汽車預熱系統技術研究

王茂美，夏征，牛雅麗，張京龍

（1.北京電子科技職業學院汽車工程學院，北京 100176；2.中油管道檢測技術有限責任公司，河北 廊坊 065000）

汽車預熱系統技術研究

王茂美1，夏征2，牛雅麗1，張京龍1

（1.北京電子科技職業學院汽車工程學院，北京 100176；2.中油管道檢測技術有限責任公司，河北 廊坊 065000）

文章以實驗室已有的空調試驗臺架為載體，通過安裝和調試偉博思通車載預熱系統（Thermo Top C水暖加熱器），來研究和掌握相關車載預熱系統的相關技術，以及加裝車載預熱系統的必要性。

空調實驗臺架；車載預熱系統；Thermo Top C水暖加熱器

CLC NO.:U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-58-03

引言

寒冷的冬季，尤其是冰封下雪的日子里，司機早上開車前需要用凍僵的手指刮掉車窗的冰雪。進入駕駛室內，司機也還要忍受空調長時間的預熱過程。據統計，冬季大多數行車事故均發生在出發后的15分鐘內，原因一般是視野受限以及低溫時的駕駛操控反應時間變長。而加裝車載預熱系統可以避免擋風玻璃結冰，防止再次起霧和重新結冰，大大提高行車安全性。本文以實驗室現有的空調實驗臺架為載體，安裝和調試偉博思通公司生產的Thermo Top C 水暖加熱器，依此來研究車載預熱系統的相關技術[1]。

1、Thermo Top C水暖加熱器結構及原理認知

1.1 Thermo Top C水暖加熱器總成結構[2]

Thermo Top C加熱器包括助燃風扇組件、控制單元/ 熱交換器、燃燒器芯、以及燃燒室和一個循環泵（如圖1所示）。

圖1 Thermo Top C

圖2 助燃風扇組

1）助燃風扇組件

助燃風扇組件包括助燃風扇、燃燒空氣管路進口、燃油供應進口，助燃風扇把燃燒所需空氣從燃燒空氣進口輸送到燃燒器芯（如圖2）。

2）燃燒器罩

燃燒器罩包括冷卻液進口、冷卻液出口、廢氣出口，燃燒器罩中包納燃燒器芯，并與控制單元/ 熱交換器一起構成一個組件（如圖3）。

圖3 燃燒器罩

圖4 燃燒器芯

3）燃燒器芯

在燃燒器芯內部，燃油散布在燃燒管燃油橫截面。燃油/空氣混合物在燃燒管內燃燒，加熱熱交換器（如圖4）。

在加熱器啟動時，位于燃燒器芯中的電熱塞/ 火焰傳感器點燃油氣混合物。在啟動后，電熱塞/火焰傳感器的工作功能為火焰傳感器。電熱塞/ 火焰傳感器的設計，是作為一個在燃燒器芯中與火焰側相對的電阻器。

4）控制單元/熱交換器

控制單元/熱交換器包括控制單元、溫度傳感器、過熱保護裝置、熱交換器連接器端子。控制單元/ 熱交換器與燃燒器罩構成了一個組件，不得拆開。

控制單元是中央單元，確保對燃燒工作進行控制和監控。控制單元由通風軟管提供通風，通風軟管的路徑來自于燃燒器的集氣室。

熱交換器把燃燒產生的熱量傳遞到冷卻液回路（如圖5）。

圖5 控制單元/熱交換器圖

圖6 循環泵

5）循環泵

循環泵確保車輛和加熱器冷卻液回路中冷卻液的循環。循環泵由控制單元啟動，持續工作（如圖6）。

1.2 Thermo Top C水暖加熱器工作原理

1）通過控制裝置激活車載預熱系統（此內容將會在2.3預熱裝置控制方式中講解）或者通過應用程序進行激活。

2）車載預熱系統開啟啟動過程：從汽車油箱向車載預熱系統輸送燃油。車載預熱系統鼓風機吸入新鮮空氣。

3）燃油空氣混合氣被預熱棒點燃，燃燒室開始升溫。

4）循環泵將冷卻液輸送到封閉的循環回路內，通過車載預熱系統，輸送給汽車暖風裝置的熱交換器，然后輸送給汽車發動機，最后又回到車載預熱系統中。

5）在車載預熱系統中冷卻液被加熱。

6）在汽車暖風裝置的熱交換器中發出熱量并通過汽車鼓風機輸送到車內空間。

7）冷卻液被繼續輸送到汽車發動機并將發動機加熱。

8）最后回到車載預熱系統中，然后再重復剛才的過程，如圖7所示。

圖7 車載預熱系統工作原理

圖8 加熱器主機安裝位置

1.3 Thermo Top C水暖加熱器控制方式[3]

1）手機遙控：進入偉博思通官方應用平臺下載客戶端，可控制車載預熱系統。

2）數字定時器：可預設三個不同的啟動時間，可提前24小時編輯設定。

3）無線電遙控器：Telestart T98具有遠距離的遙控范圍，開關功能簡單易用。

2、Thermo Top C水暖加熱器安裝

2.1 加熱器主機的安裝

由于實驗臺架四邊都是鏤空的，無法安裝主機。于是我們在臺架一側安裝防護網。直接將加熱器主機固定在防護網上（如圖8所示）。

2.2 防凍液管路的安裝

為連接加熱器與發動機的連接水管，我們找加工廠專門給加工了一支架，并在內部穿孔，以連接進水管和出水管（如圖9所示）。

圖9 防凍液管路安裝

2.3 汽油泵的安裝

圖10 油箱的安裝

圖11 數字定時器

由于空調實驗臺架沒有油箱，于是我們購買了一小型油箱用支架固定在臺架底板上，并用卡箍和油管連接好與加熱器油泵的油路（如圖10所示）。

2.4 數字定時器的安裝

因為在臺架上實驗，我們省略了手機遙控器和無線電遙控器的安裝，只安裝了數字定時器（如圖11所示）。

2.5 線路安裝

最后一步就是依照電路圖連接線路了，如圖12所示。

圖12 線路安裝

3、實驗驗證

設備安裝完畢后，我們利用數字定時器設定第二天上課前半小時（7:50）開始預熱。由于此預熱系統不是給封閉的駕駛室預熱，而是在開放的環境下工作，所以第二天8:15上課時，我們用手感知發動機水管的溫度是溫熱的，鼓風機出風口的溫度大約為19度左右。實驗證明此預熱系統能夠很好地給予低溫環境下的汽車預熱，大大提高駕駛安全性和舒適性。

[1] 長城.偉博思通車載預熱系統溫暖你的坐駕[J].汽車與運動, 2012, (2):122.

[2] 林有生.內燃機車新型預熱系統的開發與研制[J].內燃機車,2000 (03):3.

[3] 偉博思通公司.車間維修手冊[DB].

Study on vehicle preheating system

Wang Maomei1, Xia Zheng2, Niu Yali1, Zhang Jinglong1
（1.School of Automotive Engineering, Beijing Polytechnic, Beijing 100176; 2. China Petroleum Pipeline Inspection Technologies Co. Ltd, Hebei Langfang 065000）

This article mainly studied and mastered the related technology of vehicle preheating system, and the necessity of installing it, based on air conditioning test bench of laboratory, through installing and testing vehicle preheating system(Thermo Top C water heater).

conditioning test bench; vehicle preheating system; Thermo Top C water heater

U461.9

A

1671-7988 (2017)08-58-03

王茂美，就職于北京電子科技職業學院汽車工程學院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.019