一种柴油动力车辆低压油路供给系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种柴油动力车辆的供给系统及其控制方法，具体的说是一种柴油动力车辆低压油路加热供给系统及其控制方法，属于车辆柴油机的技术领域。

背景技术：

针对低温环境下柴油动力车辆的使用油品不符合当地环境温度要求的起动和使用困难等供油方面的实际问题，目前的此低压油路加热系统装置分为两种：

一种加热方式为纯电加热系统，采用在低压油路中采用电阻丝进行加热；另一种为双油箱纯冷却液加热，管路、滤清、油箱均为冷却液加热，先用高牌号油热机，达到一定条件后再使用低牌号油工作；然而这两种加热方法均具有若干问题。

对于纯电加热存在的问题：

1、天气过冷，电池通常情况下容量不够，起动时要同时对整个低压油路（油管、滤清、油箱）进行加热比较困难、甚至多数情况下加热后电量已无法带动起动机。

2、电阻丝在管路中无固定，当使用中发生折弯变形时容易过热产生安全隐患。

对于双油箱纯水冷却加热存在的主要问题：

1、燃油管路需要做内外层、加工困难与批量可行性太低，无法实现且油管多数需要成型。

2、滤清器采用外包水套，制作与装配可行性低。

本发明对整个系统的加热实现方式为：

a、起动前预热阶段：

电瓶对ptc燃油管路与滤清进行加热，油量少需要电量不多；

油箱采用燃油加热器直接燃烧油箱中的油对冷却液加热，再由冷却液对油箱燃油进行加热。

b、起动后使用阶段：

管路与滤清：外界过冷情况下，发动机带电机对电瓶充电，在需要的情况下，ptc油管对流经管路的燃油进行加热，燃油滤清器仍由盘式与外包式ptc加热套进行加热保温。

油箱：起动后驾驶员关闭燃油加热器开关，同时打开旁通电磁阀（旁通电磁阀与燃油加热器开关为集成互锁式结构，关其一必开另一个），油箱加热管路与冷却液发动机水套相连，发动机水泵输送冷却液对油箱内燃油进行加热，油箱加热模块上的断水电磁阀据温度信号对加热管路进行通断控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对低温环境下柴油动力车辆的使用油品不符合当地环境温度要求的起动和使用困难等供油方面的实际问题，提供了一种柴油动力车辆低压油路供给系统及其控制方法，该系统解决了柴油发动机由于油品引起的低温起动困难与当油品不符合环境温度要求情况下的使用问题，并实现了起动后燃油快速升温和使用中由于环境温度过低和油品不够品级情况下的加热等功能。

为了达到以上目的，本发明提供了一种柴油动力车辆低压油路加热系统，包括燃油加热系统及冷却液循环加热系统，所述燃油加热系统由发动机（1）、具有加热模块的油箱总成（3）、ptc电加热燃油管、燃油加热器（4）及燃油滤清器总成（5）构成，所述油箱总成的出油口通过第一ptc电加热燃油管（22）经燃油滤清器总成后由第二ptc电加热燃油管（23）连接至发动机的进油口，所述油箱总成的回油口通过第三ptc电加热燃油管（24）与发动机回油口连接，所述ptc外包滤清加热器套装在所述燃油滤清器金属筒体外，由卡箍固定；所述燃油滤清器进油口通过第一（22）ptc电加热燃油管与油箱出油口相连，所述燃油滤清器出油口通过第二（23）ptc电加热燃油管与发动机进油口相连；所述燃油加热器吸油口与油箱之间连接有吸油管（25）；

所述冷却液循环加热系统由发动机（1）、油箱总成（3）、燃油加热器（4）、冷却液输送用软管、冷却液输送用三通接头及旁通电磁阀构成；所述油箱总成的加热模块上设有冷却液进、出口，所述冷却液进口通过三根冷却液进液软管--第三冷却液进液软管（40）、第二冷却液进液软管（39）、第一冷却液进液软管（38）与燃油加热器的出液口相连接，所述冷却液出口通过两根冷却液出液软管--第一冷却液出液软管（42）、第二冷却液出液软管（43）经发动机、第一冷却液回液软管（36）、第二冷却液回液软管（37）回流至燃油加热器，所述燃油加热器的出液口通过第一冷却液三通接头（47）连接有旁通冷却液进液软管（45），所述旁通冷却液输送软管上安装有旁通电磁阀（13），所述旁通电磁阀通过接线（12）与驾驶室内系统开关10相联，所述旁通冷却液进液软管（44）的末端通过第二冷却液三通接头（46）接有第一冷却液回液软管（36），所述第二冷却液三通接头的另一接口接有与燃油加热器进液口相连接的第二冷却液回液软管（37）。

本发明针对低温环境下柴油动力车辆的使用油品不符合当地环境温度要求的起动和使用困难等供油方面的实际问题，该系统解决了柴油发动机由于油品引起的低温起动困难与当油品不符合环境温度要求情况下的使用问题，并实现了起动后燃油快速升温和使用中由于环境温度过低和油品不够品级情况下的加热等功能。

进一步的，所述油箱总成的加热模块固定于油箱内，其上部具有水、油管路接口及液位温度信号线束接口，所述水、油管路接口及液位温度信号线束接口通过支架顶板固定于油箱的壳体上部，所述加热模块的下部伸入油箱内，包括固定于支架杆上的油箱传感器滑块，所述水、油管路接口分别连接沿油箱传感器两侧分布的进油管及热交换水管，所述进油管管口及热交换水管的末端通过自身的类支架结构固定于油箱的底部聚油区。

本发明利用冷却液提供热源，热传导为传热方式进行加热；经燃油加热器加热的冷却液流入油箱燃油加热模块通过下部的蘑菇头与进油口初滤周围的处于析腊状态的燃油进行热交换，对燃油箱中的油进行加热。此加热模块带断水电磁阀与温度传感器，通过对油温数据进行采集并据设定的温度值通过ecu发出信号对断水电磁阀进行打开与关闭控制，从而达到对油箱加热的温度范围进行控制。

进一步的，所述燃油滤清器包括起端部集成的手油泵，安装在滤清器座与滤罐之间的盘式燃油加热器及安装于滤清器出油口处的燃油温度传感器；所述盘式加热器与滤清器座、滤罐与盘式加热器之间由螺纹进行连接，通过密封圈密封；所述外包式加热器套装于燃油滤清器的金属外壳外，通过刚带试环箍或扎带固定。

进一步的，所述盘式加热器对经进油口流入的燃油进行加热，同时对周围油液进行加热；所述温度传感器采集数据再由ecu控制盘式加热器的开起与关闭。

进一步的，所述外包式加热器从四周进行热传导加热燃油，再输送至出油口；外包式加热器通过ptc自身性能进行加热功率自调和开起、关闭控制。

进一步的，所述ptc电加热燃油管包括加热油管本体，所述加热油管本体的两端对称固定有过渡接头，所述过渡接头通过卡箍与橡胶软管相连接，一端橡胶软管的端部设有方便与油路部件进行快速装配的快插接头，与快插接头相背离的一端通过集成有温控开关的过渡接头上向外延伸具有集成线束由此为管内油液加热供电。所述加热油管本体由外至内依次包括隔热层、保温层及加热层，所述隔热层为表面具有波纹的隔热护套，其内通过胶黏固定有阻燃保温层，所述阻燃保温层内设有改性pa11加热层，所述改性pa11加热层上均布有粘合性聚烯烃及改性pa12加热层。

进一步的，所述ptc电加热燃油管由车辆供电提供加热能量，对起动前后油管中的燃油进行加热，并利用ptc材料的电阻随温度的变化而变化的特性进行温度控制；

在通电情况下，当燃油温度低于5±3℃时，所述ptc油管开始加热且温度越低功率越大，直到达到热平衡点；当温度上升时，上升到15±3℃时，电阻剧增逐渐达到近似断开状态，所述近似断开状态为，当温度升高时电阻增加值上升，电压不变，电流变小，加热功率p=ui变小，由此保证当燃油温度低于5度时，所述ptc电加热燃油管开始工作，此时温度越低电阻越小，降到近开关温度即居里温度点或提前与外界趋近于热平衡时，ptc加热趋于稳定工作。

一种柴油动力车辆低压油路加热系统的控制方法，包括如下步骤，

步骤1，车辆钥匙打到on档的情况下，打开燃油加热器的开关，由于燃油加热器与旁通电磁阀为互锁模式，此时旁通电磁阀关闭，燃油加热器开始将油箱内处于析蜡状态的燃油吸入并进行燃烧对冷却液进行加热，同时加热器自带水泵将加热后的冷却液输送到燃油箱加热模块的蘑菇头，对油箱吸油口附近的燃油进行加热，同时此部分发生热交换后的冷却液流经发动机再流回加热器进行再加热循环，直到燃油箱加热模块电磁阀关闭，或车辆钥匙关闭；

步骤2，在油箱加热的同时，ptc电加热燃油管,、带盘式加热与外包式ptc热燃油滤清也同时开始加热各自部件内的燃油，经过8~10分钟加热，以满足冷却起动要求时间，整个低压油路中的燃油达到正常使用要求；

步骤3，在发动机起动后，外界条件已达到发动机正常使用要求，此时关闭燃油加热器的开关，同时也打加开了旁通电磁阀的开关，此时发动机已充分工作，发动机小循环的冷却液温度已达到工作要求，发动机水泵将部分加热后的冷却液输送流经旁通电磁阀，进入油箱内的燃油加热模块，从而达到全程油箱加热的功能，加热温度由燃油箱加热模块的电磁阀控制。

本发明的有益效果为：

与纯电加热相比：本发明起动预热阶段用电少，起动更容易；ptc油管为借用尿素加热管方式比起管内置电阻丝油管安全可靠。

与纯水加热相比，本发明不需采用双油箱加两种牌号燃油，ptc油管为借用尿素加热管方式，比起两层带水套加热油管且易于成型、易于批量生产。

本发明结构简单、布局合理、使用方便且易制作、使用成本低，适于批量生产，能够满足需要特殊地区的商用车使用的市场需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2本发明的结构原理示意图

图3为ptc材料的温度-电阻特性示意图。

附图标记说明：1发动机总成、2驾驶室、3燃油箱总成、4燃油液体加热器总成、5柴油滤清器总成、6ptc外包加热套、7蓄电池总成、8发动机油泵、9发动机水泵、10燃油液体加热器总成4与旁通电磁阀13的开关、11驾驶室车钥匙开关、12旁通电磁阀控制线圈、13旁通电磁阀阀体、14带集成加热模块的燃油浮子、15油浮子温度传感器、16水加热螺旋管、17温控电磁开关、18断水电磁阀控制线圈、19断水电磁阀阀体、20燃油加热器水泵、21燃油加热器油泵、22第一ptc加热燃油管总成、23第二ptc加热燃油管总成、24第三ptc加热燃油管总成、25燃油加热器吸油管、26第一ptc加热燃油管上温控开关、27ptc外包加热套上温控开关、28第二ptc加热燃油管上温控开关、29第三ptc加热燃油管上温控开关、30第一ptc加热燃油管上温控开关用温度传感器、31ptc外包加热套上温控开关用温度传感器、32第二ptc加热燃油管上温控开关用温度传感器、33第三ptc加热燃油管上温控开关用温度传感器、34暖风进水管、35暖风出水管、36第一冷却液回液软管、37第二冷却液回液软管、38第一冷却液进液软管、39第二冷却液回液软管、40第三冷却液回液软管、42第一冷却液出液软管、43第二冷却液出液软管、44第一旁通冷却液进液软管、45第二旁通冷却液进液软管、46第二冷却液三通接头、47第一冷却液三通接头、48第三冷却液三通接头、49第四冷却液三通接头。

具体实施方式

本发明提供的一种柴油动力车辆低压油路供给系统，针对低温环境下柴油动力车辆的使用油品不符合当地环境温度要求的起动和使用困难等供油方面的实际问题，用以解决柴油发动机由于油品引起的低温起动困难与当油品不符合环境温度要求情况下的使用问题，并实现起动后燃油快速升温和使用中由于环境温度过低和油品不够品级情况下的加热等功能。其中，需要加热的低压油路主要为：ptc电加热燃油管、带加热模块油箱总成、带盘式加热与外包式ptc热燃油滤清器总成。系统加热辅助件为：燃油加热器，燃油加热器供油管，冷却液输送软管，旁通电磁阀，冷却液输送三通接头。

其系统如图2所示，包括燃油加热系统及冷却液循环加热系统，所述燃油加热系统由发动机1、具有加热模块的油箱总成3、ptc电加热燃油管、燃油加热器4及燃油滤清器总成5构成，所述油箱总成的出油口通过第一ptc电加热燃油管22经燃油滤清器总成后由第二ptc电加热燃油管23连接至发动机的进油口，所述油箱总成的回油口通过第三ptc电加热燃油管24与发动机回油口连接，所述ptc外包滤清加热器套装在所述燃油滤清器金属筒体外，由卡箍固定；所述燃油滤清器进油口通过第一ptc电加热燃油管与油箱出油口相连，所述燃油滤清器出油口通过第二ptc电加热燃油管与发动机进油口相连；所述燃油加热器吸油口与油箱之间连接有吸油管25。

冷却液循环加热系统由发动机、油箱总成、燃油加热器、冷却液输送用软管、冷却液输送用三通接头及旁通电磁阀构成；所述油箱总成的加热模块上设有冷却液进、出口，所述冷却液进口通过四根冷却液进液软管41、40、39、38与燃油加热器的出液口相连接，所述冷却液出口通过两根冷却液出液软管42、43经发动机、第一冷却液回液软管36、第二冷却液回液软管37回流至燃油加热器，所述燃油加热器的出液口通过第一冷却液三通接头47连接有旁通冷却液进液软管45，所述旁通冷却液输送软管上安装有旁通电磁阀13，所述旁通电磁阀通过接线12与燃油加热器相连接，所述旁通冷却液进液软管44的末端通过第二冷却液三通接头46接有第一冷却液回液软管36，所述第二冷却液三通接头的另一接口接有与燃油加热器进液口相连接的第二冷却液回液软管37。

本实施例提供的一种柴油机低压燃油供给系统结构如图1所示，燃油滤清器包括起端部集成的手油泵，安装在滤清器座与滤罐之间的盘式燃油加热器及安装于滤清器出油口处的燃油温度传感器，盘式加热器与滤清器座、滤罐与盘式加热器之间由螺纹进行连接，通过密封圈密封。而外包式加热器套装于燃油滤清器的金属外壳外，通过刚带试环箍或扎带固定。

盘式加热器对经进油口流入的燃油进行加热，加热后的燃油经过滤纸，同时对周围油液进行加热。外包式加热器从四周进行热传导加热燃油，再输送至出油口。盘式加热器通过温度传感器采集数据再由ecu控制盘式加热器的开起与关闭，外包式加热器通过ptc自身性能进行加热功率自调和开起、关闭控制。

燃油加热器由电驱动，通过加热器自带的电动泵将油箱中处于析蜡状态的柴油吸入加热器点燃并对冷却液进行加热，加热后的冷却液经加热器自带的水泵输送到油燃油箱3的箱燃油加热模块对油箱中的燃油进行加热。

ptc电加热燃油管包括加热油管本体，其两端对称固定有通过卡箍与橡胶软管相连接过渡接头，橡胶软管的端部设有方便与油路部件进行快速装配的快插接头，与快插接头相背离的一端通过集成有温控开关的过渡接头上向外延伸具有集成线束由此为管内油液加热供电。同时，加热油管本体由外至内依次包括隔热层、保温层及加热层，该隔热层为表面具有波纹的隔热护套，其内通过胶黏固定有阻燃保温层，而阻燃保温层内设有改性pa11加热层，改性pa11加热层上均布有粘合性聚烯烃及改性pa12加热层。

ptc电加热燃油管由车辆供电提供加热能量，对起动前后油管中的燃油进行加热，并利用ptc材料的电阻随温度的变化而变化的特性进行温度控制；在通电情况下，当燃油温度低于5±3℃时，所述ptc油管开始加热且温度越低功率越大，直到达到热平衡点；当温度上升时，上升到15±3℃时，电阻剧增逐渐达到近似断开状态，所述近似断开状态为，当温度升高时电阻增加值上升，电压不变，电流变小，加热功率p=ui变小，由此保证当燃油温度低于5度时，所述ptc电加热燃油管开始工作，此时温度越低电阻越小，降到近开关温度即居里温度点或提前与外界趋近于热平衡时，ptc加热趋于稳定工作。

带加热模块燃油箱总成由冷却液提供热源，热传导为传热方式进行加热；经燃油加热器加热的冷却液流入油箱燃油加热模块通过下部的蘑菇头与进油口初滤周围的处于析腊状态的燃油进行热交换，对燃油箱中的油进行加热。此加热模块带断水电磁阀与温度传感器，通过对油温数据进行采集并据设定的温度值通过ecu发出信号对断水电磁阀进行打开与关闭控制，从而达到对油箱加热的温度范围进行控制。

一种柴油动力车辆低压油路加热系统的控制方法，进、回油管及燃油滤清器总成的加热方式采用电加热，而燃油箱总成的加热方式采用冷却液加热。

包括如下步骤，

步骤1，车辆钥匙开关11打到on档的情况下，打开燃油加热器的开关10，由于燃油加热器与旁通电磁阀为互锁模式，此时旁通电磁阀关闭，燃油加热器开始将油箱内处于析蜡状态的燃油吸入并进行燃烧对冷却液进行加热，同时燃油加热器水泵20将加热后的冷却液输送到燃油箱加热模块的蘑菇头，对油箱吸油口附近的燃油进行加热，同时此部分发生热交换后的冷却液流经发动机再流回燃油加热器进行再加热循环，直到燃油箱加热模块电磁阀关闭，或车辆钥匙关闭；

步骤2，在油箱加热的同时，ptc电加热燃油管、带盘式加热与外包式ptc热燃油滤清也同时开始加热各自部件内的燃油，经过8~10分钟加热，以满足冷却起动要求时间，整个低压油路中的燃油达到正常使用要求；

步骤3，在发动机起动后，外界条件已达到发动机正常使用要求，此时关闭燃油加热器的开关，同时也打加开了旁通电磁阀的开关，此时发动机已充分工作，发动机小循环的冷却液温度已达到工作要求，发动机水泵将部分加热后的冷却液输送流经旁通电磁阀，进入油箱内的燃油加热模块，从而达到全程油箱加热的功能，加热温度由燃油箱加热模块的电磁阀控制。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。