一种工程机械用高寒地区多功能加热系统及其自动控制方法技术方案

一种工程机械用高寒地区多功能加热系统及其自动控制方法，包括第一油箱、第二油箱、冷却液加热器、第一油箱加热器、液压油箱及其加热器、蓄电池及其加热器、发动机油底壳及其加热器、发动机进气电加热器、冷却液分流块、主控制器、各类传感器、继电器以及电磁换向阀等。由主控制器根据传感器输入信号的控制电磁换向阀、继电器等电器元件。本发明专利技术解决了柴油机高寒地区启动时存在的诸如液压油的粘度降低会大大增加发动机的启动负载，发动机冷机状态下启动而加剧传动件的磨损影响发动机寿命，在低温状态下蓄电池容量下降和充电能力下降造成启动动力不足等问题。同时大大降在低高寒地区设备运营成本，提升设备的出勤率提高可靠性等。等。等。

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械用高寒地区多功能加热系统及其自动控制方法


[0001]本专利技术涉及工程机械
，具体是一种工程机械用高寒地区多功能加热系统及其自动控制方法。

技术介绍

[0002]目前，大部分工程机械在高寒地区作业时，由于寒冷的气候条件影响，高牌号柴油易结腊；并且液压油的粘度降低会大大增加设备启动负载，发动机冷机状态下启动导致加剧传动件的磨损影响发动机寿命；在低温状态下蓄电池容量下降和充电能力下降造成设备启动动力不足等问题。为了解决上述柴油发动机机在高寒地区的启动问题，现在一般需要选择低牌号的柴油以及一些辅助起动装置。但是由于低牌号柴油本身成本较高，会大大增加设备的运营成本。在有些地方或者将整个设备拖入温室中预热后启动，但是因工程机械普遍体积大，移动困难浪费时间，且不好找到合适的预热空间。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单、效果良好的工程机械用高寒地区多功能加热系统及其自动控制方法。
[0004]本专利技术是以如下技术方案实现的：一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，包括柴油箱、发动机、冷却液加热器、液压油箱和蓄电池，所述柴油箱包括添加高牌号柴油的第一油箱和添加低牌号柴油的第二油箱，所述第一油箱和第二油箱的下端通过球阀连通，所述第一油箱和第二油箱的出油端通过电磁换向阀Ⅰ与发动机连接在一起，所述第一油箱和第二油箱的回油端和通过电磁换向阀Ⅱ与发动机连接在一起，所述第一油箱的回油端通过电磁换向阀Ⅲ并联有柴油散热器；所述发动机上设有启动电机、交流发电机、发动机进气电加热器、发动机转速传感器和发动机ECM；所述冷却液加热器与发动机的冷却液回路连接在一起，所述冷却液加热器还连接有冷却液分流块，所述冷却液分流块连接有第一油箱加热器、液压油箱加热器、发动机油底壳加热器和蓄电池加热器，所述第一油箱加热器、液压油箱加热器、发动机油底壳加热器和蓄电池加热器的出液端与冷却液分流块之间分别设有电磁换向阀Ⅳ、电磁换向阀
Ⅴ
、电磁换向阀
Ⅵ
和电磁换向阀
Ⅶ
；还包括主控制器、电源开关、钥匙开关、启动继电器、电源继电器、断电延时继电器、发动机ECM钥匙电继电器和冷却液加热器继电器，所述钥匙开关上设有分别连接蓄电池正极、电源继电器的吸合线圈端口、主控制器钥匙电信号输入端口和发动机启动信号端口的B接线柱、ACC接线柱、BR接线柱和C接线柱，所述主控制器的输入端连接有第一油箱温度传感器、液压油箱温度传感器、发动机进气温度传感器、冷却液温度传感器、机油温度传感器、蓄电池温度传感器、环境温度传感器、发动机转速传感器、BR接线柱和C接线柱，所述主控制器的输出端连接有电磁换向阀Ⅰ、电磁换向阀Ⅱ、电磁换向阀Ⅲ、电磁换向阀Ⅳ、电磁换向阀
Ⅴ
、电磁换向阀
Ⅵ
、电磁换向阀
Ⅶ
、启动继电器、断电延时继电器、发动机ECM钥匙电继
电器、冷却液加热器继电器和发动机进气电加热器；所述主控制器上设有常电和钥匙电接口，所述电源继电器与钥匙开关的ACC接线柱连接。
[0005]其进一步是：所述蓄电池外设有可拆卸的蓄电池保温套。
[0006]所述电磁换向阀Ⅳ、电磁换向阀
Ⅴ
、电磁换向阀
Ⅵ
和电磁换向阀
Ⅶ
为与单向阀集成的电磁换向阀。
[0007]所述发动机进气电加热器为电阻加热式进气加热器，所述发动机进气电加热器设置在发动机进气管入口处。
[0008]所述环境温度传感器安装在驾驶室底部没有热源和阳光直射的阴凉处。
[0009]所述发动机转速传感器安装在发动机后端曲轴附近。
[0010]所述断电延时继电器的开关侧与电源继电器的吸合线圈连接在一起，所述断电延时继电器与电源继电器之间设有二极管。
[0011]一种工程机械用高寒地区多功能加热系统的自动控制方法，包括发动机启动温度保护控制方法和断电延时熄火控制方法，具体步骤如下：发动机启动温度保护控制：A1、钥匙开关由关转到开上电，延时断电继电器和发动机ECM钥匙电继电器开启；A2、上电时间不足2s，启动继电器断开，禁止发动机启动；A3、监控以下温度条件：冷却液温度≤10℃、或机油温度≤
‑
20℃、或液压油温度≤0℃、或第一油箱柴油温度≤5℃、或发动机进气温度≤
‑
20℃、或蓄电池温度≤
‑
20℃，以上全部不满足时进入发动机状态监控步骤；满足任意一项时，则电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ通电开启，并由主控制器控制冷却液加热器继电器闭合，冷却液加热器开始工作；同时由主控制器开启发动机进气电加热器，将进气温度加热20s；A4、步骤A3中冷却液加热器开启后，由主控制器输出指令开启电磁换向阀
Ⅴ
、电磁换向阀
Ⅵ
和电磁换向阀
Ⅶ
，待监控温度满足以下全部启动要求：冷却液温度至10℃以上、机油温度至0℃以上、液压油温度至0℃以上、蓄电池温度至0℃以上时，再次进入发动机状态监控步骤，反之回到步骤A3；A5、发动机转速为0rpm，进入下一步；反之，禁止启动继电器启动，防止启动齿轮打齿；A6、发动机距离上次启动间隔时间大于15s，启动钥匙开关；反之，禁止启动继电器启动，防止启动电机频繁启动过热烧损；A7、钥匙开关启动后，2s后发动机转速不为0rpm，进入下一步；反之，禁止启动继电器启动，启动电机得电后出现粘合顶齿，表现为发动机没有转速，需要迅速脱开启动电机；A8、钥匙开关启动时间小于15s，启动继电器开启；反之，停止启动继电器启动，启动时间不宜过长，防止线圈过热烧损；A9、当发动机转速大于450rpm，可认为启动成功，启动继电器断开；反之，返回步骤A 7；断电延时熄火控制：B1、钥匙开关断电后，根据发动机转速传感器检测到的信号判断，如监测到发动机没有转速，则直接关闭发动机ECM钥匙电继电器和断电延时继电器；如检测到发动机处于运转状态，此时，发动机ECM钥匙电继电器和断电延时继电器仍保持在闭合状态；
B2、此时如过发动机启动后转速一直≤3档，且在钥匙开关断电后发动机在小于3档的时间持续了60s以上，主控制器控制电磁换向阀Ⅰ闭合，电磁换向阀Ⅱ维持断开，发动机柴油吸油口切换至第二油箱，发动机柴油回油路继续维持回第一油箱并运行60s后关闭发动机ECM钥匙电继电器；B3、此时如发动机转速＞3档，进入延时熄火后，10s内发动机转速降为低怠速后，主控制器控制电磁换向阀Ⅰ闭合，电磁换向阀Ⅱ维持断开，发动机柴油吸油口切换至第二油箱，发动机柴油回油路继续维持回第一油箱并运行60s后关闭发动机ECM钥匙电继电器；B4、发动机ECM钥匙电继电器断开时间≥10s或开机后未启动发动机，断电延时继电器断开。
[0012]还包括开关机时高低牌号柴油路自动切换控制方法，具体方法如下，C1、开机时，接发动机启动保护步骤A3，电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ通电开启，并启动冷却液加热器后，同时开启电磁换向阀Ⅳ，加热第一油箱高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：包括柴油箱、发动机、冷却液加热器（3）、液压油箱（4）和蓄电池（5），所述柴油箱包括添加高牌号柴油的第一油箱（1）和添加低牌号柴油的第二油箱（2），所述第一油箱（1）和第二油箱（2）的下端通过球阀连通，所述第一油箱（1）和第二油箱（2）的出油端通过电磁换向阀Ⅰ（13）与发动机连接在一起，所述第一油箱（1）和第二油箱（2）的回油端和通过电磁换向阀Ⅱ（14）与发动机连接在一起，所述第一油箱（1）的回油端通过电磁换向阀Ⅲ（15）并联有柴油散热器（28）；所述发动机上设有启动电机（26）、交流发电机（27）、发动机进气电加热器（25）、发动机转速传感器（31）和发动机ECM（32）；所述冷却液加热器（3）与发动机的冷却液回路连接在一起，所述冷却液加热器（3）还连接有冷却液分流块（30），所述冷却液分流块（30）连接有第一油箱加热器（21）、液压油箱加热器（22）、发动机油底壳加热器（23）和蓄电池加热器（24），所述第一油箱加热器（21）、液压油箱加热器（22）、发动机油底壳加热器（23）和蓄电池加热器（24）的出液端与冷却液分流块（30）之间分别设有电磁换向阀Ⅳ（16）、电磁换向阀
Ⅴ
（17）、电磁换向阀
Ⅵ
（18）和电磁换向阀
Ⅶ
（19）；还包括主控制器（33）、电源开关（34）、钥匙开关（35）、启动继电器（36）、电源继电器（37）、断电延时继电器（39）、发动机ECM钥匙电继电器（40）和冷却液加热器继电器（41），所述钥匙开关（35）上设有分别连接蓄电池正极、电源继电器的吸合线圈端口、主控制器钥匙电信号输入端口和发动机启动信号端口的B接线柱、ACC接线柱、BR接线柱和C接线柱，所述主控制器（33）的输入端连接有第一油箱温度传感器（6）、液压油箱温度传感器（7）、发动机进气温度传感器（8）、冷却液温度传感器（9）、机油温度传感器（10）、蓄电池温度传感器（11）、环境温度传感器（12）、发动机转速传感器（31）、BR接线柱和C接线柱，所述主控制器（33）的输出端连接有电磁换向阀Ⅰ（13）、电磁换向阀Ⅱ（14）、电磁换向阀Ⅲ（15）、电磁换向阀Ⅳ（16）、电磁换向阀
Ⅴ
（17）、电磁换向阀
Ⅵ
（18）、电磁换向阀
Ⅶ
（19）、启动继电器（36）、断电延时继电器（39）、发动机ECM钥匙电继电器（40）、冷却液加热器继电器（41）和发动机进气电加热器（25）；所述主控制器（33）上设有常电和钥匙电接口，所述电源继电器（37）与钥匙开关（35）的ACC接线柱连接。2.如权利要求1所述的一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：所述蓄电池（5）外设有可拆卸的蓄电池保温套（29）。3.如权利要求1所述的一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：所述电磁换向阀Ⅳ（16）、电磁换向阀
Ⅴ
（17）、电磁换向阀
Ⅵ
（18）和电磁换向阀
Ⅶ
（19）为与单向阀集成的电磁换向阀。4.如权利要求1所述的一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：所述发动机进气电加热器（25）为电阻加热式进气加热器，所述发动机进气电加热器（25）设置在发动机进气管入口处。5.如权利要求1所述的一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：所述环境温度传感器（12）安装在驾驶室底部没有热源和阳光直射的阴凉处。6.如权利要求1所述的一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：所述发动机转速传感器（25）安装在发动机后端曲轴附近。7.如权利要求1所述的一种工程机械用高寒地区多功能加热系统，其特征在于：所述断
电延时继电器（39）的开关侧与电源继电器（37）的吸合线圈连接在一起，所述断电延时继电器（39）与电源继电器（37）之间设有二极管（38）。8.一种自动控制权利要求1所述的工程机械用高寒地区多功能加热系统的方法，其特征在于：包括发动机启动温度保护控制方法和断电延时熄火控制方法，具体步骤如下：发动机启动温度保护控制：A1、钥匙开关（3）由关转到开上电，延时断电继电器（39）和发动机ECM钥匙电继电器（40）开启；A2、上电时间不足2s，启动继电器（36）断开，禁止发动机启动；A3、监控以下温度条件：冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：金哲，王勇，董永平，秦丁旺，汪允显，李县军，王振兴，王峰，夏友斌，董佩，李高冲，蒋远飞，宫旭鹏，窦生平，贺艳飞，
申请(专利权)人：徐州徐工矿业机械有限公司，
类型：发明
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