分流，然后合流进入过滤器油杯44，通过过滤器油杯44后分两路，一路由出油口2流出，另一路通过手动截止阀43和单向阀49，经泄油口3连接热管换热器6。
64.双向油泵48就是通过改变油泵电机的转向，转换燃油的流向，可以进油，也可以收油，需要说明的是：在双向油泵48工作的同时，电动阀47必须同步动作，无论双向油泵48电机转向如何，只要油泵电机启动工作，电动阀47就会同步关闭，油泵电机停止后，电动阀47才能随之归位(开启)。
65.当双向油泵48反向工作时(收油)，泄气阀22才能同步开启，泄气阀22打开使油路内压力与外界压力相同，靠近双向油泵48处的燃油通过进油管8流回油箱11内，这样可以实现尽快排空供油通道燃油，将燃油收回油箱11内的目的；反向收油结束后，泄气阀22紧随关闭，步调一致协同运作。
66.泄气阀22只有双向油泵48反转收油的状态时才动作开启，配合油泵顺利收油，尽快排空供油油道内的燃油，而在其他状态时没有响应。
67.收油过程中，泄气阀22开启，喷油泵53内剩余燃油通过柴油机回油管52与泄油管10合流，一同流入热管换热器6的油舱63内，在车辆运行过程中，排气管51处带有一定热量，热管66将排气管51处的热量带入油舱63内，加热油舱63内燃油，油舱63内的温度传感器62实时监测燃油温度，被加热后的燃油又会通过油箱回油管67进入油箱11内，排空供油管路中燃油的同时将热量带给油箱11内的燃油，有效防止燃油结蜡堵塞的发生。
68.实施例2
69.如图4和图5所示：
70.本实施例与实施例1的不同之处在于排空燃油的方法不同，本实施例中不需要泄气阀22，但是在泵阀组体4上加装一个气道接口7，气道接口7连接车载气泵。
71.在泵阀组体4内部，电动阀47所在油路上接一个支路，此支路的端口是气道接口7，在支路上串联一个气流阻断阀71，气流阻断阀71开启的同时，电动阀47必须关闭，当气流阻断阀71关闭的同时，电动阀47同步归位，以此达到尽量排空过滤器油杯44内遗留下的燃油，杜绝供油通道的堵塞故障。
72.本实施例的使用过程：车载气泵通过气道接口7向泵阀组体4内注入高压气体，气流阻断阀71开启，电动阀47关闭，双向油泵48反向工作，随着高压气体注入，靠近双向油泵48的燃油通过进油管8流回油箱11，而过滤器油杯44内的燃油分两路，一路从泄油口3流出，另一路从出油口2流出。
73.从出油口2流出的燃油通过柴油滤清器21、柴油机进油管23到达喷油泵53，与喷油泵53内剩余燃油通过柴油机回油管52，在三通接口与泄油口3流出燃油合流进入热管换热器6的油舱63内，进行加热，通过油箱回油管67回到油箱11内，将热量带给油箱11内燃油。
74.实施例3
75.如图7所示：
76.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的热管换热器6是与排气管51垂直设置，如果没有足够大的空间来安装热管换热器6，那么只能将热管换热器6侧置，本实施例便是将热管换热器6侧置后进行说明。
77.排气管51的侧面开口，通过设置连接管，在连接管上方设置法兰64，通过法兰64将热管换热器6连接，本实施例中的热管换热器6与实施例1中相同，此处不做过多说明。
78.不同的是，本实施例中的热管66在延伸至排气管51内部时进行弯折，与竖直方向产生夹角，热管66上同样设置有翅片65用来提高吸热和散热的效率。
79.当排气管51内携带热量的气体流经热管66时，位于排气管51内的翅片65吸收热量，传递给热管66，热管66向上传递，再将热量传递给位于油舱63内的翅片65，将热量传递给油舱63内燃油。
80.本发明结构紧凑，实用性强，泵阀组合的方案可有效的控制成本，减少设备体积，减轻设备重量，有效的屏蔽磁场干扰，简化了各个部件之间的布局，减少了线缆数量，减小了燃油泄漏的可能性，提高产品可靠的工作性，增加了操作的方便性；解决了冷车启动前的燃油预热矛盾，停车状态下，供油通道内没有燃油，也就不存在燃油的结蜡堵塞问题；车辆油箱内部预设了ptc电热组件，只有在车辆启动前受控开启加热，由于采用了在油箱内部加热的方案，有效增加了电能的利用率，并且油箱内结蜡的燃油并不流动，也就更好的保持了绝热效果。部分结蜡柴油受热融解为可流动的液体，通过双向油泵强制注入供油系统，车辆启动后发动机所产生的热量，就会源源不断的加热燃油，促使油箱内部的燃油全部融化；车辆停止运行后，在燃油还没有受冷凝结以前，又通过双向油泵把燃油收回油箱或者依靠车载气泵把燃油吹回油箱，彻底解决了供油通道的堵塞因素；侧置的热管换热器可以有效的降低安装高度，增加了可容纳空间的安装部位，更灵活的选择安装位置，巧妙的规避排气管周围的其他部件之间干涉。
81.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。