一种多模块自动化控温油底壳预热装置的制作方法

1.本发明专利涉及柴油机冷启动预热技术领域，具体涉及一种多模块自动化控温油底壳预热装置。


背景技术：

2.北方和高海拔、高原等地区冬季环境温度低达
‑
40℃左右，想要在这种严苛的环境中启动发动机，变的十分困难，且启动过程中会对发动机的可靠性和寿命产生不可逆的影响，进而影响正常的生产生活、工程作业和国防安全。因此，开发高寒环境下的冷启动辅助预热装置，为高寒地区的动力机械正常冷启动提供保障显得尤为重要。传统的冷启动辅助预热设备需要对原有的柴油机进行改装，且无法实现对受热介质的精确控温，加热均匀性差，设备整体的智能化程度较差。


技术实现要素：

3.为探究油底壳在加热过程中各区域的加热情况，发明人对现有的一体化导热层进行了导热层辅热升温实验，实验结果如图1所示，实验发现油底壳不同区域的升温速度不同：油底壳底面温度升温最快、最明显，而远离预热面和预热面积较小的方向上的润滑油所需的预热时间较长，这除了受预热器的加热功率影响外，还和预热器的各加热面功率分配情况有关。由于油底壳预热装置都都市采用蓄电池供电，在蓄电池功率一定的情况下，为提高升温均匀性，发明人提供了一种多模块自动化控温油底壳预热装置，采用多模块加热的方式，实现了润滑油的均匀预热，持续保温，预热性能优良。
4.具体地，一种多模块自动化控温油底壳预热装置，包括固定于发动机油底壳上的预热器，所述预热器包括：保温层和设置在所述保温层内壁上的多个预热模块，所述预热模块通过导线与温控仪连接，每个所述预热模块均设置有温度传感器，所述温度传感器与温控仪数据连接；
5.所述温度传感器用于实时获取所处区域的温度，并将该温度反馈给所述温控仪；所述温控仪内置有各预热模块的温度设定值，用于根据温度设定值和接收到的温度调整相应预热模块的功率。
6.进一步地，当所述温度传感器获取到的温度大于温度设定值的2/3时，该预热模块的功率降为初始功率的1/2。
7.进一步地，所述预热器整体形状与油底壳的形状相适配，每个所述预热模块均包括导热层和发热层，所述温度传感器设置在所述导热层与油底壳接触面上；所述导热层和发热层、发热层和保温层之间均设置有填充层。
8.进一步地，所述预热器上部边缘设置有磁吸式快拆，所述磁吸式快拆用于将所述预热器固定在所述油底壳上。
9.进一步地，该预热装置还包括：电源、电源开关和接触器，所述电源分别与所述温控仪和预热器连接。
10.进一步地，所述电源开关包括温控仪开关和预热器开关。
11.进一步地，所述预热器为由硅胶制成的柔性预热器。
12.本发明的工作原理如下：
13.将预热器通过磁吸式快拆和发动机的油底壳进行连接固定，接通温控仪开关对温控仪进行供电，对预热温度、控制周期和存放路径等相关参数进行设定，设定完成后接通预热器开关，各预热模块通电后，以各自的初始功率开始工作，导热层把发热层产生的热量传递给受热部件，从而对润滑油进行辅助加热，实现冷启动预热过程的高效稳定和自动化预热需求。预热过程中通过温度传感器实时采集预热接触面的温度变化情况，并把温度信息反馈给温控仪，当温控仪接收到某以区域的温度抵达预设温度值的2/3时，将该区域的预热模块的加热功率下降为初始功率的1/2，节约电能的同时，降低该区域的加热速率，从而达到均匀加热的目的。
14.相比现有技术，本发明专利的有益效果：
15.(1)本发明专利提供的多模块自动化控温油底壳预热装置通过改变不同加热区域预热模块的功率，实现了油底壳中的润滑油在较短时间内均匀预热，还能有效节约蓄电池电能。
16.(2)预热器的形状与油底壳形状相适配，保证了预热器与受热部件的接触，增加整体的预热效率，有效提高该预热装置的稳定性和加热均匀性，保证预热效果，预热性能良好。
17.(3)该装置独立于原发动机各系统之外，且无需对发动机进行二次改装，使用方便。
附图说明
18.图1为一体化油底壳导热层辅热升温曲线图；
19.图2为实施例1中的多模块自动化控温油底壳预热装置的结构示意图；
20.图3为实施例1中的预热模块的结构示意图。
21.附图标记：
[0022]1‑
预热器；11
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导热层；12
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发热层；13
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保温层；14
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填充层；15
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温度传感器；16
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磁吸式快拆；2
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电源；31
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预热器开关；32
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温控仪开关；4
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接触器；5
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温控仪；6
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导线；7
‑
接触面。
具体实施方式
[0023]
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0024]
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各
种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0025]
实施例1
[0026]
如图1所示，本发明提供了一种多模块自动化控温油底壳预热装置，包括电源2、电源开关、接触器4、温控仪5和由硅胶制成的柔性预热器1，电源开关分为预热器开关31和温控仪开关32，分别用于控制预热器1和温控仪5的通电或断电。预热器1整体形状与油底壳的形状相适配，保证了预热器1与油底壳的接触，增加了整体的预热效率，有效提高了该预热装置的稳定性和加热均匀性，保证预热效果，预热器1上设置有磁吸式快拆16，通过磁吸式快拆16将预热器1固定于发动机油底壳上(磁吸式快拆16与油底壳上的螺栓连接)，安装简单快捷，避免了对发动机进行二次改装。具体的，预热器包括：保温层11和设置在保温层13内壁上的多个预热模块，预热模块的数量主要由油底壳的外形尺寸来决定，以中小功率柴油机为例，在同一规整平面上结合面积的大小可以划分为2、3、4、6、9等不同个数模块，常规情况下各个模块的面积遵循等面积原则，对于个别特殊形状油底壳可以根据其实际外形情况进行特殊模块划分，对于更大外形尺寸的柴油机可以根据油底壳的大小增加模块数量，以底面和四周面都是完整的平面的油底壳为例，由于该油底壳无特殊表面结构，对该油底壳的底面和四周面都采用了9模块数的划分原则。每个预热模块均包括导热层11、发热层12和设置在导热层11与油底壳接触面上的温度传感器15，发热层12与温控仪5通过导线6连接，温度传感器15通过有线或无线的方式与温控仪5连接，用于实时采集各个预热模块的预热平均温度(即该预热模块所处区域的温度)，并将采集到的温度传输给温控仪5。导热层11和发热层12、发热层12和保温层13之间均设置有填充层14，填充层14和保温层13的材料满足耐高温和阻燃性能好的特点，有效支撑整体结构的同时，能对预热部位进行有效的保温和阻燃处理。进一步地，各预热模块的初始功率和温度设定值通过相关辅热升温试验标定得出，具体过程如下：
[0027]
根据油底壳结构预设好预热模块后，在油底壳中加入预定量的润滑油，并在横向与纵向上预设5
‑
7层温度传感器，通过观察各液面的润滑油温度情况，标定在该布局情况下各预热模块合适的初始功率和温度设定值(油底壳升温快的区域，预热模块初始功率小、温度设定值小，油底壳升温慢的区域，预热模块初始功率大，温度设定值大)。
[0028]
具体的，本发明的工作过程如下：
[0029]
将预热器11通过磁吸式快拆16和发动机的油底壳进行连接固定，接通温控仪开关32对温控仪5进行供电。接通预热器开关31，各预热模块以各自的初始功率进行加热，温度传感器15实时获取所处区域的温度，并将该温度反馈给温控仪5。当该区域的温度抵达温度设定值的2/3时，该预热模块的功率降为初始功率的1/2，直至油底壳的温度达到目标温度后完成加热。
[0030]
需要说明的是，开始预热时，油底壳各区域均处于相同温度，各预热模块最初均以满功率进行工作，由于升温速度高的区域温度设定值小，升温快的区域很快就能到达温度设定值的2/3，此时，该区域的预热模块限流，功率仅为初始功率的1/2，而升温慢的区域仍然以满功率进行加热。在升温快的区域限流的情况下，因为升温慢的区域温度设定值大，使升温慢的区域能够长时间保持满功率加热状态，最大限度地提高该区域的升温效率，使该
升温慢的区域的温度尽可能快地接近升温快的区域，以此来实现油底壳的均匀加热。
[0031]
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。