[發明專利]一種發動機及其冷啟動系統、方法

在審

• 申請號: 201410826508.7
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104564478A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 韓峰;黃國龍;張杰;劉冰
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F02N19/00
• 分類號: F02N19/00;F02M25/07
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，特別是涉及一種發動機的冷啟動系統和方法。本發明還涉及一種具有上述冷啟動系統的發動機。

背景技術

通常情況下，將發動機在環境溫度低于零下8℃下的啟動稱為冷啟動，現有技術中發動機常用的低溫冷啟動系統主要包括三類，分別為利用輔助設備預熱進氣型、利用輔助設備預熱冷卻液型和直接注入易燃性啟動液型。

利用輔助設備預熱進氣型冷啟動系統是通過直接加熱進入發動機內的新鮮空氣，來達到提高燃燒室溫度的目的。具體地，輔助設備預熱進氣型冷啟動系統又分為兩種，一種利用輔助設備直接點燃進氣管中的部分空氣以達到提過燃燒室溫度的目的，此類冷啟動系統的缺點是消耗了一定量的氧氣，導致啟動瞬間燃燒不充分，不利于排放；另一種為加熱氣體型，直接用通電的電阻絲加熱進入發動機的新鮮空氣，其缺點是電阻絲耗電量比較大，對電池的要求比較高，預熱啟動時間比較長。

利用輔助設備預熱冷卻液型低溫冷啟動系統需要單獨的加熱設備對冷卻液進行加熱，整個加熱設備的結構復雜、成本高且所需的預熱時間長，一般需要預熱幾十分鐘以上。

顧名思義，直接注入易燃啟動液型就是直接向發動機內注入易燃性的啟動液，該種啟動液的燃點較低，故能夠實現低溫下的啟動。一方面，低溫啟動液一般采取壓力罐充裝，遇高溫極易發生爆燃，因此隨車攜帶具有一定的危險性，并且，爆燃時多伴隨著“缺缸”現象，會對于曲柄連桿機構等運動部件產生較大的機械沖擊；另一方面，經常利用啟動液助燃，柴油機啟動后的較短時間內，汽缸內的燃燒狀況惡化，容易造成燃燒室積炭；再者，如果長期使用啟動液啟動，會導致燃油系統出現一定故障，噴油嘴、噴油泵都要校正；此外，此類啟動液容易揮發產生有毒氣體，經常使用不可避免的會損害人體健康。

因此，如何設計一種發動機及其冷啟動系統和方法，以便更好地實現低溫環境下發動機的正常啟動，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種發動機的冷啟動系統和方法，無需任何輔助啟動設備，節約了成本，其結構簡單，易于實施，能夠穩定可靠地快速實現冷啟動。

本發明的另一目的是提供一種具有上述冷啟動系統的發動機，能夠快速實現冷啟動，且穩定性較好，對環境的污染較少。

為解決上述技術問題，本發明提供一種發動機的冷啟動系統，包括具有進氣門和排氣門的氣缸，所述排氣門連通有排氣管，所述排氣管通過開關連通有回流管，所述回流管與所述進氣門連通；啟動時，所述開關將所述排氣管與所述回流管連通，以便排出的未燃燒氣體通過所述回流管回流至所述氣缸。

本發明的冷啟動系統，設置有能夠與排氣管連通的回流管，以便將經過一次壓縮后的未燃燒氣體回流至氣缸，通過氣缸再次進行壓縮，使得缸內溫度達到柴油燃點，實現發動機在低溫環境下的快速啟動，無需任何輔助啟動設備，利用發動機本身的結構特性實現冷啟動，故結構簡單，更加安全可靠，可實施性和穩定性均較好，對環境污染較少。

可選地，所述開關為設置在所述排氣管上的開關閥，發動機啟動時，所述開關切換至閉合工作位，以封堵所述排氣管，并將所述排氣管與所述回流管連通；完成啟動后，所述開關切換至開啟工作位，以開啟所述排氣管，并封堵所述排氣管與所述回流管的通路。

可選地，所述開關為氣動控制蝶閥。

可選地，還包括控制發動機動作的控制器，所述開關與所述控制器信號連接，所述控制器根據發動機的啟動狀態控制所述開關啟閉。

可選地，還包括用于檢測所述氣缸內溫度的溫度傳感器以及與所述控制器信號連接的噴油器，所述溫度傳感器與所述控制器信號連接；當所述氣缸內的溫度不低于柴油燃點時，所述控制器控制所述噴油器噴油，同時控制所述開關封堵所述排氣管與所述回流管的通路。

可選地，還包括以其進氣口與氣源連通的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器與所述排氣門和所述排氣管連通，所述渦輪增壓器的出氣口與所述進氣門連通。

可選地，所述進氣門連通的進氣管，所述渦流增壓器的出氣口和所述回流管均與所述進氣管連通，所述回流管設有防止氣流倒流回所述排氣管的單向閥。

本發明還提供一種發動機，采用上述任一項所述的冷啟動系統進行啟動。

由于本發明的發動機包括上述任一項所述的冷啟動系統，故上述任一項所述的冷啟動系統所產生的技術效果均適用于本發明的發動機，此處不再贅述。

本發明還提供一種發動機的冷啟動方法，包括以下步驟：

11)對進入氣缸的氣體進行壓縮；