一种柴油发动机燃油恒温净化管理系统的制作方法

文档序号:15579036发布日期:2018-09-29 06:22

本发明涉及柴油发电机领域,尤其涉及一种柴油发动机燃油恒温净化管理系统。



背景技术:

由国家环保部统计数字表明,自改革开放以来,随着各类柴油车辆、工程机械设备及海洋捕捞、养殖用柴油船舶使用量的快速递增,就氮氧化合物(NOx)、碳氢化合物(HC)和PM颗粒排放超标,不但是导致雾霾天气形成、致生态环境失去平衡的主要因素,也是造成海洋鱼类繁殖率下降、减产的主要原因之一。有数据统计显示,就我国渤海、黄海近几年来的水域污染面积已高达2.4万平方公里,由柴油发动机排出的氮氧化合物(NOx)、碳氢化合物(HC)和PM颗粒造成海洋污染占有较大比例。

就上述问题,若通过各类柴油发动机性能试验数据和性能测试方法,就不难发现柴油动力设备排放超标原因,主要是使用的柴油受低气温影响致质量增大后,由喷入气缸一定体积的柴油质量超标、燃烧不充分所造成。

众所周知,柴油发动机额定功率工况下的燃油率计得,均是由喷油嘴容室喷出一定体积的质量换算而得,然而,同等体积的柴油、温度不等时,其质量有着一定的差异,所以,当同一标号柴油受不同气温影响,其质量便发生变化。因此,在使用柴油发动机的燃油率、动力性能及废气排放,也就随柴油质量变化而变化。例如,冷天常见柴油车耗油量大、动力不足、冒黑烟严重以及冷启动困难等,就是柴油受冷变稠、质量增大所致。

然而,当柴油发动机被应用到各领域后,其燃油供给系统各部件的使用性能,不具备GB/T18297-2001标准条款规定,所以,实际在用燃油率不但远高于出厂测定值,其废气排放更远高于设计指标。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术中的不足,本发明提供一种柴油发动机燃油恒温净化管理系统,包括:油箱,A段热辐射输油管,粗滤总成,输出管组件,B段热辐射输油管,油水分离器,C段热辐射输油管,输油泵组件,D段热辐射输油管,滤清器组件,E段热辐射输油管,净化器,F段热辐射输油管,H段热辐射输油管,回油管以及温控单元;

油箱底部设有出油口,出油口安装有红外加热器,第一油温传感器T,油箱红外加热器均设置在油箱内部;第一油温传感器T设置在油箱外部;

A段热辐射输油管输入端与油箱出油口连接,A段热辐射输油管输出端与粗滤总成进口连接;输出管组件的一端与粗滤总成的出口连接,输出管组件的另一端与B段热辐射输油管的输入端连接,B段热辐射输油管的输出端与油水分离器的输入端连接,油水分离器的输出端与C段热辐射输油管输入端连接,C段热辐射输油管输出端与输油泵组件输入端连接,输油泵组件的输入端上连接有第二油温传感器T;输油泵组件的输出端连接D段热辐射输油管的输入端,D段热辐射输油管的输出端连接滤清器组件输入端,滤清器组件输出端连接E段热辐射输油管输入端,E段热辐射输油管输出端与净化器进口连接,净化器出口与F段热辐射输油管输入端连接,F段热辐射输油管输出端与输油泵组件的回油输入端连接,输油泵组件的回油输出端与H段热辐射输油管输入端连接,H段热辐射输油管输出端与油水分离器回油输入端连接,油水分离器回油输出端通过回油管连接油箱的回油端;

A段热辐射输油管输入端的位置设有第一加热器电极;粗滤总成内部设有第二加热器,B段热辐射输油管输入端设有第三加热器电极,油水分离器内部设有第四加热器电极,C段热辐射输油管的输入端设有第五加热器电极,D段热辐射输油管输出端设有第六加热器电极,E段热辐射输油管输入端设有第七加热器电极,F段热辐射输油管输入端设有第八加热器电极,H段热辐射输油管输出端设有第九加热器电极;

温控单元包括:温控处理模块和温度获取模块;

温度获取模块分别与第一油温传感器T和第二油温传感器T连接,温度获取模块通过第一油温传感器T获取油箱出油口处油温,通过第二油温传感器T获取输油泵入口油温,将获取的油温传输至温控处理模块;

温度获取模块,红外加热器,第一加热器电极,第二加热器,第三加热器,第四加热器,第五加热器,第六加热器,第七加热器,第九加热器以及第八加热器分别与温控处理模块连接,温控处理模块用于将获取的油箱出油口处油温和输油泵入口油温分别与预设阈值进行比对,当获取的油温未在预设阈值范围内时,温控处理模块分别控制红外加热器,第一加热器电极,第二加热器,第三加热器,第四加热器,第五加热器,第六加热器,第七加热器,第九加热器以及第八加热器开启,对系统内的油温进行加热,当系统内的油温达到预设阈值范围内时,停止加热。

优选地,温控单元还包括:柴油级别设置模块,油加热启动温度设置模块,油温上限值设置模块以及油箱温度阈值设置模块;

柴油级别设置模块,油加热启动温度设置模块,油温上限值设置模块以及油箱温度阈值设置模块分别与温控处理模块连接,用于将设置的参数数据传输至温控处理模块;

柴油级别设置模块用于设置系统中柴油的级别,柴油的级别包括:5#柴油,0#柴油,-10#柴油,-20#柴油,-35#柴油,-50#柴油;

油加热启动温度设置模块用于设置各个级别柴油的加热启动温度;系统中为5#柴油时,系统启动前将油温低于7℃设置为加热器启动温度;系统中为0#柴油时,系统启动前将油温低于5℃设置为加热器启动温度;系统中为-10#柴油时,系统启动前将油温低于-4℃设置为加热器启动温度;系统中为-20#柴油时,系统启动前将油温低于-13℃设置为加热器启动温度;系统中为-35#柴油时,系统启动前将油温低于-28℃设置为加热器启动温度;系统中为-50#柴油时,系统启动前将油温低于-43℃设置为加热器启动温度;

油温上限值设置模块用于设置各个级别柴油的加热温度上限值;

当系统中为5#柴油时,且系统油温加热高于8℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为0#柴油时,且系统油温加热高于7℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-10#柴油时,且系统油温加热高于-3℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-20#柴油时,且系统油温加热高于-12℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-35#柴油时,且系统油温加热高于-27℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-50#柴油时,且系统油温加热高于-42℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

油箱温度阈值设置模块用于设置油箱内各个级别柴油的温度控制范围;

油箱中为5#柴油时,油箱油温控制范围为13±2℃;

系统中为0#柴油时,油箱油温控制范围为8±2℃;

系统中为-10#柴油时,油箱油温控制范围为0±2℃;

系统中为-20#柴油时,油箱油温控制范围为-10±2℃;

系统中为-35#柴油时,油箱油温控制范围为-25±2℃;

系统中为-50#柴油时,油箱油温控制范围为-40±2℃。

优选地,温控单元还包括:输油泵入口油温阈值控制模块;

输油泵入口油温阈值控制模块与温控处理模块连接,用于将输油泵入口油温阈值传输至温控处理模块;

输油泵入口油温阈值控制模块用于设置各个级别柴油在输油泵入口的油温阈值;

油箱中为5#柴油时,油水分离器油温控制范围为50±2℃;

系统中为0#柴油时,油水分离器油温控制范围为40±2℃;

系统中为-10#柴油时,油水分离器油温控制范围为30±2℃;

系统中为-20#柴油时,油水分离器油温控制范围为-6±2℃;

系统中为-35#柴油时,油水分离器油温控制范围为-18±2℃;

系统中为-50#柴油时,油水分离器油温控制范围为-35±2℃。

优选地,温控单元还包括:显示屏,柴油级别设置旋钮,用于在系统出现漏电故障时,对系统进行漏电保护的漏电保护模块以及用于在加热器出现短路故障时,对系统进行保护的加热器短路保护模块;

柴油级别设置旋钮与温控处理模块连接,柴油级别设置旋钮用于设置系统中当前的柴油级别,并将设置系统中当前柴油级别传输至温控处理模块;

温控处理模块与显示屏连接,用于显示当前系统的油温以及显示系统的运行参数;

温控处理模块和显示器之间采用Modbus协议通信;

温控处理模块包括:储存器,EEPROM寄存器,单片机以及单片机外围电路;

储存器储存系统数据参数,单片机的控制指令以及保存通过第一油温传感器T和第二油温传感器T感应的温度参数;

红外加热器采用远红外热辐射器;

单片机采用STC15W404AS单片机。

优选地,粗滤总成包括:连接管组件,输出管组件,第一滤清装置和第二滤清装置;

第一滤清装置和第二滤清装置并列设置;第一滤清装置顶部设有滤清装置进口和第一连接口;第二滤清装置顶部设有滤清装置出口和第二连接口;第一滤清装置的顶部和第二滤清装置的顶部分别设有排气口;

A段热辐射输油管输出端与第一滤清装置进口连接,连接管组件的第一端与第一滤清装置的第一连接口连接,连接管组件的第二端与第二滤清装置的第二滤清装置进口连接;第二滤清装置的滤清装置出口与输出管组件一端连接,输出管组件另一端与B段热辐射输油管的输入端连接;

第一滤清装置设有第一不锈钢滤芯,第一不锈钢滤芯外部包裹有第一滤清壳体;第一滤清装置的底部设有第一滤芯法兰,第一滤芯法兰分别与第一不锈钢滤芯的底部和第一滤清壳体的底部密封连接;第二加热器设置在第一滤芯法兰上,第二加热器设置在第一不锈钢滤芯和第一滤清壳体之间;第一滤芯法兰的外侧面设有第一氧化铝陶瓷热辐射器连接电极;

第二滤清装置设有第二不锈钢滤芯,第二不锈钢滤芯外部包裹有第二滤清壳体;第二滤清装置的底部设有第二滤芯法兰,第二滤芯法兰分别与第二不锈钢滤芯的底部和第二滤清壳体的底部密封连接;第二加热器设置在第二滤芯法兰上,第二加热器设在第二不锈钢滤芯和第二滤清壳体之间;

第一滤芯法兰的外侧面和第二滤芯法兰的外侧面分别设有第二加热器连接电极;

第二加热器采用氧化铝陶瓷热辐射器。

优选地,滤清器组件包括:一级精滤器,二级精滤器以及精滤器连接装置;

一级精滤器和二级精滤器分别与精滤器连接装置连通;精滤器连接装置设有滤清器组件输入端和滤清器组件输出端;柴油经过滤清器组件输入端进入精滤器连接装置,通过精滤器连接装置进入一级精滤器,在经过精滤器连接装置进入二级精滤器,最后通过精滤器连接装置的滤清器组件输出端输出;

一级精滤器和二级精滤器分别设有精滤加热器;

精滤加热器与温控处理模块连接,温控处理模块控制精滤加热器的开闭。

优选地,净化器包括:净化仓,净化仓设有净化器进口以及净化器出口;净化仓内部固设有不锈钢强磁器;

不锈钢强磁器设有不锈钢壳体,不锈钢壳体内部固设有不锈钢永磁棒。

优选地,油水分离器包括:滤芯总成和滤座总成,滤座总成固定安装于所述滤芯总成的顶部;

所述滤芯总成包括滤芯壳体、滤芯和滤芯内支架,所述滤芯总成的顶部设有滤芯总成进油孔和滤芯总成出油口,所述滤芯总成进油孔接口与所述滤芯总成进油孔连通,所述滤芯总成出油口接口与所述滤芯总成出油口连通;所述滤芯壳体的下部设有积水杯;

积水杯内部设置第四加热器和水位传感器;水位传感器与温控处理模块连接,水位传感器将感应的水位传输至温控处理模块。

优选地,滤座总成包括滤座壳体和热动力阀,所述滤座壳体上设有输入口、滤芯总成进油孔接口、滤芯总成出油口接口、输出口、回油口和散热口,所述输入口与所述滤芯总成进油孔接口通过输入通道连通,所述滤芯总成出油口接口与所述输出口通过输出通道连通,其特征在于:所述回油口通过回油通道与所述热动力阀连接,所述散热口通过散热通道与所述热动力阀连接,所述输入通道通过热再利用通道与所述热动力阀连接;

所述热动力阀包括热动力阀芯、热动力器和复位弹簧,所述热动力器包括内装有热敏蜡的热动力器壳体和推动杆,所述热动力器壳体与所述滤座壳体固定连接,所述热动力器壳体位于所述输出通道中;所述滤座壳体内设有热动力阀室,所述回油口通过所述回油通道与所述热动力阀室连通,所述散热口通过所述散热通道与所述热动力阀室的上端口连接,所述输入通道通过所述热再利用通道与所述热动力阀室的下端口连接;所述热动力阀芯可滑动的设置于所述热动力阀室内,所述热动力阀芯与所述推动杆固定连接,所述复位弹簧设在所述热动力阀芯与所述滤座壳体之间,所述热动力阀芯的移动能够打开或关闭所述热动力阀室的上端口或下端口;

所述回油通道中设有第一单向阀;所述散热通道中设有第二单向阀;所述输入通道中设有第三单向阀。

从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

柴油发动机燃油恒温净化管理系统中按照柴油GB19147-2016质量标准,编制各标号柴油安全加热、合理补充热能的控制程序,从而拓宽各标号柴油冷使用范围、提高使用效率、解决冷使用困难。

按照柴油发动机GB/T18297-2001台架性能试验标准,对燃油质量指标的特定要求,结合5#、0#、-10#、-20#、-35#、-50#柴油于常温状态下的质量(比重)指标变化规律,编制稳定柴油温度、保障质量符合匹配需求的调控温程序,通过对在用柴油的恒温管控,把发动机燃油入口质量调节、稳定在0.79~0.84cm3范围内,从而保障最低油耗指标下发挥出最大动力效能和最低排放指标,促进绿色动力源的实现。

本发明中,恒温管理合理、燃油质量稳定:发动机启动运转后,当第二油温传感器检测到发动机燃油入口温度,低于柴油质量稳定在0.79~0.84cm3需求时,恒温温度数据信息处理模块,依照来自第二油温传感器检测到的温度数据比对出温差,按照比对获得的温度差输出低电平,促使温控处理模块有高电位输出,供给内置在恒温油水分离器积水杯内的远红外陶瓷发热器工作,迫使远红外陶瓷发热器释放出高温热光波,促使通过恒温油水分离器的柴油得到快速加热、质量稳定在与动力变化所需相匹配范围内,由此使得发动机在最低油耗指标下发挥出最大动力效能,有效遏止了柴油质量超标造成的燃烧不充分、废气排放超标、污染环境严重现象的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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。

图1为柴油发动机燃油恒温净化管理系统整体示意图;

图2为温控单元示意图;

图3为单片机管脚图;

图4为油水分离器剖视图;

图5为沿图A向的剖视图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将运用具体的实施例及附图,对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本专利中的实施例,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它实施例,都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种柴油发动机燃油恒温净化管理系统,如图1,图2所示,包括:油箱50,A段热辐射输油管2,粗滤总成3,输出管组件9,B段热辐射输油管12,油水分离器51,C段热辐射输油管24,输油泵组件52,D段热辐射输油管25,滤清器组件26,E段热辐射输油管29,净化器53,F段热辐射输油管34,H段热辐射输油管35,回油管42以及温控单元;

油箱50底部设有出油口,出油口安装有红外加热器1,油箱油温传感器和第一油温传感器T01,油箱油温传感器和红外加热器1均设置在油箱50内部;第一油温传感器T01设置在油箱50外部;

A段热辐射输油管2输入端与油箱出油口连接,A段热辐射输油管2输出端与粗滤总成3进口连接;输出管组件9的一端与粗滤总成3的出口连接,输出管组件9的另一端与B段热辐射输油管12的输入端连接,B段热辐射输油管12的输出端与油水分离器51的输入端连接,油水分离器51的输出端与C段热辐射输油管24输入端连接,C段热辐射输油管24输出端与输油泵组件52输入端连接,输油泵组件52的输入端上连接有第二油温传感器T02;输油泵组件52的输出端连接D段热辐射输油管25的输入端,D段热辐射输油管25的输出端连接滤清器组件26输入端,滤清器组件26输出端连接E段热辐射输油管29输入端,E段热辐射输油管29输出端与净化器53进口连接,净化器53出口与F段热辐射输油管34输入端连接,F段热辐射输油管34输出端与输油泵组件52的回油输入端连接,输油泵组件52的回油输出端与H段热辐射输油管35输入端连接,H段热辐射输油管35输出端与油水分离器51回油输入端连接,油水分离器51回油输出端通过回油管42连接油箱50的回油端16;

A段热辐射输油管2输入端靠近红外加热器1的位置设有第一加热器电极61;粗滤总成3内部设有第二加热器62,B段热辐射输油管12输入端设有第三加热器63,油水分离器51内部设有第四加热器22,C段热辐射输油管24的输入端设有第五加热器65,D段热辐射输油管25输出端设有第六加热器66,E段热辐射输油管29输入端设有第七加热器67,F段热辐射输油管34输入端设有第八加热器68,H段热辐射输油管35输出端设有第九加热器69;

温控单元包括:温控处理模块17和温度获取模块18;

温度获取模块18分别与油箱油温传感器,第一油温传感器T01和第二油温传感器T02连接,温度获取模块19通过第一油温传感器T01获取油箱出油口处油温,通过第二油温传感器T02获取输油泵组件52的输入端处油温,通过油箱油温传感器获取油箱内油温,并将获取的油温传输至温控处理模块17;

温度获取模块18,红外加热器1,第一加热器电极61,第二加热器62,第三加热器63,第四加热器22,第五加热器65,第六加热器66,第七加热器67,第九加热器69以及第八加热器68分别与温控处理模块18连接,温控处理模块18用于将获取的油箱出油口处油温和输油泵组件52的输入端处油温分别与预设阈值进行比对,当获取的油温未在预设阈值范围内时,温控处理模块分别控制红外加热器1,第一加热器电极61,第二加热器62,第三加热器63,第四加热器22,第五加热器65,第六加热器66,第七加热器67,第九加热器69以及第八加热器68开启,对系统内的油温进行加热,当系统内的油温达到预设阈值范围内时,停止加热。

本实施例中,温控单元还包括:显示屏99,柴油级别设置旋钮96,用于在系统出现漏电故障时,对系统进行漏电保护的漏电保护模块97以及用于在加热器出现短路故障时,对系统进行保护的加热器短路保护模块98;

柴油级别设置旋钮96与温控处理模块17连接,柴油级别设置旋钮96用于设置系统中当前的柴油级别,并将设置系统中当前柴油级别传输至温控处理模块;

温控处理模块17与显示屏99连接,用于显示当前系统的油温以及显示系统的运行参数;温控处理模块17和显示器99之间采用Modbus协议通信;

温控处理模块17包括:储存器,EEPROM寄存器,单片机以及单片机外围电路;储存器储存系统数据参数,单片机的控制指令以及保存通过第一油温传感器T01和第二油温传感器T02感应的温度参数;红外加热器1采用远红外热辐射器;单片机采用STC15W404AS单片机。

远红外热光波辐射加热器,是一种通电放射远红外热光波,其表面温度低、通电仅释放热光波半径达6~24cm氧化铝陶瓷体。

远红外热辐射器为氧化铝陶瓷圆柱形远红外辐射器,其通电能释放远红外热光波的碳镍材料,印刷在氧化铝陶瓷板上,使用相同氧化铝陶瓷将印制的碳镍材料复合在中部,经成型工装压制、高温烧结,便构成适应易燃油品加热专用热辐射器。通电释放红外热光波、表面温度低、不损伤油分子;耗电低、热转效率高达97%。与普通金属加热器相比较,具有鲜明的节能环保、光波辐射加热、绝缘性高、使用寿命长等特点。

温控器和显示器之间采用Modbus通信协议,实施自动握手,在没有正确握手时,显示器呈流水显示“-”。当握手成功后,分别显示发动机入口温度和油箱出口温度。

EEPROM寄存器完成信号贮存后,显示器自动退出设置状态,随即显示出当前用柴油温度。更换柴油标号后,应轻按选择识别按钮,EEPROM寄存器按照获得的信息,自动识别出调控温指令,温控器便按照调控温指令,对热辐射部件的通电、发热时间和释放温度进行管控,形式如下图所示。

如图3所示,将执行数据口令写入单片机,当单片机第7、9脚数据信息指令,与写入的数据口令不一致时,单片机自动计算出两者数据差,通过18、19、20引脚输出由数据指令转换出的电平,驱动三极管Q1/Q2/Q3导通状态,由三极管导通状态的改变而改变功率Q1/Q5/Q6输出端、输出电流的大小,由此促使远红外发热器AZ/BZ/CZ释放出保证油温不变的热光波,至此,在使用柴油得到理想的恒温管理。

供给发动机燃油温度高低,决定数字模块温控器输出时间、输出电位的高低;数字模块温控器接收不到油温数据信息,单片机关闭输出进入休眠状态,即:遏止了传感器损坏、开路等故障引起的长时间加热所带来的安全隐患。

当任一热辐射部件或热辐射部件工作电源线路,由加热器短路保护模块对地搭铁出现的瞬间,磁敏原件便受到异常磁场的干扰而导通,输出高电平关闭STC15W404AS单片机,似如人们常说的“电脑死机”,由此而遏止了过电流引发的不安全故障出现。

本实施例中,温控单元可以实现,当某一元件的输出源极负载线路出现短路、漏电故障的瞬间,漏电保护模块或加热器短路保护模块磁敏原件便有源极输出磁场的异变导通输出高电平,关闭柴油级别与数据库,迫使温度数据比对模块失去工作电平而关闭,致使功率输出模块组件进入静止状态,遏止了故障扩大化。磁敏原件导通的瞬间,负载电路动态诊断模块译出故障代码,直接通过显示器显示在桌面上。

例如:燃油恒温净化管理系统油箱预热、恒温管理负载出现短路、或线路有漏电故障出现的瞬间,经过磁敏器件的线束上有异磁变,受异磁变影响而导通,负载电路动态诊断模块随即译出Er0故障码。

若燃油恒温净化管理系统输油管路出现短路、或线路有漏电故障,经磁敏器件的线束上有异常磁变,受异变磁的影响导通,负载电路动态诊断模块随即译出Er1故障码。

其中,磁敏原件的采用和故障码的设定以及故障位置提示,即:若显示器出现故障码,已确定油箱加热负载出现短路、或漏电故障,创新点在于方便故障位置查找、排除。其次是功率输出模块某一单元源极负载出现故障、被负载电路动态诊断模块锁定、关闭输出后,并不影响另两个单元的源极输出及负载的正常工作。

本实施例中,温控单元可以实现,当某一传感器检测到的温度数据出现飘逸(数据不清晰),温度数据比对模块随即关闭相对应恒温数据信息处理器,迫使功率输出模块失去相对应的控制负载数据链而关闭输出,受传感器通讯的负载电路失电停止工作,同时,恒温数据信息处理模块译出有故障传感器的故障码,在显示器数码窗口走动显示。若传感器出现开路故障,恒温数据信息处理模块随即译出故障码;传感器若损坏丧失检测效能,恒温数据信息处理模块随即译出故障码;当传感器出现故障的瞬间,功率输出模块随即关闭输出。

本实施例中,温控单元还包括:柴油级别设置模块91,油加热启动温度设置模块92,油温上限值设置模块93以及油箱温度阈值设置模块94;

柴油级别设置模块91,油加热启动温度设置模块92,油温上限值设置模块93以及油箱温度阈值设置模块94分别与温控处理模块17连接,用于将设置的参数数据传输至温控处理模块;

柴油级别设置模块用于设置系统中柴油的级别,柴油的级别包括:5#柴油,0#柴油,-10#柴油,-20#柴油,-35#柴油,-50#柴油;

油加热启动温度设置模块用于设置各个级别柴油的加热启动温度;系统中为5#柴油时,系统启动前将油温低于7℃设置为加热器启动温度;系统中为0#柴油时,系统启动前将油温低于5℃设置为加热器启动温度;系统中为-10#柴油时,系统启动前将油温低于-4℃设置为加热器启动温度;系统中为-20#柴油时,系统启动前将油温低于-13℃设置为加热器启动温度;系统中为-35#柴油时,系统启动前将油温低于-28℃设置为加热器启动温度;系统中为-50#柴油时,系统启动前将油温低于-43℃设置为加热器启动温度;

油温上限值设置模块用于设置各个级别柴油的加热温度上限值;

当系统中为5#柴油时,且系统油温加热高于8℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为0#柴油时,且系统油温加热高于7℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-10#柴油时,且系统油温加热高于-3℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-20#柴油时,且系统油温加热高于-12℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-35#柴油时,且系统油温加热高于-27℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

当系统中为-50#柴油时,且系统油温加热高于-42℃时,分别停止对油箱和输油管内的柴油进行加热;

油箱温度阈值设置模块用于设置油箱内各个级别柴油的温度控制范围;

这里的输油管包括:A段热辐射输油管B段热辐射输油管,C段热辐射输油管,D段热辐射输油管,E段热辐射输油管,F段热辐射输油管,H段热辐射输油管,回油管(42)。也包含系统中其他的输油管。

油箱中为5#柴油时,油箱油温控制范围为13±2℃;

系统中为0#柴油时,油箱油温控制范围为8±2℃;

系统中为-10#柴油时,油箱油温控制范围为0±2℃;

系统中为-20#柴油时,油箱油温控制范围为-10±2℃;

系统中为-35#柴油时,油箱油温控制范围为-25±2℃;

系统中为-50#柴油时,油箱油温控制范围为-40±2℃。

本实施例中,温控单元还包括:输油泵输入端油温阈值控制模块95;

输油泵输入端油温阈值控制模块与温控处理模块连接,用于将输油泵输入端油温阈值传输至温控处理模块;

输油泵输入端油温阈值控制模块用于设置各个级别柴油在输油泵输入端的油温阈值;

油箱中为5#柴油时,油水分离器油温控制范围为50±2℃;

系统中为0#柴油时,油水分离器油温控制范围为40±2℃;

系统中为-10#柴油时,油水分离器油温控制范围为30±2℃;

系统中为-20#柴油时,油水分离器油温控制范围为-6±2℃;

系统中为-35#柴油时,油水分离器油温控制范围为-18±2℃;

系统中为-50#柴油时,油水分离器油温控制范围为-35±2℃。

本实施例中,柴油发动机燃油恒温净化管理系统的温控单元内部元件采用异步串行(UART)通信完成数据交换、通过数码管实现数字显示、并有开关量信号诊断出故障类别,故障类别以代码形式显示在桌面上,向操作者做出警示等,

依据柴油GB19147-2016质量标准对各标号柴油规定的冷滤点、冷凝点与质量,根据柴油发动机GB/T18297-2001台架性能试验标准特定要求编程写入储存器,实现在不同的温度条件下,对各标号柴油实施恒温管理。恒温管理工作过程如下;接通温控单元工作电源,显示器点亮,温控单元实现异步串行通信。轻触动选择按钮,用户选择出在使用柴油标号,并经显示器显示出选择柴油标号正确性,再轻按选择按钮约3s加以确认后,经温控处理模块比对出来自温度传感器的温度和预设阈值的比对数据差,当获取的油温未在预设阈值范围内时,温控处理模块分别控制红外加热器1,第一加热器电极61,第二加热器62,第三加热器63,第四加热器22,第五加热器65,第六加热器66,第七加热器67,第九加热器69以及第八加热器68开启,对系统内的油温进行加热,当系统内的油温达到预设阈值范围内时,停止加热。

本发明依据GB19147-2016质量标准对各标号柴油规定的冷滤点、冷凝点,并且结合柴油发动机GB/T18297-2001台架性能试验标准,第6条、第6.5款对柴油温度与质量关系的特定要求进行编程,原因主要在于不同标号的柴油,在同等温度条件下质量有着较大差异,温控单元的电压输出动态参数,必须按照柴油发动机额定功率下的最大燃油质量需要、编制调控温编程,写入储存器形成口令。通过温控单元的柴油级别设置旋钮寻找到某一柴油标号的恒温管理程序、加以确认后,便被温度数据比对模块记忆,并与来自模块传感器的温度数据进行比对,由比对得出的温度数据差,转换成为恒温数据信息处理的控制电平根据控制电平的高低,调整输出相应的加热电压,经负载电路动态诊断模块检测后,供远红外线热辐射器做功,释放出满足在用柴油恒温需要的热光波温度,如下表格所示。

各标号柴油恒温管理数据表

本实施例中,异步串行(UART)通信:通过脉动信号检索数据库数据链准确性,保障模块传感器检测数据与数据库相同步、加热温度可靠、功率输出安全。

冷启动预热温度准确:发动机冷启动时,当第一油温传感器T01和第二油温传感器T02检测到的在用柴油温度数据,经温度数据比对模块与数据库比对后,比对的结果若等于或低于冷滤点,依据比对温差输出低电平,致使温控处理模块均有高电位输出,恒温净化管理系统各热辐射部件,同时得电释放热光波,低于使用要求的柴油受热稀释、油路畅通。若第一油温传感器T01和第二油温传感器T02检测到的在用柴油温度数据,经温度数据比对模块与数据库比对,得出高于冷滤点4℃的结果,温控处理模块输出高电平,关闭电加热,即:切断燃油箱、各段热辐射输油管及预热型滤清器加热电源。反则,再次工作。

本发明中,恒温管理合理、燃油质量稳定:发动机启动运转后,当第二油温传感器T02检测到发动机燃油入口温度,低于柴油质量稳定在0.79~0.84cm3需求时,恒温温度数据信息处理模块,依照来自第二油温传感器T02检测到的温度数据比对出温差,按照比对获得的温度差输出低电平,促使温控处理模块有高电位输出,供给内置在恒温油水分离器积水杯内的远红外陶瓷发热器工作,迫使远红外陶瓷发热器释放出高温热光波,促使通过恒温油水分离器的柴油得到快速加热、质量稳定在与动力变化所需相匹配范围内,由此使得发动机在最低油耗指标下发挥出最大动力效能,有效遏止了柴油质量超标造成的燃烧不充分、废气排放超标、污染环境严重现象的发生。

按照柴油GB19147-2016质量标准,对各标号柴油的质量要求,编写调控温程序写入柴油级别与温度数据库,当换用某一标号柴油时,只要通过柴油级别设置旋钮即可改变,由电压改变柴油级别与温度数据库震荡频率,温度数据比对模块的工作状态,便自动与柴油级别与温度数据库相同步,由此使得功率输出模块输出状态,具备了数字模块化调控温效能(见:各标号柴油恒温管理数据表)。

本实施例中,粗滤总成3包括:连接管组件8,输出管组件9,第一滤清装置71和第二滤清装置72;

第一滤清装置和第二滤清装置并列设置;第一滤清装置顶部设有滤清装置进口和第一连接口;第二滤清装置顶部设有滤清装置出口和第二连接口;第一滤清装置的顶部和第二滤清装置的顶部分别设有排气口7;

A段热辐射输油管2输出端与第一滤清装置71滤清装置进口连接,连接管组件8的第一端与第一滤清装置的第一连接口连接,连接管组件8的第二端与第二滤清装置的第二滤清装置进口连接;第二滤清装置的滤清装置出口与输出管组件9一端连接,输出管组件9另一端与B段热辐射输油管12的输入端连接;

第一滤清装置设有第一不锈钢滤芯4,第一不锈钢滤芯4外部包裹有第一滤清壳体400;第一滤清装置的底部设有第一滤芯法兰6,第一滤芯法兰6分别与第一不锈钢滤芯4的底部和第一滤清壳体400的底部密封连接;第二加热器62设置在第一滤芯法兰6上,第二加热器62设置在第一不锈钢滤芯4和第一滤清壳体400之间;第一滤芯法兰6的外侧面设有第一氧化铝陶瓷热辐射器连接电极;

第二滤清装置设有第二不锈钢滤芯10,第二不锈钢滤芯10外部包裹有第二滤清壳体100;第二滤清装置的底部设有第二滤芯法兰101,第二滤芯法兰101分别与第二不锈钢滤芯10的底部和第二滤清壳体100的底部密封连接;第二加热器62设置在第二滤芯法兰101上,第二加热器62设在第二不锈钢滤芯10和第二滤清壳体100之间;

第一滤芯法兰6的外侧面和第二滤芯法兰101的外侧面分别设有第二加热器连接电极5;

第二加热器62采用氧化铝陶瓷热辐射器。

本实施例中,滤清器组件26包括:一级精滤器27,二级精滤器28以及精滤器连接装置11;

一级精滤器27和二级精滤器28分别与精滤器连接装置11连通;精滤器连接装置11设有滤清器组件26输入端和滤清器组件26输出端;柴油经过滤清器组件26输入端进入精滤器连接装置11,通过精滤器连接装置11进入一级精滤器27,在经过精滤器连接装置11进入二级精滤器28,最后通过精滤器连接装置11的滤清器组件26输出端输出;

一级精滤器27和二级精滤器28分别设有精滤加热器;

精滤加热器与温控处理模块连接,温控处理模块控制精滤加热器的开闭。

本实施例中,净化器53包括:净化仓32,净化仓32设有净化器进口30以及净化器出口33;净化仓32内部固设有不锈钢强磁器322;

不锈钢强磁器322设有不锈钢壳体,不锈钢壳体内部固设有不锈钢永磁棒。

本实施例中,油水分离器51包括:滤芯总成和滤座总成,滤座总成固定安装于所述滤芯总成的顶部;如图4和图5所示。

所述滤芯总成包括滤芯壳体22A、滤芯23A和滤芯内支架24A,所述滤芯总成的顶部设有滤芯总成进油孔和滤芯总成出油口,所述滤芯总成进油孔接口4A与所述滤芯总成进油孔连通,所述滤芯总成出油口接口5A与所述滤芯总成出油口连通;所述滤芯壳体22A的下部设有积水杯21;

积水杯21内部设置第四加热器22和水位传感器23;水位传感器23与温控处理模块连接,水位传感器23将感应的水位传输至温控处理模块。

滤座总成包括滤座壳体1A和热动力阀,所述滤座壳体1A上设有输入口3A、滤芯总成进油孔接口4A、滤芯总成出油口接口5A、输出口6A、回油口7A和散热口8A,所述输入口3A与所述滤芯总成进油孔接口4A通过输入通道9A连通,所述滤芯总成出油口接口5A与所述输出口6A通过输出通道10A连通,其特征在于:所述回油口7A通过回油通道11A与所述热动力阀连接,所述散热口8A通过散热通道12A与所述热动力阀连接,所述输入通道9A通过热再利用通道13A与所述热动力阀连接;

所述热动力阀包括热动力阀芯14A、热动力器和复位弹簧15A,所述热动力器包括内装有热敏蜡的热动力器壳体16A和推动杆17A,所述热动力器壳体16A与所述滤座壳体1A固定连接,所述热动力器壳体16A位于所述输出通道10A中;所述滤座壳体1A内设有热动力阀室18A,所述回油口7A通过所述回油通道11A与所述热动力阀室18A连通,所述散热口8A通过所述散热通道12A与所述热动力阀室18A的上端口连接,所述输入通道9A通过所述热再利用通道13A与所述热动力阀室18A的下端口连接;所述热动力阀芯14A可滑动的设置于所述热动力阀室18A内,所述热动力阀芯14A与所述推动杆17A固定连接,所述复位弹簧15A设在所述热动力阀芯14A与所述滤座壳体1A之间,所述热动力阀芯14A的移动能够打开或关闭所述热动力阀室18A的上端口或下端口;

所述回油通道11A中设有第一单向阀19A;所述散热通道12A中设有第二单向阀20A;所述输入通道9A中设有第三单向阀21A。

发动机冷启动时,若恒温控制器27检测到的油温低于GB/T18297-2001台架性能测试标准规定,则启动远红外陶瓷热辐射器26对柴油加热,保证发动机冷启动柴油供给充足、启动顺利。

发动机冷启动运转后,若恒温控制器27A检测到的油温达不到GB/T18297-2001台架性能测试标准第6条、第6.5款的规定,则控制远红外陶瓷热辐射器26A对柴油加热,使油温稳定在GB/T18297-2001标准规定范围内。

发动机冷启动运转后,若输出通道10中的油温低于GB/T18297-2001台架性能测试标准第6条、第6.5款的规定,推动杆17在复位弹簧15的作用下处于回缩状态,此时热动力阀室18A的上端口关闭、下端口打开,经输油泵送至喷油泵对柱塞偶件付润滑、散热而带回机械热的高温柴油依次经回油通道11、热动力阀室18A、热再利用通道13而进入输入通道9A,与低温柴油混合后进入滤芯23A,防止低温柴油析出油蜡晶粒而堵塞滤芯通孔。当油温超过GB/T18297-2001台架性能测试标准规定时,热动力器壳体16A内的热敏蜡受热产生机械膨胀力,使推动杆17A逐渐伸出,从而逐渐打开热动力阀室18A的上端口并逐渐关闭热动力阀室的下端口,使全部或部分高温柴油依次经回油通道11A、热动力阀室18A、散热通道12A而进入油箱散热。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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