摘要：本文提出采用发动机自身冷却系统循环热水加热燃油，以提高燃油的适用性，并就此给出了实施例。
主题词：内燃机 燃油 温控
一、引言
柴油作为内燃机燃料，其适用性受制于使用时的环境温度。传统的做法是，在一定的环境温度下使用相对应牌号的柴油，环境温度降低时可导致柴油的自然流动性变差甚至丧失（蜡化、凝固），因此必须换用更低牌号（凝固点更低）的柴油才能保证发动机正常工作。
二、主题
石油蒸馏过程中，通常凝固点越低的馏分含量越少，因此价格也相对较高。低牌号的轻柴油价格比高牌号的高，因此使用成本也更高。现在提供一种方法，使得在较低的环境温度使用较高牌号的柴油，仍能保证内燃发动机正常工作，将带来可观的经济效益。
这种方法就是以适当的方式对柴油进行加热并控制加热过程。加热热源是发动机自身冷却系统的循环热水。用一个热交换器，实现水油之间的热交换，以使柴油被加热。有两种加热方式：一、把热水通入热交换器，直接把交换器放进柴油箱底部浸入油中进行加热；二、把柴油通入热交换器，可以把交换器置于热水中或循环热水能有效影响热交换器的适当位置；这种方式通常要有专用泵迫使柴油在交换器管道中流动。为了有效调节、控制加热过程和保证系统的安全性，在热交换器进口或出口管路中需串联接入一个或多个控制阀门；在交换器串联成的管路中也需并联接入一个或多个控制阀门；在发动机冷却循环系统中，与冷却水箱并联接入一个阀门；这些阀门的全部或一部分由电磁阀控制，为了安全可靠，可以多个温控开关并联使用。具体设计在实施例中进一步予以说明。
图１是本办法的一个具体实施例的联接及控制原理图。图中，用薄壁金属无缝管简单盘曲而成的热交换器９，直接放入柴油箱１８底部；当手动阀门１１打开时，发动机冷却系统的循环热水流经热交换器，即对柴油箱１８中的柴油进行加热。当柴油温度升高到设定温度Ｔ１时，温度控制组合开关１３闭合，两个电磁阀控制的水管阀门４、１０通电；水管阀门１１关闭、４打开，热交换器中没有热水流过，停止了对柴油的加热。当柴油温度下降到设定温度Ｔ２时，温度控制组合开关１３断开；阀门４、１０恢复常态，热水仍然流过热交换器，柴油重新被加热。这样即实现了对加热过程的自动控制。手动阀门１１、１２能实现在换季时管路切换；夏季，打开手动阀门１２，同时关闭１１，热交换器即失去作用；另外，调节手动阀门１２的开启程度进行分流，即可以改变热交换器中热水的流量，从而控制调节了热交换器的传热效率。百叶窗１６、热膨胀器１７、弹簧１５也可以有效调节传热效率，以备选用。弹簧１５的复位力能保持百叶窗１６处于完全打开状态，这时柴油的热对流通量最大，传热效率最高；随着温度的升高，热膨胀器１７的体积将会不断增大，弹簧１５被压缩，百叶窗１６开度变小，柴油热对流减小，加热效率降低；温度降低时，热膨胀器１７回缩，弹簧１５的复位力迫使百叶窗１６开度增大，传热效率升高。指示灯１４亮时，表明已经停止了对柴油的加热，这时热交换器不工作。如果指示灯亮的时间较长，甚至比不亮的时间还长得多，这时可适量开大手动阀１２，以减少流经热交换器中的水流量；如果指示灯持续亮而不熄灭，可考虑换用更高牌号（价格更低）的柴油，以获得更好的经济效益。调节手动阀５可以改变冷却水箱的水流量，改变整个发动机冷却系统的冷却效率，减少热量损失，以适应高寒环境温度；当手动阀５关闭时冷却效率最高，手动阀开启程度越大，发动机冷却系统效率越低。温控开关１３的控制温度Ｔ１、Ｔ２的设定，取决于柴油机的特征物理特性参数，不同牌号的柴油略有不同，必要时可进行适当调整。Ｔ１一般设定为低于柴油闪点５°Ｃ左右以保证安全，Ｔ２一般设定为柴油的最低限适用温度，以保证发动机正常工作。
为解决发动机的冷启动问题，可以在发动机燃油进油口（手泵处）与柴油箱１８并联接入一个副油箱辅助供油，当柴油箱中的柴油达到适用温度时，再关闭此副油箱或者在手油泵进油口及柴油箱吸油口部位配置热电偶进行加热，当柴油适用后再关闭热电偶。也可以采用其它已有的冷启动装置实现冷启动。
三、讨论
１．采用本办法可以少用或不用牌号相对较低的高价轻柴油，而柴油作为一种消耗品，这必将给使用者带来更高的经济效益，同时也节约了宝贵的不可再生资源；
２．当现有油品均不能满足使用要求时，该方法提供了一种使用机器的可能性，从而提高了发动机的适用性（比如，国产油料最底牌号—３ ５，该方法在—４０°Ｃ环境下仍能保证发动机正常工作）；
３．本办法可以有效提高或调节发动机冷却系统的冷却效率；
４．本办法制作方便，特别是涉及的各个管路阀门的开启、闭合均不必十分严密，因此成本低廉，容易实施；
５．柴油的适用性可以通过物理化学等多种有效方式提高，但该方法的潜在利用价值是不可排除的，如可以考虑用于调节冷却效率或改进冷却系统。
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