加热装置、甲醇发动机低温冷启动系统及车辆的制作方法

1.本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种加热装置、甲醇发动机低温冷启动系统及车辆。


背景技术：

2.目前世界范围内替代燃料的使用情况，总体上包括有醇、醚、酯类等含氧燃料、合成油和气体燃料。其中，甲醇作为含氧燃料，其辛烷值远高于汽油，且甲醇中含有50％的氧，可实现清洁燃烧。同时，甲醇以煤炭为原料进行大规模生产，原料来源广泛，价格远低于传统汽油。所以，相比汽油发动机，纯甲醇发动机可以取得更好的经济效益和低排放效果。但是，在常温下，纯甲醇燃料的蒸发量仅为汽油的1/4，而且甲醇的蒸发性能会随着温度的降低而变差，这使得纯甲醇发动机在冷起动时的经济性和排放性较差，甚至发动机难以起动。
3.目前，为解决甲醇发动机冷起动的问题，在甲醇发动机设置有启动燃料喷嘴，其包括喷嘴本体和预热器。甲醇发动机启动燃料喷嘴，通过预热器加热喷嘴本体，使启动燃料在冷启动时能够顺利喷出。
4.但是，由于预热器设置在甲醇喷嘴上，且喷嘴内部包含有电子元件，导致加热温度受限无法完全发挥预热器的加热功能。同时，由于在甲醇喷射时甲醇流速较快且预热器的加热面积较小，所以对喷射出的甲醇无法完全加热。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是至少解决现有甲醇发动机在冷起动时，对甲醇的加热效果差的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型的第一方面提出了一种加热装置，用于发动机，包括：
7.加热件，所述加热件具有容纳腔、进水通道和出水通道，所述进水通道和所述出水通道与所述容纳腔连通设置，以使所述容纳腔能够流通冷却液；
8.输送件，所述输送件容置在所述容纳腔中并与所述加热件的外部连通设置，所述输送件用于输送甲醇，所述甲醇能够通过所述输送件与所述冷却液热交换；
9.控温件，所述控温件设置在所述进水通道处，用于控制所述进水通道的打开或关闭，所述控温件能够根据所述输送件输出的甲醇的温度打开或关闭。
10.本实用新型所述的加热装置，包括加热件、输送件和控温件，通过在加热件上设置容纳腔、进水通道和出水通道，使得容纳腔能够进行冷却液的流通。通过在加热件的进水通道处设置控温件，并其能够通过根据输送件输出的甲醇的温度控制冷却液的输送，进而控制容纳腔中冷却液的温度，同时，将输送甲醇的输送件浸泡在容纳腔中的冷却液内，使得需要输送到发动机中的甲醇能够提前在加热件的容纳腔中得到充分加热，有利于甲醇在喷射时更好的雾化，从而改善甲醇发动机的低温冷启动和运行。同时，以发动机自身的冷却液作为加热源，对输送甲醇的输送件进行加热，有助于降低甲醇燃料的加热成本，保障甲醇发动机在冷启动时的经济性。
11.另外，根据本实用新型的加热装置，还可具有如下附加的技术特征：
12.在本实用新型的一些实施例中，所述进水通道和所述出水通道分别设置在所述容纳腔的相反两端，且靠近所述容纳腔的边缘设置。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述进水通道和所述出水通道均连接于所述发动机的冷却液流路中，且与所述发动机的冷却液流路构成循环流路。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述输送件沿所述出水通道面向所述进水通道的方向螺旋设置。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述加热件具有第一密封盖，所述第一密封盖上构造有与所述输送件连通的输出通道，所述进水通道和所述控温件均设置在所述第一密封盖上，所述控温件能够检测所述输出通道中所述甲醇的温度。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述第一密封盖上构造有连通所述进水通道和所述输出通道的安装通道，所述安装通道用于容置所述控温件。
17.在本实用新型的一些实施例中，所述加热件还具有第二密封盖，所述第二密封盖与所述第一密封盖分别设置在所述加热件的相反两端，所述输送件的输入端通过所述第二密封盖上的输入通道与所述外部连通。
18.本实用新型的第二方面还提出了一种甲醇发动机低温冷启动系统，包括：
19.发动机；
20.甲醇燃料箱；
21.如本实用新型所述的加热装置，所述加热件与所述发动机的冷却液流路连通并构成循环流路，所述输送件的输入端与所述甲醇燃料箱连通，所述输送件的输出端与所述发动机连通。
22.本实用新型的第三方面还提出了一种车辆，包括本实用新型所述的甲醇发动机低温冷启动系统。
附图说明
23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
24.图1为本实用新型实施方式所述的加热装置的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施方式所述的加热装置的剖面示意图；
26.图3为本实用新型实施方式所述的第一密封盖在第一视角下的结构示意图；
27.图4为本实用新型实施方式所述的第一密封盖在第二视角下的结构示意图；
28.图5为本实用新型实施方式所述的甲醇发动机低温冷启动系统的结构示意图；
29.附图中各标记表示如下：
30.100、加热装置；
31.1、加热件；101、容纳腔；11、壳体；12、第一密封盖；121、进水通道；122、输出通道；123、安装孔；13、第二密封盖；131、出水通道；132、输入通道；
32.2、输送件；
33.3、控温件；
34.41、第一水管接头；42、第二水管接头；43、第一甲醇接头；44、第二甲醇接头；
35.5、发动机；
36.6、甲醇燃料箱；
37.71、第一过滤件；72、第二过滤件；
38.8、甲醇泵；
39.9、调压阀。
具体实施方式
40.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
41.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
42.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
43.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
44.本实用新型提出了一种加热装置，该加热装置用于发动机，整体设计上，该加热装置包括加热件、输送件和控温件。
45.其中，加热件具有容纳腔、进水通道和出水通道，进水通道和出水通道与容纳腔连通设置，以使容纳腔能够流通冷却液。输送件容置在容纳腔中并与加热件的外部连通设置，输送件用于输送甲醇，甲醇能够通过输送件与冷却液热交换。控温件设置在进水通道处，用于控制进水通道的打开或关闭，控温件能够根据输送件输出的甲醇的温度打开或关闭。
46.本实用新型所述的加热装置，通过在加热件上设置容纳腔、进水通道和出水通道，使得容纳腔能够进行冷却液的流通。通过在加热件的进水通道处设置控温件，使其能够根据输送件输出的甲醇的温度控制冷却液的输送，进而控制容纳腔中冷却液的温度，同时，将输送甲醇的输送件浸泡在容纳腔中的冷却液内，使得需要输送到发动机中的甲醇能够提前在加热件的容纳腔中得到充分加热，有利于甲醇在喷射时更好的雾化，从而改善甲醇发动机的低温冷启动和运行。同时，以发动机自身的冷却液作为加热源，对输送甲醇的输送件进行加热，有助于降低甲醇燃料的加热成本，保障甲醇发动机在冷启动时的经济性。
47.基于如上的设计思想，本实施方式所涉及的加热装置100，其一种示例性结构如图1-图5所示，且此时，该加热装置100用于发动机5。在本实施方式中，该发动机5采用甲醇作为燃料。其中，输送件2的输出端与发动机5的燃料供应口连通设置。
48.具体来说，该加热件1主要包括壳体11、第一密封盖12和第二密封盖13，第一密封盖12和第二密封盖13分别安装在壳体11的两端，使得该加热件1的内部形成有密封的容纳腔101。将加热件1设置壳体11、第一密封盖12和第二密封盖13的装配结构，有助于降低上述输送件2和控温件3的装配难度，提高该加热装置100的装配效率。
49.在本实施方式中，该壳体11为管状结构，优选地，壳体11设置为方形管，当然，壳体11也可设置为其他结构，以能够使加热件1具有容置输送件2的容纳腔101即可，且容纳腔101能够流通冷却液。此外，以第一密封盖12为例，在第一密封盖12上设置有安装孔123，同时，在壳体11上构造有装配孔，装配孔在图中标示，通过连接螺栓可将第一密封盖12安装在壳体11中。
50.在此，需要说明的是，冷却液可以选用水或者乙二醇-水溶液，乙二醇-水溶液中包括防冻剂、防止金属产生锈蚀的添加剂和水，具有良好的防冻性，防蚀性，热传导性和稳定性，优选地，在本实施方式中，冷却液可以选用乙二醇-水溶液，例如dex-cool冷却液或者g12冷却液。
51.如图2-图4所示，在第一密封盖12上设置有进水通道121和输出通道122，在第二密封盖13上设置有出水通道131和输入通道132，由于第一密封盖12和第二密封盖13分别安装在壳体11的两端，使得进水通道121和出水通道131分别设置在容纳腔101的两侧，通过设置进水通道121和出水通道131，使得容纳腔101能够与外部连通，从而使得容纳腔101可实现冷却液的流通。在本实施方式中，进水通道121和出水通道131靠近容纳腔101的上部设置，以使得容纳腔101中能够承载较多的冷却液，并保障冷却液的流通。
52.在此，需要说明的是，出水通道131的位置设置包括但不限定于第二密封盖13上，以能够与进水通道121配合，以使容纳腔101能够储存并流通冷却液即可。同时，进水通道121和出水通道131的尺寸、大小以及形状，在此不多加限制。在本实施方式中，进水通道121和出水通道131的截面均为圆形，当然，出水通道131的截面可与进水通道121的截面相同或者不同。
53.在本实用新型的一些实施方式中，进水通道121和出水通道131均连接于发动机5的冷却液流路中，且与发动机5的冷却液流路构成循环流路。在本实施方式中，该加热件1还设置有第一水管接头41和第二水管接头42，进水通道121通过第一水管接头41与发动机5的冷却液输出端连通，出水通道131通过第二水管接头42与发动机5的冷却液输入端连通，使得进水通道121和出水通道131均连接在发动机5的冷却液流路中，且由于进水通道121和出
水通道131通过容纳腔101连通，使得该加热件1与发动机5的冷却液流路构成循环流路。当发动机5启动成功后，发动机5输出的冷却液能够在流经加热件1的容纳腔101后，回流至发动机5中，以使得加热输送件2中的甲醇所需的热量由发动机5自身的高温冷却液提供，如此设置，有助于实现了对发动机5冷却液的二次利用，进而提高了发动机5的系统热效率和经济性。
54.此时，上述输送件2的输出端与第一密封盖12上的输出通道122连通，输送件2的输入端与第二密封盖13上的输入通道132连通。在本实施方式中，该加热件1还设置有第一甲醇接头43和第二甲醇接头44，其中，第一甲醇接头43可拆卸地设置在第一密封盖12上，以使得输送件2能够与发动机5连通，第二甲醇接头44可拆卸地设置在第二密封盖13上，以使得输送件2能够与甲醇燃料箱6连通，即输送件2能够与加热件1的外部连通，如此设置，使得冷区液在容纳腔101中循环流动时，能够与输送件2中的甲醇进行对流交换，以提高甲醇的温度。
55.如图2所示，输送件2沿出水通道131面向进水通道121的方向盘旋设置。具体来说，输送件2为管状结构，且沿第一密封盖12面向第二密封盖13的方向盘旋设置，即输送件2如弹簧状布置在容纳腔101中，以能够保障冷却液对输送件2的浸泡效果，从而进一步提高甲醇和冷却液的热交换效果。
56.在此，需要说明的是，输送件2使用的是不锈钢材质，能防止甲醇和冷却液对输送件2的腐蚀，同时，也能够保障其热传导效果。
57.仍如图2所示，上述控温件3设置在第一密封盖12上，控温件3能够检测输出通道122中甲醇的温度。将控温件3设置在第一密封盖12上，使其能够与进水通道121和输出通道122配合，通过检测输出通道122中甲醇的温度控制进水通道121的开启或关闭，从而可以确保经过加热装置100作用后的甲醇可以得到充分的加热。
58.具体地，在第一密封盖12上构造有连通进水通道121和输出通道122的安装通道，该安装通道未在图中标示。该安装通道用于容置控温件3，且此时，控温件3的温度检测端能够探入输出通道122中，控温件3的温度检测作用端能够探入进水通道121中。当控温件3检测到输出通道122中的甲醇温度低于发动机5需求时，控温件3会打开进水通道121，以将发动机5冷却液引入到容纳腔101中。当控温件3检测到输出通道122中的甲醇温度高于发动机5需求时，控温件3会关闭进水通道121。通过设置安装通道容置控温件3，不仅有助于实现控温件3的安装固定，也能够随时检测输入到发动机5中的甲醇是否满足使用需要，进而能够及时调整容纳腔101中冷却液的温度，有助于提高该加热装置100的使用效果。
59.在本实施方式中，控温件3设置为节温器。节温器是一种控制冷却液流动路径的阀门。节温器工作时，节温器根据甲醇温度的高低自动调节进入容纳腔101的冷却液量，并改变容纳腔101中冷却液的温度，进而保证发动机5在合适的温度范围内工作。优选地，节温器采用蜡式节温器，感温体为石蜡。
60.在实际使用时，首先确定一个预设值，当甲醇的温度小于预设值时，石蜡呈固态，此时，进水口处于开启状态，冷却液能够通过进水口进入容纳腔101；当冷却液的温度超过预设值时，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积增大，从而推动阀芯，使得进水口处于关闭状态，冷却液在容纳腔101中储存并进行热交换，以对甲醇进行加热，有助于改善甲醇的喷射雾化性能和蒸发性能，进而提高了发动机5的燃烧效率。将控温件3设置为蜡式节温器，由于
蜡式节温器对冷却液的温度反应灵敏，能够更好的控制流入容纳腔101内的冷却液量，有利于甲醇燃料的雾化蒸发。
61.本实施方式还涉及一种甲醇发动机低温冷启动系统，整体设计上，该甲醇发动机低温冷启动系统包括发动机5、甲醇燃料箱6和如上述的加热装置100。其中，加热件1与发动机5的冷却液流路连通并构成循环流路，输送件2的输入端与甲醇燃料箱6连通，输送件2的输出端与发动机5连通。
62.具体来说，如图5所示，该甲醇发动机低温冷启动系统包括发动机5、甲醇燃料箱6、第一过滤件71、甲醇泵8、调压阀9、第二过滤件72和加热装置100。其中，甲醇燃料箱6、第一过滤件71、甲醇泵8、调压阀9、第二过滤件72、加热装置100的输送件2和发动机5依次连通，以使得甲醇燃料箱6中甲醇能够通过第一过滤件71、甲醇泵8、调压阀9、第二过滤件72和输送件2进入发动机5。
63.此时，加热装置100的进水通道121和出水通道131均连通设置在冷却液流路上，并与冷却液流路构成循环流路，发动机5排出的冷却液可通过进水通道121进入容纳腔101中，并对容纳腔101中的输送件2进行加热，随后通过出水通道131回流至发动机5中，对发动机5进行二次冷却。如此设置，使得该甲醇发动机低温冷启动系统不仅能够实现对甲醇的充分加热，也能够对发动机5排出的冷却液进行二次利用，有助于提高发动机5的经济性和排放性。
64.此外，本实施方式还涉及一种车辆，包括如上述中的甲醇发动机低温冷启动系统。
65.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种加热装置，用于发动机，其特征在于，包括：加热件，所述加热件具有容纳腔、进水通道和出水通道，所述进水通道和所述出水通道与所述容纳腔连通设置，以使所述容纳腔能够流通冷却液；输送件，所述输送件容置在所述容纳腔中并与所述加热件的外部连通设置，所述输送件用于输送甲醇，所述甲醇能够通过所述输送件与所述冷却液热交换；控温件，所述控温件设置在所述进水通道处，用于控制所述进水通道的打开或关闭，所述控温件能够根据所述输送件输出的甲醇的温度打开或关闭。2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述进水通道和所述出水通道分别设置在所述容纳腔的相反两端，且靠近所述容纳腔的边缘设置。3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述进水通道和所述出水通道均连接于所述发动机的冷却液流路中，且与所述发动机的冷却液流路构成循环流路。4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述输送件沿所述出水通道面向所述进水通道的方向螺旋设置。5.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述加热件具有第一密封盖，所述第一密封盖上构造有与所述输送件连通的输出通道，所述进水通道和所述控温件均设置在所述第一密封盖上，所述控温件能够检测所述输出通道中所述甲醇的温度。6.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，所述第一密封盖上构造有连通所述进水通道和所述输出通道的安装通道，所述安装通道用于容置所述控温件。7.根据权利要求6所述的加热装置，其特征在于，所述控温件为节温器。8.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，所述加热件还具有第二密封盖，所述第二密封盖与所述第一密封盖分别设置在所述加热件的相反两端，所述输送件的输入端通过所述第二密封盖上的输入通道与所述外部连通。9.一种甲醇发动机低温冷启动系统，其特征在于，包括：发动机；甲醇燃料箱；如权利要求1-8中任一项所述的加热装置，所述加热件与所述发动机的冷却液流路连通并构成循环流路，所述输送件的输入端与所述甲醇燃料箱连通，所述输送件的输出端与所述发动机连通。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的甲醇发动机低温冷启动系统。

技术总结
本实用新型具体涉及一种加热装置、甲醇发动机低温冷启动系统及车辆，该加热装置用于发动机，其包括加热件、输送件和控温件，加热件具有容纳腔、进水通道和出水通道，进水通道和出水通道与容纳腔连通设置，以使容纳腔能够流通冷却液。输送件容置在容纳腔中并与加热件的外部连通设置，输送件用于输送甲醇，甲醇能够通过输送件与冷却液热交换。控温件用于控制进水通道的打开或关闭，控温件能够根据输送件输出的甲醇的温度打开或关闭。本实用新型的加热装置，通过将输送件设置在能够流通冷却液的容纳腔中，配合能够调节容纳腔中冷却液温度的控温件，使得进入到发动机的甲醇可以得到充分加热，有助于改善甲醇发动机的低温冷启动和运行。行。行。


技术研发人员：周胜余 吴心波 李萌 陈月春
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/20