[发明专利]一种用于柴油机冷启动的热电联供系统

说明书

本发明公开的一种用于柴油机冷启动的热电联供系统，属于柴油机冷启动领域。本发明包括超级电容、燃油加热器、电池、发动机机体、温差发电设备和调节部件。超级电容，用于初始启动燃油加热器，使燃油加热器开始工作。温差发电设备，包括集热器、散热器和热电片。调节部件，位于燃油加热器排气和温差发电设备之间，用于根据排气质量流量调节排气的流动路径。本发明基于调节原理构建四种工作模式及调节实现结构，能够够实现燃油加热器的启动和持续运转，同时能够满足为电池部件和发动机机体预热的需求；此外，在燃油加热器排热量不同时，能够切换不同工作模式，使得温差发电设备处于最适工作状态，同时减少冷启动准备时间，实现能量的高效利用。

技术领域

本发明属于柴油机冷启动领域，特别涉及一种用于为柴油机冷启动过程中提供电能的温差发电热电联供系统。

背景技术

在低温情况下启动发动机时，可以先加热冷却水，比如可以添加温水或者说利用蒸汽、电加热器等装置，将冷却水提高到20℃以上再启动。现有的冷启动通过冷启动辅助装置实现，常见的方法有蒸汽预热法、电预热法、添加温水法等。蒸汽预热法是让蒸汽通过管道从水箱的下水管进入冷却系，或直接进入发动机冷却水套加热机体。电预热法是将电加热器直接插入冷却系或油底壳机油内，加热润滑油，以便于启动。添加温水法中添加的温水应该为40-60℃左右的温水，不能使用开水，因为开水的温度过高，容易对散热芯管、气缸盖等造成重要的影响，使其发生胀裂的现象。当使用温水对冷却系统进行缓慢预热，不仅可以延长发动机使用寿命，提升发动机启动效率、汽缸压缩压力以及温度，还可以避免在温度过低时发动机耗油大、柴油机器件磨损严重和启动困难的问题出现。

尽管现有的方法能够实现低温冷启动，但是存在着的最大问题是冷启动过程中能的短缺，尤其是大型运载车辆，在连续几天停车后没有电能来实现燃油加热器的启动和正常运转，再次启动极为困难。

发明内容

为解决柴油机冷启动过程中的电能短缺问题，本发明主要目的是提供一种用于柴油机冷启动的热电联供系统，能够实现燃油加热器的启动和持续运转，同时能够满足为电池部件和发动机机体预热的需求。此外，在燃油加热器排热量不同时，能够切换不同工作模式，使得温差发电设备处于最适工作状态，同时减少冷启动准备时间，实现能量的充分、高效利用。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种用于柴油机冷启动的热电联供系统，包括超级电容、燃油加热器、电池、发动机机体、温差发电设备和调节部件。

所述超级电容，用于初始启动燃油加热器，使燃油加热器开始工作。由于超级电容只能短时间放电，因此无法继续为燃油加热器供电使其持续运转。超级电容与燃油加热器之间的电能供应路径为电力路径1。

所述温差发电设备，包括集热器、散热器和热电片。集热器处于中间位置，热电片和散热器分别在其两侧。集热器入口接入燃油加热器排出的气体，通过高温排气与集热器换热作热源。散热器为水冷散热器，水冷散热器接入发动机冷却水循环，通过冷却水与水冷散热器换热作冷源。热电片位于集热器与水冷散热器之间，因此在热电片的两端存在温度差，在热电效应的作用下，形成电势差，通过电势差产生电能。温差发电设备工作时产生的电能能够为燃油加热器持续供能保持持续运转，燃油加热器工作时产生的排气能够为温差发电设备的热电片两端建立温差进而输出电能，所述温差和温差发电设备产生电能形成正反馈，使燃油加热器和温差发电设备得以正常工作。高温排气在集热器入口进入温差发电设备带有大量热量，在集热器出口离开时仍具有预定热量，因此再为电池和发动机机体进行预热。温差发电设备与燃油加热器、电池之间的电能供应路径分别为电力路径5，电力路径6。