本發(fā)明涉及一種適用于工程車輛發(fā)動機寒區(qū)啟動的輔機電站寒區(qū)預(yù)熱系統(tǒng)，屬于工程車輛冷卻傳熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及動力系統(tǒng)冷卻部件的強化冷卻散熱技術(shù)。

背景技術(shù)：

工程車輛柴油機在冬季低溫條件下能否迅速起動，是決定工程車輛機動性的一個重要指標，同時也是一個迫切需要得到解決的重要問題。多年來，世界各國都在減少低溫起動時間上采取了各種措施，如發(fā)動機進氣加熱、電預(yù)熱起動、利用起動液(乙醚或其他燃燒液為基礎(chǔ)配制成的特殊液體)噴入進氣管改善燃油著火條件等。

其中，發(fā)動機進氣加熱的原理是通過在柴油機的進氣管內(nèi)裝有電熱塞或者火焰加熱器，部分車輛在柴油機的進氣歧管內(nèi)燃燒少量燃料來預(yù)熱進氣氣流，提高柴油機壓縮終點溫度。這種方式需要人員專門的操作，自動化程度低，預(yù)熱時間長，危險性高。電預(yù)熱起動的工作原理是在柴油機冷卻系中安裝加熱器，以加熱柴油機的冷卻液，使其整體溫升，從而減少氣缸與活塞之間、軸承等摩擦副的摩擦與磨損，減少柴油機冷啟動時的啟動阻力矩。但這種方式需要車輛新增專門的加熱設(shè)備，且破壞原有冷卻系統(tǒng)的安裝布置。同時，對于只安裝有機械水泵的傳統(tǒng)工程車輛而言，冷卻液的循環(huán)需要內(nèi)燃機的驅(qū)動，因而在起動初期，燃油經(jīng)濟性差，機械損失大。最后，在寒區(qū)條件下，車輛的潤滑油粘度增加，潤滑效果變差，此時起動會給發(fā)動機帶來極大的危害，使動力總成嚴重磨損，因而利用改善燃油條件的啟動方法，往往弊大于利，因此很少使用。

液體加熱器循環(huán)系統(tǒng)是近年來新采用的一種低溫起動輔助方式，與電加熱啟動方法類似，該循環(huán)系統(tǒng)也是對冷卻液進行加熱，但加熱方式和工作過程不盡相同。液體加熱循環(huán)系統(tǒng)是通過液體加熱器附帶的水泵將發(fā)動機機體內(nèi)的冷卻液抽出，通過液體加熱器將其加熱后再循環(huán)至發(fā)動機機體內(nèi)，使發(fā)動機機體溫度均勻升高，達到低溫條件下起動發(fā)動機的目的。相比于其它低溫啟動方法，此方法對原動力系統(tǒng)的破壞最小、冷啟動時間較短，且循環(huán)加熱使得動力系統(tǒng)整體均勻溫升，有效的避免了局部熱應(yīng)力的產(chǎn)生，提高了系統(tǒng)的可靠性。然而，此方法往往需要增加新的加熱設(shè)備(加熱器)和循環(huán)設(shè)備(水泵)，因而成本較高，系統(tǒng)較為復(fù)雜，且動力艙空間緊促，布置困難。通過以上回顧不難發(fā)現(xiàn)，工程車輛寒區(qū)低溫冷啟動仍 面臨著不少困難，因此迫切需要新的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對工程車輛在寒區(qū)啟動難的問題，本發(fā)明的目的是提出一種新的寒區(qū)預(yù)熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用動力艙內(nèi)的輔助電站產(chǎn)生高溫高壓空氣，對車輛動力系統(tǒng)中的所有機油和冷卻液進行小于45分鐘預(yù)熱，從而實現(xiàn)發(fā)動機在-43℃超低溫環(huán)境中正常啟動。

具體工作原理是：輔機電站自帶有空氣壓縮機和發(fā)電機，當壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣用于低溫啟動發(fā)動機預(yù)熱時，發(fā)電機空載，提高壓縮空氣量，壓縮空氣溫度達到170～200℃，除少量壓縮空氣進入燃氣輪機燃燒室內(nèi)助燃外，大部分高溫壓縮空氣通過專用管道分別進入氣-液熱交換器，經(jīng)空-油、空-水熱交換器將熱量傳給機油或冷卻液，機油和冷卻液受熱并通過自然循環(huán)預(yù)熱機體內(nèi)全部冷卻液和油箱內(nèi)全部機油，壓縮空氣經(jīng)氣-液熱交換器后，余熱空氣回到輔機電站室，壓氣機吸入余熱空氣再次壓縮升溫后，繼續(xù)預(yù)熱機油和冷卻液，如此反復(fù)循環(huán)，直到機油和冷卻液溫度達到預(yù)設(shè)值為止。

本發(fā)明中的輔機電站寒區(qū)預(yù)熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)的加溫系相比，具有如下優(yōu)點：

1、加熱量大，冷啟動速度快。輔機電站自帶的壓縮機能產(chǎn)生流量為934kg/h，熱流量為36.5kW，溫度高達170～200℃的高溫高壓氣體，車輛冷啟動只需要不到45分鐘時間。

2、不需要電加熱設(shè)備，可實現(xiàn)全工況啟動。傳統(tǒng)的電加熱方式需要充足的車載電量，對車載電池的荷電狀態(tài)依賴性高，而該預(yù)熱系統(tǒng)無此約束，可實現(xiàn)工程車輛的全工況啟動。

3、該系統(tǒng)中的氣—液熱交換器，結(jié)構(gòu)緊湊，耐震性能好，換熱效率高。熱交換器采用的是氣-液兩側(cè)換熱效率都比較高的板翅式熱交換器，該換熱器氣液兩側(cè)翅片采用相同高度，這樣有利于空氣傳熱和液體受熱自然流動循環(huán)，且有利于提高換熱器的抗震性。

本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由附圖1給出。

附圖說明

附圖1為輔機電站低溫預(yù)熱工作原理圖；

具體實施方式

如附圖1所示，輔機電站自帶的空氣壓縮機產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，除少量進入燃氣輪機燃燒室內(nèi)助燃外，大部分通過專用管道分別進入氣-液熱交換器，經(jīng)空-油、空-水熱交換器將熱量傳給機油或冷卻液，機油和冷卻液受熱并通過自然循環(huán)預(yù)熱機體內(nèi)全部冷卻液和油 箱內(nèi)全部機油，壓縮空氣經(jīng)氣-液熱交換器后，余熱空氣回到輔機電站室，壓氣機吸入余熱空氣再次壓縮升溫后，繼續(xù)預(yù)熱機油和冷卻液，如次反復(fù)循環(huán)，直到機油和冷卻液溫度達到預(yù)設(shè)值為止。