淺談燃油液體加熱器在整車上的應用

范金永，敬文博

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

使用維修

淺談燃油液體加熱器在整車上的應用

范金永，敬文博

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

各車型在冬季或環境溫度較低的情況下，發動機的水溫會應外界天氣溫度的物理變化而產生較大波動。Thermo Top Evo燃油液體加熱器在整車上的搭載應用，解決了冬季發動機的啟動困難和發動機水溫低導致的整車采暖性能不良帶來的諸多不便，滿足了用戶的需求。文章著重介紹了Thermo Top Evo燃油液體加熱器的結構原理，以及在整車上的性能表現。

燃油；液體加熱器；采暖；冷啟動

CLC NO.:U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-214-03

引言

眾所周知，在我國廣大的北方地區冬季溫度會低于-20~-40℃以下，且冬季時間漫長。在此溫度下，一般發動機的水溫上升慢，尤其柴油車水溫更低，極大影響采暖的性能，影響舒適性及駕駛的安全性。而在北方和西部高原則同時存在發動機冷機啟動困難。

針對采暖問題，目前在有些車上，空調機內部增加電加熱器，但使用起來會消耗大量的電瓶能量且受到功率限制，效果有限。當車輛在停車狀態下，發動機不啟動，則無法使用，若長時間停車怠速使用則燃油消耗嚴重。

針對冷啟動問題，人們想了很多辦法，如使用給發動機加熱水，使用進氣預熱塞或火焰塞加熱進氣道等等，但是這些方法存在大量的缺陷，使得效果和操作性不理想。給發動機加熱水存在需要每天加水放水，十分麻煩，另外北方水質普遍偏硬，發動機內容易結水堿。造成發動機的磨損，降低發動機的壽命。

車用燃油液體加熱器，作為一種獨立的熱源，無論是在行車期間或駐車發動機關閉期間，均可為車輛提供所需的適宜溫度。今年來，人們不僅利用加熱器在冬季或寒冷地區進行車內取暖和駕駛室前玻璃除霜，還將其用于低溫冷起動時預熱發動機等。加熱器的取暖、除霜功能提高了乘車的舒適性和行車安全性。而低溫環境下預熱發動機，不僅解決了低溫起動難、起動慢的問題，同時還能有效地降低低溫冷起動過程的排放，并可減少發動機冷起動磨損、延長發動機使用壽命、提高發動機燃油經濟性等。

基于以上種種優點，加熱器已被越來越多的裝車應用。

1、結構特征

Thermo Top Evo燃油液體加熱器是一種采用燃燒換熱方式加熱發動機冷卻液，達到預熱水冷發動機的目的。本機油耗小，熱效率高，取暖速度快，效果穩定，廢氣排放極低。燃油液體加熱器由電瓶直接供電，使用柴油或汽油作為燃料，可在-40℃下正常工作。

燃油液體加熱器由燃燒室、感溫器、進出氣、進出水等部件組成。如圖1，分為燃燒頭，燃燒室和熱交換器三大部分以及獨立循環水泵、獨立油泵，其中燃燒頭包括電機、油泵（外置）和助燃風輪，負責提供燃油和助燃空氣；燃燒體部分包括中心連接體和導流盤、燃燒室、點火塞、燃油揮發網，風量和供油同比變化，保證在不同電壓轉速下工作穩定；此部分保證供應的燃油和助燃空氣良好配合并穩定燃燒，換熱器將燃燒熱量傳遞給循環液體。

圖1 部件結構示意圖

2、工作原理

油泵從油箱吸入燃油，在加熱器燃燒室中揮發成燃油蒸汽后與助燃分機送入的助燃空氣混合充分燃燒，通過熱交換器將熱量傳導給循環液體（或發動機冷卻液），然后到達空調內部的采暖換熱器將熱量吹到車內，再流回發動機（或水箱），達到加熱車內的空氣和預熱發動機的效果。見圖2，此燃油液體加熱器串聯安裝在發動機與暖風芯體中間，當出現故障時可全部分開，便于維修。本機控制部分外置，通過連接線束與加熱器各電器件連接。

工作時點火塞通電預熱，當達到額定溫度后電磁閥和電機通電工作，燃油被油泵吸入送到揮發網上，燃油立即揮發并與助燃風輪送入的助燃空氣混合，油氣混合物在點火塞高溫作用下迅速在燃燒室中燃燒，同時燃燒廢氣在加熱換熱器中循環液體后由排氣管排出，隨著換熱器溫度上升，火焰探測器動作，控制電路切斷點火塞供電，加熱器正常燃燒，熱交換器中加熱的循環液體在水泵作用下在整個發動機暖氣系統中循環達到預熱發動機和取暖目的。關機時，控制電路首先關斷電磁閥，加熱器停止燃燒，換熱器溫度逐步降低，約3分鐘后，火焰探測器探測到機器冷卻后停止電機工作，加熱器停機。加熱器在正常工作時禁止切斷總電源開關，以防造成加熱器內熱量無法散出，損壞加熱器。

圖2 工作原理圖

3、控制原理

燃油液體加熱器的控制開關安裝在車內儀表臺上，按下按鍵，按鍵指示燈點亮，即可開啟液體加熱器。

燃油液體加熱器主機需要采集的輸入信號：冷卻液水溫、火焰溫度、風扇的工作狀態及電熱塞溫度，輸出信號：油泵電機、水泵電機、加熱器風扇電機及電熱塞。

當加熱器滿足開啟的條件后，加熱器會啟動加熱器風扇工作，當水溫傳感器檢測到水溫55度時，鼓風機開始開啟；80度全載到半載，60度半載到全載，84度停機。當循環泵流量低于250L/h或油泵頻率為7Hz時，60s內檢測到油泵油量低于12ml時，加熱器停機。

①開啟條件：蓄電池電壓大于12.5V、水溫55℃，加熱器開關打開

②關閉條件（滿足下列條件之一，即關閉加熱器）：

加熱器開關關閉；

加熱器工作時間大于50分鐘；

水溫傳感器測量冷卻液溫度達到84℃；

蓄電池電壓低于11V持續11S；

水溫傳感器故障，過熱傳感器測量冷卻液溫度達到120℃；

油泵中油多會冒黑煙；油少不能達到指定加熱功率；沒有油則停機；

循環泵流量太低，會引起加熱器過熱故障，導致停機。

4、性能分析

按照GB/T 12782-2007的性能評價，通過試驗測出兩種工況下頭部和腳部的溫度，從圖3數據表看到采暖性能工況①（帶燃油液體加熱器）明顯好于工況②（不帶燃油液體加熱器），且車內的平均溫度工況①比工況②要高出5℃。

圖3 采暖性能

圖4 發動機水溫

通過試驗監測發動機水溫的變化，從圖4數據表看到發動機水溫在工況①（帶燃油液體加熱器）明顯好于工況②（不帶燃油液體加熱器），水溫提升達20℃。

5、結論

通過對Thermo Top Evo燃油液體加熱器在實車上的搭載安裝，性能對比試驗，初步掌握了此款燃油液體加熱器對改善車型在低溫下采暖性能。此款燃油液體加熱器在國外的應用較為普遍，而在國內相對較少。隨著汽車舒適性要求越來越高，在大型乘用車上的應用也會相應的增多。本文所討論的關于Thermo Top Evo燃油液體加熱器的應用研究還處于初步階段，還需要更為深入的研究。

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[3] 趙重文等.客車采暖技術的現狀與發展趨勢[J].客車技術與研究，2000,第1期.

[4] 周永剛等.客車燃油加熱器的匹配計算[J].客車技術與研究, 2003，第6期.

The application of the Liquid Fuel Oil Heater in the vehicle

Fan Jinyong, Jing Wenbo
( Anhui Jianghuai Autobile Co., Ltd, Technical Center, Anhui Hefei 230601 )

Under the condition of the engine water temperature or low ambient temperature in winter，Various models produce a larger fluctuations by physical change in the temperature. Liquid fuel oil heater of Thermo Top Evo carrying on application, solve the winter engine start-up difficulties and heating of the low temperature caused by the vehicle with poor performance, meet the needs of the user in the vehicle. This paper introduces the structure principle of Thermo Top Evo liquid fuel oil heater, and on the vehicle performance.

fuel; liquid heater; heating; cold start

U463.2

A

1671-7988(2016)07-214-03

范金永，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.067