1. 电加热式预热系统
工作原理:
电加热式预热系统主要由电加热元件、温度传感器和控制电路组成。电加热元件通常安装在燃油滤清器、燃油管路或者进气管道附近。当启动预热功能后,电流通过电加热元件,根据焦耳定律(\(Q = I^{2}Rt\)),电流(\(I\))通过具有一定电阻(\(R\))的加热元件,在一定时间(\(t\))内产生热量(\(Q\))。这些热量会传递给周围的燃油或空气。
温度传感器用于监测被加热对象(如燃油或进气)的温度。当温度达到设定的预热温度时,控制电路会自动切断加热元件的电源,停止加热。例如,在一些柴油焦作发电机组中,当燃油温度被加热到20℃ 30℃左右时,预热系统就会停止工作,确保燃油具有良好的流动性,使喷油嘴能够正常喷油。
2. 火焰预热系统
工作原理:
火焰预热系统主要包括预热塞、喷油装置、点火装置和控制单元。预热塞安装在发动机的进气歧管或者燃烧室附近。当启动预热程序时,控制单元首先开启喷油装置,向预热塞周围喷射少量的柴油。然后,点火装置产生电火花,点燃柴油,形成火焰。
火焰产生的热量会加热进气歧管内的空气或者燃烧室周围的部件。对于进气预热,热空气会进入气缸,提高气缸内的温度,使燃油更容易燃烧。同时,热量也会传导给燃油系统的部分部件,改善燃油的流动性。火焰预热系统的加热速度相对较快,能够在较短的时间内将进气和部分部件的温度提升到合适的范围,一般能使进气温度提升到60℃ 80℃左右。
3. 循环水预热系统
工作原理:
循环水预热系统利用发动机的冷却系统来预热。在发动机的冷却系统中,有一个冷却液循环回路。在低温环境下,当预热功能开启时,通过一个辅助加热装置(如电加热器或者利用发动机自身的余热回收装置)对冷却液进行加热。
被加热后的冷却液在冷却系统的管路中循环,将热量传递给发动机的缸体、缸盖以及燃油系统等部件。由于冷却液能够接触到发动机的关键部位,这种预热方式可以有效地提高整个发动机系统的温度,包括燃油的温度,使发动机更容易启动,并且能够减少发动机在启动初期的磨损。例如,冷却液温度可以从初始的低温提升到50℃ 70℃左右,从而为发动机的正常启动和运行创造良好的温度条件。