范金永，敬文博

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

使用维修

浅谈燃油液体加热器在整车上的应用

范金永，敬文博

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

各车型在冬季或环境温度较低的情况下，发动机的水温会应外界天气温度的物理变化而产生较大波动。Thermo Top Evo燃油液体加热器在整车上的搭载应用，解决了冬季发动机的启动困难和发动机水温低导致的整车采暖性能不良带来的诸多不便，满足了用户的需求。文章着重介绍了Thermo Top Evo燃油液体加热器的结构原理，以及在整车上的性能表现。

燃油；液体加热器；采暖；冷启动

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

引言

众所周知，在我国广大的北方地区冬季温度会低于-20~-40℃以下，且冬季时间漫长。在此温度下，一般发动机的水温上升慢，尤其柴油车水温更低，极大影响采暖的性能，影响舒适性及驾驶的安全性。而在北方和西部高原则同时存在发动机冷机启动困难。

针对采暖问题，目前在有些车上，空调机内部增加电加热器，但使用起来会消耗大量的电瓶能量且受到功率限制，效果有限。当车辆在停车状态下，发动机不启动，则无法使用，若长时间停车怠速使用则燃油消耗严重。

针对冷启动问题，人们想了很多办法，如使用给发动机加热水，使用进气预热塞或火焰塞加热进气道等等，但是这些方法存在大量的缺陷，使得效果和操作性不理想。给发动机加热水存在需要每天加水放水，十分麻烦，另外北方水质普遍偏硬，发动机内容易结水碱。造成发动机的磨损，降低发动机的寿命。

车用燃油液体加热器，作为一种独立的热源，无论是在行车期间或驻车发动机关闭期间，均可为车辆提供所需的适宜温度。今年来，人们不仅利用加热器在冬季或寒冷地区进行车内取暖和驾驶室前玻璃除霜，还将其用于低温冷起动时预热发动机等。加热器的取暖、除霜功能提高了乘车的舒适性和行车安全性。而低温环境下预热发动机，不仅解决了低温起动难、起动慢的问题，同时还能有效地降低低温冷起动过程的排放，并可减少发动机冷起动磨损、延长发动机使用寿命、提高发动机燃油经济性等。

基于以上种种优点，加热器已被越来越多的装车应用。

1、结构特征

Thermo Top Evo燃油液体加热器是一种采用燃烧换热方式加热发动机冷却液，达到预热水冷发动机的目的。本机油耗小，热效率高，取暖速度快，效果稳定，废气排放极低。燃油液体加热器由电瓶直接供电，使用柴油或汽油作为燃料，可在-40℃下正常工作。

燃油液体加热器由燃烧室、感温器、进出气、进出水等部件组成。如图1，分为燃烧头，燃烧室和热交换器三大部分以及独立循环水泵、独立油泵，其中燃烧头包括电机、油泵（外置）和助燃风轮，负责提供燃油和助燃空气；燃烧体部分包括中心连接体和导流盘、燃烧室、点火塞、燃油挥发网，风量和供油同比变化，保证在不同电压转速下工作稳定；此部分保证供应的燃油和助燃空气良好配合并稳定燃烧，换热器将燃烧热量传递给循环液体。

图1 部件结构示意图

2、工作原理

油泵从油箱吸入燃油，在加热器燃烧室中挥发成燃油蒸汽后与助燃分机送入的助燃空气混合充分燃烧，通过热交换器将热量传导给循环液体（或发动机冷却液），然后到达空调内部的采暖换热器将热量吹到车内，再流回发动机（或水箱），达到加热车内的空气和预热发动机的效果。见图2，此燃油液体加热器串联安装在发动机与暖风芯体中间，当出现故障时可全部分开，便于维修。本机控制部分外置，通过连接线束与加热器各电器件连接。

工作时点火塞通电预热，当达到额定温度后电磁阀和电机通电工作，燃油被油泵吸入送到挥发网上，燃油立即挥发并与助燃风轮送入的助燃空气混合，油气混合物在点火塞高温作用下迅速在燃烧室中燃烧，同时燃烧废气在加热换热器中循环液体后由排气管排出，随着换热器温度上升，火焰探测器动作，控制电路切断点火塞供电，加热器正常燃烧，热交换器中加热的循环液体在水泵作用下在整个发动机暖气系统中循环达到预热发动机和取暖目的。关机时，控制电路首先关断电磁阀，加热器停止燃烧，换热器温度逐步降低，约3分钟后，火焰探测器探测到机器冷却后停止电机工作，加热器停机。加热器在正常工作时禁止切断总电源开关，以防造成加热器内热量无法散出，损坏加热器。

图2 工作原理图

3、控制原理

燃油液体加热器的控制开关安装在车内仪表台上，按下按键，按键指示灯点亮，即可开启液体加热器。

燃油液体加热器主机需要采集的输入信号：冷却液水温、火焰温度、风扇的工作状态及电热塞温度，输出信号：油泵电机、水泵电机、加热器风扇电机及电热塞。

当加热器满足开启的条件后，加热器会启动加热器风扇工作，当水温传感器检测到水温55度时，鼓风机开始开启；80度全载到半载，60度半载到全载，84度停机。当循环泵流量低于250L/h或油泵频率为7Hz时，60s内检测到油泵油量低于12ml时，加热器停机。

①开启条件：蓄电池电压大于12.5V、水温55℃，加热器开关打开

②关闭条件（满足下列条件之一，即关闭加热器）：

加热器开关关闭；

加热器工作时间大于50分钟；

水温传感器测量冷却液温度达到84℃；

蓄电池电压低于11V持续11S；

水温传感器故障，过热传感器测量冷却液温度达到120℃；

油泵中油多会冒黑烟；油少不能达到指定加热功率；没有油则停机；

循环泵流量太低，会引起加热器过热故障，导致停机。

4、性能分析

按照GB/T 12782-2007的性能评价，通过试验测出两种工况下头部和脚部的温度，从图3数据表看到采暖性能工况①（带燃油液体加热器）明显好于工况②（不带燃油液体加热器），且车内的平均温度工况①比工况②要高出5℃。

图3 采暖性能

图4 发动机水温

通过试验监测发动机水温的变化，从图4数据表看到发动机水温在工况①（带燃油液体加热器）明显好于工况②（不带燃油液体加热器），水温提升达20℃。

5、结论

通过对Thermo Top Evo燃油液体加热器在实车上的搭载安装，性能对比试验，初步掌握了此款燃油液体加热器对改善车型在低温下采暖性能。此款燃油液体加热器在国外的应用较为普遍，而在国内相对较少。随着汽车舒适性要求越来越高，在大型乘用车上的应用也会相应的增多。本文所讨论的关于Thermo Top Evo燃油液体加热器的应用研究还处于初步阶段，还需要更为深入的研究。

[1] 毛华永等.提高车用液体燃油加热器热效率的研究[J].车辆与动力技术,2010,第4期.

[2] 潘世艳等.小型车用液体燃油加热器性能影响因素的试验研究[J].内燃机与动力装置,2008,第5期.

[3] 赵重文等.客车采暖技术的现状与发展趋势[J].客车技术与研究，2000,第1期.

[4] 周永刚等.客车燃油加热器的匹配计算[J].客车技术与研究, 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，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.067