柴油机快速起动结构及方法与流程

本发明属于柴油机技术领域，具体涉及一种柴油机快速起动机构及方法。

背景技术：

柴油机在低温环境下或在高原环境下工作，起动困难，常常采取进气预热、冷却液及机油加温措施，降低摩擦阻力，匹配大容量蓄电池等措施提高起动能力。造成起动困难的原因主要有：低温环境下，由于进气温度低，柴油机压缩终了温度低；高原环境下，由于空气稀薄，柴油机压缩终了温度低；由于温度低柴油喷入燃烧室后不易压燃，造成起动困难。

提高柴油机在低温和高原环境的起动性能主要是提高柴油机气缸内进气压缩终了温度，具体措施包括以下几种：1）进气管路加装进气火焰预热赛，利用蓄电池将预热塞加热，通过柴油燃烧加热进气。2）加大蓄电池容量，加大起动电机功率，提高柴油机起动转速，转速提高使得压缩终了温度提高。3）利用辅助系统，如加温锅对冷却液和机油进行加热，减小起动阻力和燃烧室壁温度，减小热量散失，提高压缩终了温度。

采用加温锅对冷却液和机油进行加热，需增加加温锅、冷却液预热管路、机油预热管路、柴油管路等，结构复杂。这种方法加温时间长，车用柴油机往往需要加热三、四十分钟，有的更长，车辆不能立即投入使用，影响工作效率。

采用大容量蓄电池、大功率起动电机，增加车辆重量，由于电量消耗大，在冬季和高海拔条件下，蓄电池和起动电机使用时间长，故障多，可靠性差。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种通过减小起动阻力来实现快速起动的柴油机快速起动结构及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种柴油机快速起动结构，包括柴油机缸盖，缸盖上设有进气阀和排气阀，：在缸盖上增设一个气阀安装孔，气阀安装孔中安装电磁排气阀，所述电磁排气阀在柴油机转速达到喷油目标转速前处于打开状态，达到喷油目标转速后处于关闭状态。

进一步的，所述电磁排气阀位于进气阀和排气阀一侧的中间且靠近缸盖的一侧边缘的位置。

一种柴油机快速起动方法，该方法是通过减小起动阻力来实现的，具体是：在起动过程中，开启气体泄放通道，使气缸内的压缩气体通过泄放通道快速排出，从而减小起动加速过程的压缩负功，使柴油机转速快速提高，并在柴油机转速达到喷油目标转速时，关闭泄放通道后控制喷油嘴喷油，柴油机即可起动。

进一步的，所述泄放通道是设置于柴油机缸盖上的电磁排气阀，该电磁排气阀进气端和气缸的燃烧室连通，排气端和大气连通。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明通过在柴油机缸盖上设置可控的电磁排气阀，减少起动过程中的压缩负功，使柴油机在不增加电池容量、不增加辅助加热系统的情况下，实现柴油机低温和高原环境下快速起动，减少起动过程燃料消化，而且能提高蓄电池寿命，并大幅降低低温起动时的环境污染，降低对起动电机和蓄电池的要求，提高柴油机可靠性。

附图说明

图1是本发明缸盖主视结构示意图；

图2是本发明缸盖宽度方向的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明涉及一种柴油机快速起动结构和方法，本发明通过在缸盖上增设第五气阀安装孔，并在气阀安装孔中安装电磁排气阀，通过电磁阀控制排气阀的开闭状态，从而减少起动过程中的压缩负功，使柴油机转速快速达到目标转速（喷油起动转速），快速起动。

本发明的起动结构包括柴油机缸盖，缸盖1上设有进气阀4和排气阀3，在缸盖1上增设一个气阀安装孔，气阀安装孔中安装电磁排气阀2，所述电磁排气阀2在柴油机转速达到喷油目标转速前处于打开状态，保证起动过程的阻力最小，在达到喷油目标转速后处于关闭状态，相当于去掉电磁排气阀，保证压缩终了温度，柴油机正常运转。本发明的电磁排气阀采用开封亿诺泰科技有限公司排气控制电磁阀。

为了保证缸盖上原有进气阀和排气阀的位置结构不变，且增设的气阀安装孔不影响缸盖的结构稳定性，所述电磁排气阀位于进气阀和排气阀一侧的中间且靠近缸盖的一侧边缘的位置。

本发明的起动方法是通过减小起动阻力来实现的，具体是：在起动过程中，开启气体泄放通道，使气缸内的压缩气体通过泄放通道快速排出，从而减小起动加速过程的压缩负功，使柴油机转速快速提高，并在柴油机转速达到喷油目标转速时，关闭泄放通道后控制喷油嘴喷油，柴油机即可起动。

本发明的泄放通道是设置于柴油机缸盖上的电磁排气阀，该电磁排气阀进气端和气缸的燃烧室连通，排气端和大气连通。

工作原理：

在柴油机起动过程中，当转速小于喷油目标转速时，电磁排气阀通电，电磁排气阀打开，打开泄放通道，燃烧室和大气连通，减小了起动加速过程压缩负功，此时起动阻力小，柴油机在起动电机带动下转速上升快，可使柴油机迅速达到柴油燃烧所需的转速，此时给电磁排气阀断电，关闭泄放通道，由于柴油机转速高，缸内空气压缩温度达到柴油自然温度，此时控制喷油器喷油，柴油燃烧，柴油机能够正常启动。

起动过程中，ECU（中央控制单元）检测柴油机转速，当转速比喷油目标转速低时，给缸盖上的电磁排气阀供电，使电磁排气阀打开，当转速信号大于喷油目标转速时，关闭电磁排气阀，柴油机开始喷油，使柴油机迅速起动。起动过程也可不采用转速信号控制，由操作人员判断柴油机转速再人为给电磁阀断电，同样可以使柴油机实现快速起动。