文|砚钧秋
编辑|砚钧秋
前言推土机在工作过程中常常面临着环境温度低、工作效率较低等挑战，为了解决这些问题，推土机的设计已经得到了不断创新和改进。
其中一个关键的创新就是燃油加热系统的设计与应用，通过利用燃油加热系统，推土机在低温环境下仍然能够保持高效的工作状态，提高工作效率和生产力。
试验背景
高原地区海拔高，空气稀薄，海拔5000m地区含氧量只有平原地区的50％，且由于温度较低，使得推土机的润滑油的粘性增大。
进而使得发动机在启动时受到的摩擦阻力增大，减弱了发动机的启动性，使得发动机启动困难，导致发动机在短时间内无法启动，降低了工作效率。
同时，由于发动机无法启动进而导致推土机的空调系统无法供暖，降低了推土机的舒适性，此时需依靠外部加热方式进行辅助启动。
常使用的辅助启动方式有发动机格栅加热、燃油加热、乙醚启动等方式，燃油加热启动是一种最常见的推土机外部加热方式。
燃油加热系统主要由燃油加热器组成，燃油加热器主要分为液体燃油加热器（以液体作热交换介质）和空气燃油加热器（以空气作热交换介质）。
在分析推土机作业环境及特点的基础上，主要从液体燃油加热系统的作用、结构特点与工作原理、设计与应用等方面进行阐述。
燃油加热系统的设计及应用
推土机使用燃油加热系统的设计非常重要，该系统的主要组成部分包括燃油供应系统、燃烧系统和热交换系统。
燃油供应系统是指用于将燃油供应给燃烧系统的管道和设备，它由燃油箱、燃油泵和油管组成，确保燃油能够顺畅地流动到燃烧系统中，以提供热能。
燃烧系统是指燃烧燃油并产生热能的部分，它由燃油喷射器、燃烧室和燃烧控制系统组成，燃油喷射器负责将燃油喷洒到燃烧室中，并与空气充分混合。
燃烧室是燃烧过程发生的地方，其中燃烧的燃油会释放出大量的热能，燃烧控制系统则负责控制燃油的喷射量和燃烧过程，以确保燃油能够充分燃烧，并调节热能的输出。
热交换系统是指用于将燃烧产生的热能转移给推土机的部分，它由换热器和风扇组成，换热器负责将热能传递给冷却液或空气，从而提供热源。
换热器通常与推土机的冷却系统相连接，通过冷却液或空气进行热能的传递，风扇则用于增加空气流动，提高热能传递效率。
在实际应用中，推土机使用燃油加热系统可以带来多方面的好处，首先，它可以提供额外的热源，使推土机能够在低温环境下正常工作，在寒冷的冬季或高海拔地区，燃油加热系统可以有效防止液体冷却液的冻结，保证机械的正常运转，
其次，燃油加热系统可用于加热液压油或润滑油，提高液体的流动性和机械部件的润滑效果，从而提高推土机的工作效率和寿命，此外，燃油加热系统还可以用于提供驾驶室的供暖功能，增加驾驶员的舒适性和工作效率。
燃油加热系统主要由燃油加热器、单向阀、燃油箱、管路等组成，液体燃油加热系统主要是通过把燃油加热器并联，或者串联至整机暖风系统。
鉴于串联燃油加热器使用方便，容易控制，主要介绍的燃油加热器为串联至整机暖风系统。
串联型燃油加热系统的主要工作原理为：在低温环境下，燃油加热器通过外部供油（燃油箱）的方式进行工作，进而能够使系统中的冷却液进入燃油加热器进行循环并得到加热。
加热后的冷却液通过空调蒸发箱再回流至发动机壳体，可以使发动机壳体升温，进而可以使发动机快速启动。
此时冷却液的循环为：发动机→燃油加热器→空调蒸发箱→发动机；当发动机启动后，通过电子控制开关，关闭燃油加热器。
此时，冷却液依靠发动机的水泵进行循环并通过单向阀，再经过空调蒸发箱进行循环，此时冷却液的循环为：发动机→单向阀→空调蒸发箱→发动机，在安装时需要特别注意冷却液的流向。
（1）必须防止燃油加热器周围的构件及其他组件受过热影响或燃料或机油的污染。
（2）安置燃油加热器进气口时应注意不能被物品遮挡。
（3）设计、安置燃油加热器和排气管时，注意它们应得到保护或盖住，以免存在任何不可接受的装载物被加热或被点燃的风险。
燃油加热系统的设计
3.1 燃油加热器的选择燃油加热系统使用的燃油加热器一般由专业的厂家生产，主机厂根据需要进行选择。
燃油加热器主要根据发动机重量、冷却液的温升（一般为最低环境温度至发动机能够独立启动时的温度）等进行选择，通过实验得出加热30min需求热量与温升的关系。
例如：某发动机重量为1200kg，无需外部辅助装置时发动机能够启动的最低温度为-10℃，环境温度为-40℃，温升为30℃，需要的加热量为1200×4.3=5160W。
所以1200kg发动机所需要的热功率为：5160W/0.5h=10320W/h=10.32Kw/h，得出该数据后与厂家生产的同等功率的燃油加热器进行匹配即可。
首先将加热器支架固定在加热器上，然后再将加热器和装配好的加热器支架一起固定在整机的一个合适的固定点。
该装配方式为燃油加热器的通用装配要求，在实际应用的过程中，可以根据各机型的装配需求进行调整，但装配过程务必保证加热器与整机的连接可靠、无松动。
鉴于推土机用燃油加热器安装在机罩内部，有时需要延长吸入空气管，吸入消声器可以借助一根柔性管件延长至最长2000mm。
铺设吸入消声器和柔性管件时应避免使用过窄的弯管。
进排气系统设计过程中，还需要注意以下几点：
（1）助燃空气管的管口必须始终保持通畅，（2）安置助燃空气吸入口时注意不得将废气当作助燃空气吸入，（3）助燃空气吸入口不得正对行驶风向。
（4）助燃空气吸入口不得被污垢和雪堵住，（5）应将助燃空气导向装置朝下斜置，必要时在最低处设置一个直径约为5mm的冷凝水流出口，（6）燃油加热器进排气管必须分列燃油加热器两侧。
燃油加热器的供油系统主要有燃油泵、管路、燃油箱等组成，燃油泵的作用是吸入燃油箱中的燃油供给燃油加热器进行工作。
一般情况下，推土机用燃油加热器的吸入油管的最长长度为2000mm，压力油管的长度为1500～6000mm，根据具体的布置情况，对油管长度进行选择并固定，使之远离热源等。
安装燃油泵时应始终注意压力侧朝上指，在此基础上允许每个安装角度大于15°（区域2和区域3），但优先选择15°～35°之间的安装角度（区域2）。
为避免燃油泵和过滤器在不允许的情况下受热，不得安装在消声器和排气管附近。
为某推土机用燃油加热器燃油泵安装情况，通过支架固定在整机上，且安装角度为80°，压力侧朝上，满足燃油泵的安装要求。
燃油加热系统在推土机行业中的应用有许多优势，这个系统通过加热燃油，提供了一种高效可靠的方式，以确保推土机在恶劣环境下的正常运行。
燃油加热系统可以改善推土机在低温环境下的启动性能，在寒冷地区或冬季工作时，燃油可能因为低温而变得黏稠，导致推土机的发动机难以启动，通过燃油加热系统，可以将燃油加热至适宜温度，消除了燃油黏稠度带来的问题，保证了推土机的快速启动。
通过加热燃油，使其达到最佳燃烧温度，可以确保燃油充分燃烧，提高发动机的功率输出和燃油利用率，这不仅降低了燃油消耗量，还减少了对环境的污染排放。
燃油加热系统还有助于延长推土机的工作寿命，在冷启动和低温工作环境下，发动机的零部件受到很大的机械压力和热应力，通过燃油加热系统，可以减少发动机因启动和工作时的磨损，延长发动机的寿命，减少维修和更换成本。
此外，燃油加热系统还提供了更多的操作灵活性，不论是在高海拔地区、寒冷地区或者是恶劣气候下工作时，燃油加热系统都能有效应对各种环境条件，并提供稳定的燃油供应。
这在某些特殊工程项目，比如在高山或北极地区的建设和勘探中尤为重要。
通过上述对推土机用燃油加热系统的研究分析，可以得出如下结论：设计制造满足整机启动要求的燃油加热系统，需要根据推土机的不同工况及启动温度等要求。
从燃油加热器的安装、进排气系统、燃油管路、燃油泵的安装等方面入手，进行统筹规划，对燃油加热器进行匹配、选型，匹配选型完成并装机后，还需推土机生产厂家根据推土机及燃油加热器的要求进行低温启动测试等，待测试合格后方可批量装机。
结论
推土机使用燃油加热系统可以提高工作效率、适应恶劣天气条件并提供额外的舒适性，这个系统的设计要素包括燃油供应系统、燃烧系统和热交换系统。
在实际应用中，燃油加热系统为推土机的正常运转和驾驶员的舒适性提供了重要的支持。
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