【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于内燃机和热力学，尤其涉及一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置及其控制方法。
技术介绍
1、大型柴油机作为重型车辆的主要动力，具有扭矩大，经济性好等优点，在各种场合、多个地区被广泛运用。但由于柴油粘性较大，蒸发性较差，因此在高寒地区雾化效果较差，会造成燃烧不充分，导致冷启动困难，耗时较长，性能较差。同时，在极低温环境下(-50℃)润滑油粘性明显增大，甚至失去流动能力，导致润滑失效，增加了曲轴转动阻力矩，进一步恶化启动条件。
2、因此，在极低温环境下车辆启动前必须对柴油机进行预热。目前大部分研究主要聚焦于普通低温环境(-10℃)下冷启动的控制策略和成功冷启动后的热机过程。其中对于车辆的冷启动前的辅助措施主要包括提高喷油雾化质量、进气预热、多燃料预燃、电加热、加温锅等措施。这些措施大多需要消耗电能，然而，在-50℃的极低温环境下，电池的性能会明显下降，以上辅助措施的可靠性受电池性能影响无法得到保障，且大型柴油机暖机的能量需求量较大，常规辅助措施暖机时间较长。
3、为此，提供一种在极低温环境下的大型柴油机快速冷启动辅助装置成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置及其控制方法，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
2、为实现上述目的，在一个方面，本专利技术提供了一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，以小型点燃式二冲程柴油机(以下简称小型点燃式柴油机)作为辅助
3、电加热装置，位于所述大型柴油机连接所述大型柴油机机油箱的机油循环管路上；
4、温度获取单元，用于获取所述大型柴油机机油箱内机油温度和所述大型柴油机水箱内冷却水温度；
5、冷启动辅助单元，用于在所述温度获取单元所获取的温度值低于冷启动预设值的情况下，向所述电加热装置输出电能，并向所述大型柴油机机油箱和所述大型柴油机水箱输出热能；
6、控制单元，用于根据所述温度获取单元获取的实时温度，判定是否满足冷启动条件，控制所述冷启动辅助单元的运行。
7、作为优选，所述冷启动辅助单元包括小型点燃式柴油机、辅助装置发电机；所述小型点燃式柴油机与所述辅助装置发电机传动连接，所述辅助装置发电机与所述电加热装置电连接。
8、作为优选，所述冷启动辅助单元还包括废气与冷却水换热器，所述废气与冷却水换热器与所述小型点燃式柴油机的废气端相接，所述废气与冷却水换热器与所述大型柴油机水箱管路循环相接，且管路流经所述大型柴油机机油箱。
9、作为优选，所述废气与冷却水换热器与所述大型柴油机水箱之间管路相接有主机冷却液进水管道和主机冷却液出水管道，所述主机冷却液出水管道流经所述大型柴油机机油箱。
10、作为优选，所述主机冷却液进水管道上设有辅助装置水泵，所述辅助装置水泵与所述控制单元信号连接。
11、作为优选，所述温度获取单元包括位于所述大型柴油机机油箱内的油箱温度传感器和位于所述大型柴油机水箱内的水箱温度传感器。
12、作为优选，所述小型点燃式柴油机为小型点燃式二冲程柴油机。
13、作为优选，所述废气与冷却水换热器上开有供所述小型点燃式柴油机的废气排出的排气口。
14、由上述技术方案可知，本专利技术提供了一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，以冷启动辅助单元为动力源，为整车动力系统中的电加热装置供电，并向大型柴油机机油箱和大型柴油机水箱输出热能，进而实现大型柴油机在极低温环境下的快速暖机，保证大型柴油机快速冷启动的可靠性。
15、在另一方面，本专利技术还提供了一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置控制方法，包括：
16、获取由温度获取单元采集的发动机冷却水的实时温度一和机油的实时温度二；
17、对比所述实时温度一与冷启动预设值，对比所述实时温度二与冷启动预设值；
18、根据所述实时温度一与冷启动预设值的温度差，以及所述实时温度二与冷启动预设值的温度差，由控制单元控制大型柴油机的启动方式；
19、当所述实时温度一和/或所述实时温度二大于等于所述冷启动预设值时，所述控制单元控制所述大型柴油机直接启动；
20、当所述实时温度一和所述实时温度二均小于所述冷启动预设值时，所述控制单元控制冷启动辅助单元启动；
21、实时监测所述温度获取单元的测试值，当测试值高于冷启动预设值时，关闭所述冷启动辅助单元。
22、优选地，所述冷启动辅助单元的启动动作包括：
23、为所述电加热装置提供电能；
24、加热发动机冷却水和机油。
25、与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：
26、1、目前小型点燃式柴油机已有成熟的冷启动技术，可以可靠迅速地在极低温环境下实现冷启动，为车辆动力系统提供冷启动所需的电能和热能。
27、2、相比于极低温环境下的电池，小型点燃式柴油发电机能量密度较大且体积较小，受温度影响较小，可以迅速的在极低温环境下提供可靠的电能和热能。
28、3、小型点燃式柴油机使用的燃料为柴油，可与大型柴油机公用同一油箱，节省空间且不用准备两种燃料，使用方便。
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1.一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，设置在整车动力系统中，所述整车动力系统包括大型柴油机(14)，所述大型柴油机(14)连接有大型柴油机机油箱(19)和大型柴油机水箱(12)；其特征在于，所述冷启动辅助装置包括：
2.根据权利要求1所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述冷启动辅助单元(25)包括小型点燃式柴油机(2)、辅助装置发电机(1)；所述小型点燃式柴油机(2)与所述辅助装置发电机(1)传动连接，所述辅助装置发电机(1)与所述电加热装置(15)电连接。
3.根据权利要求2所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述冷启动辅助单元(25)还包括废气与冷却水换热器(5)，所述废气与冷却水换热器(5)与所述小型点燃式柴油机(2)的废气端相接，所述废气与冷却水换热器(5)与所述大型柴油机水箱(12)管路循环相接，且管路流经所述大型柴油机机油箱(19)。
4.根据权利要求3所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述废气与冷却水换热器(5)与所述大型柴油机水箱(12)之间管路相接有主机冷却液进水管道(8
5.根据权利要求4所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述主机冷却液进水管道(8)上设有辅助装置水泵(7)，所述辅助装置水泵(7)与所述控制单元(9)信号连接。
6.根据权利要求3所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述废气与冷却水换热器(5)上开有供所述小型点燃式柴油机(2)的废气排出的排气口。
7.根据权利要求2所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述小型点燃式柴油机(2)为小型点燃式二冲程柴油机。
8.根据权利要求1所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述温度获取单元包括位于所述大型柴油机机油箱(19)内的油箱温度传感器(20)和位于所述大型柴油机水箱(12)内的水箱温度传感器(11)。
9.一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置控制方法，应用权利要求1至8中任一项所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置控制方法，其特征在于，所述冷启动辅助单元的启动动作包括：
...【技术特征摘要】
1.一种极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，设置在整车动力系统中，所述整车动力系统包括大型柴油机(14)，所述大型柴油机(14)连接有大型柴油机机油箱(19)和大型柴油机水箱(12)；其特征在于，所述冷启动辅助装置包括：
2.根据权利要求1所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述冷启动辅助单元(25)包括小型点燃式柴油机(2)、辅助装置发电机(1)；所述小型点燃式柴油机(2)与所述辅助装置发电机(1)传动连接，所述辅助装置发电机(1)与所述电加热装置(15)电连接。
3.根据权利要求2所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述冷启动辅助单元(25)还包括废气与冷却水换热器(5)，所述废气与冷却水换热器(5)与所述小型点燃式柴油机(2)的废气端相接，所述废气与冷却水换热器(5)与所述大型柴油机水箱(12)管路循环相接，且管路流经所述大型柴油机机油箱(19)。
4.根据权利要求3所述的极低温环境下柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述废气与冷却水换热器(5)与所述大型柴油机水箱(12)之间管路相接有主机冷却液进水管道(8)和主机冷却液出水管道(23)，所述主机冷却液...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵振峰，张睿妍，张付军，张朔，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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