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浅谈汽车发动机热启动系统——HSS(HOT START SYSTEM)


李振平
 

  汽车发动机热启动系统目前在国内发动机领域内的使用仅是凤毛麟角,它对于汽车的重大作用也因实践证明而不断得到了有关专家和学者的重视。山东独角兽汽车配件有限公司一直致力于汽车高新技术的研发与生产,汽车发动机热启动系统---HSS是公司历经三年技术攻关,拥有完全自主知识产权的一项世界首创的解决汽车发动机冷启动问题的新技术。目前本技术已获国家专利,专利号:ZL200420039863.1,现将HSS详细介绍如下:

  技术背景

  汽车在正常使用情况下,发动机的磨损相当一部分是由于冷启动造成的。发动机在低温状态下运行会有下例危害:

  一、缩短发动机的使用寿命,磨损增加约50%~100%,主要是由于燃烧后生成物中的水蒸气易冷凝成水与酸性气体,形成酸类堆气缸壁的侵蚀,没有燃烧的燃料对摩擦表面(气缸壁、活塞、活塞环)上面油膜的冲刷。不同属性的金属材料在低温时的变化,破坏了正常的配合间隙,这些都会造成发动机磨损增加,影响发动机的使用寿命。

  二、发动机的功率下降约25%,其原因是进入气缸的可燃混合气温度太低,增发雾化不好,点燃困难或燃烧迟缓,气缸压力下降和润滑条件变差、摩擦阻力增加,发动机功率耗于自身的摩擦。

  三、油耗增加约10%~30%,其原因是燃料不能完全燃烧,造成油耗的浪费。

  四、破坏了润滑油的质量,原因是没有燃烧的燃料渗透到曲轴箱里面,使润滑油变稀或变质,加重了运动件的摩擦和磨损。

  所以对发动机低温工作问题应予以高度重视,可以尽量延长其使用寿命。

  汽车冷启动困难且启动后要进行暖车才适合行驶,特别是在我国北方和寒冷的冬季要进行很长时间的暖车,这必然造成燃油消耗,浪费资源,污染环境。这一点在大型柴油发动机车型中表现最为突出。

  HSS的基本结构及工作原理

  HSS主要由保温水箱、传感器、水泵、电磁阀、管道和控制显示器构成。其工作原理是:当关掉汽车钥匙发动机停止时,控制显示器控制电磁阀打开,水泵运转,发动机冷却系统内的高温冷却液在水泵作用下进入保温水箱后,电磁阀和水泵关闭,冷却液在保温水箱内进行保温;当打开汽车钥匙欲启动发动机时,控制显示器控制电磁阀打开,水泵反方向运转,保温水箱内的高温冷却液在水泵作用下进入发动机冷却系统对发动机进行预热后,电磁阀和水泵关闭。此时,再启动汽车发动机就避免了发动机的冷启动,而且发动机冷却系统内的冷却液在发动机启动后,最短时间内就能达到发动机工作要求的正常温度。

  HSS的优越性

  由于HSS避免了发动机的冷启动,实现了热启动,使发动机始终处于最佳工作温度环境,所以具有以下优越性:

  A.提高汽车冷启动性能,使在寒冷的冬季易于启动。特别适用于寒冷环境中的柴油发动机,大卡车、大客车效果尤为明显。在我国北方寒冷的冬季,公交车夜间都要开进暖库保暖。大面积的暖库浪费很多的土地资源供热能源,HSS可以彻底解决这一问题。
  B.减少发动机磨损,延长发动机使用寿命。
  C.延长电瓶及起动机使用寿命。
  D.降低燃油消耗,节约资源,减少污染。
  E.减短甚至取消暖车时间,使汽车发动机启动后最快时间内达到正常工作温度。所以将HSS应用于客车,寒冷环境中暖风系统可尽快发挥作用,提高乘客舒适度;将HSS应用于部队、公安、消防、医院的车辆上,则可以大大提高其快速反应能力。

  HSS与燃油(燃气)液体加热器的比较

  现在在国内和国际上解决汽车发动机冷启动的问题主要采用的是加装汽车燃油(燃气)液体加热器,特别是在客车上大部分都已采用。现将其和HSS做一下比较:

  HSS可以完全替代燃油(燃气)液体加热器

  1.解决发动机冷启动问题

  在零下40摄氏度,由于燃油(燃气)液体加热器功率小,而且是冷却液循环加热。进水口是零下40摄氏度的冷却液,出水口升温幅度不是很大,再经过管道和发动机和发动机的散热,循环回来的冷却液基本又降到了零下40摄氏度。也就是说燃油(燃气)液体加热器产生的热量小于冷却液在管道和发动机中循环所散失的热量,所以加热很长时间也没有什么效果。HSS可以在零下40摄氏度将12小时前90摄氏度的高温冷却液保温在70摄氏度以上,高温冷却液快速输入发动机进行预热,效果明显,完全可以解决发动机冷启动问题。

  2.解决发动机启动后冷却液升温慢的问题

  燃油(燃气)液体加热器是辅助发动机将较低温度的冷却液加热到正常温度,可缩短升温时间,有一定效果。HSS是直接将高温冷却液输入发动机,发动机再加热高温冷却液,升温更迅速。

  3.解决客车内环境温度低的问题

  低温环境下,客车内环境温度低主要是由于发动机冷却液升温慢,行车后出现很长时间的低温状态,降低乘客的舒适度。如果发动机达到正常温度,客车内环境温度还是低,则采用燃油(燃气)液体加热器以提高车内环境温度。

  其实这种方法不可取,因为发动机运转时产生的热量足够提供客车内的供暖。之所以出现车内环境温度低,有两种原因:

  A.发动机运转时产生的热量没有充分利用,相当大的一部分热量白白散失掉了。可以采用尾气加热器来充分利用发动机运转产生的热量。

  B.客车车体的保温隔热效果差。可以改用中空车窗玻璃等来增强车体保温隔热效果,不但可以解决冬季车内环境温度低的问题,而且夏季可大大提高空调的使用效果,降低燃油消耗。 4. HSS与燃油(燃气)液体加热器相比,既不消耗燃油,又无排放,没有二次污染。既降低客户的使用成本,关系客户的切身利益,又符合国家提出的节能减排的重要目标。

  HSS的缺点

  HSS也有其不可避免的缺点:HSS最适合有规律运行的车辆,从汽车停车到下一次启动,间隔时间越长HSS发挥的效果越小;HSS最适合发动机冷却系统容量大的车辆,冷却液越多保温效果越好,HSS对发动机的预热效果也越好。

 
责任编辑:一单
 

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