一种车用高频电磁涡流冷启动预热器及其冷启动预热方法

摘要

本发明公开了一种车用高频电磁涡流冷启动预热器及其冷启动预热方法，利用电瓶启动高频变频器将直流电直接逆变为高频交流电，高频交流电在高频变频器的高频线圈周围产生高频电磁场，通过在高频线圈两面设置的下水槽和上水槽，以及水槽内设置的高磁导率材料以及导流隔板，引导防冻液在发热的高磁导率材料上充分流动受热，加热后的防冻液由水泵驱动进入发动机缸体内循环流动，来加热发动机缸体，本发明使用高磁导率材料，高磁导率材料完全浸于防冻液中，高频变频器的高频线圈两侧同时进行涡流加热，产生更高频率磁场，因而可使热效率达98%，电涡流加热也避免了水垢的产生，高频线圈两侧磁力线都进入加热材料，避免了磁泄漏，热效率高。

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种车用高频电磁涡流冷启动预热器及其冷启动预热方法，属于发动机冷启动技术领域。

背景技术

目前，发动机冷启动预热使用的方法是使用燃油液体加热器加热发动机防冻液，对发动机进行整体预热，方法是通过燃烧车辆的燃油产生热气，然后在水套体中与防冻液进行热量交换来加热。

燃油加热器组成包括直流电机、助燃风扇、雾化器、油泵、主燃烧室、后燃烧室、导流器、电热塞、水套体、水泵、支架、开关、复杂的CPU微处理器控制器等，但是现有的结构复杂、体积大、成本高、热效率低、污染空气；即便最好的加热器的热效率也只在80%左右，再加上引出管路上的热损失，效率还更低，此种加热器的价格也很高。

另外有些在使用的电加热电阻丝，虽能量利用率有所改善，也不再污染环境，但电阻丝易坏，且因要使用市用交流电，很不方便，而且有漏电伤人的风险。

个别使用车上蓄电池通过现成车载逆变器把低压直流电逆变成工频交流电又整流成直流电，再通过高频产生电路获得20多KHz的高频电磁场在铁磁材料上产生涡流来加热，但其高频线圈的一面对铁磁材料加热，另一面又进行电磁屏蔽以免对周围的铁质材料造成加热及对设备造成电磁干扰，而且加热材料为不锈钢，这都使加热能力未得到充分利用，另外，车载逆变器功率都不大，导致加热能力也不大，虽然能量利用率比燃油加热得到了更大提升、也避免了电阻丝加热的各种缺点，但加热功率和加热时间仍不足以达到实用化，未得到实际应用，各种加热方法都使用温度传感器监测温度，并普遍使用CPU微处理器控制器，电路复杂，成本高，所以现有的发动机冷启动预热方法还是不够完善。

发明内容

本发明的目的是：提供一种结构简单、操作方便、预热器体积小，便于选择安装，可使热效率达98%，大幅提高了能量利用率，同时避免了水垢的产生以及磁泄漏的一种车用高频电磁涡流冷启动预热器及其冷启动预热方法，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：一种车用高频电磁涡流冷启动预热器，包括底座，在底座上固定安装有下水槽、水泵和高频变频器，在下水槽上安装有底部支架，在下水槽上方并在底部支架上安装有高频线圈，在高频线圈上安装有顶部支架，在顶部支架安装有上水槽，在下水槽以及上水槽的进水口和出水口上分别设置有进水三通管和出水三通管，出水三通管通过水管与水泵相连接；高频变频器通过导线束与高频线圈相连接，高频变频器通过导线束与控制器相连接。

所述下水槽和上水槽内设置有高磁导率材料和导流板，高频线圈两侧磁力线与高磁导率材料相连接。

所述高磁导率材料为硅钢片。

所述进水三通管上设置有温度开关。

所述控制器上设置有启动按钮、指示灯和停止按钮。

所述控制器通过导线束与温度开关相连接。

一种车用高频电磁涡流冷启动预热器的冷启动预热方法，该冷启动预热方法是利用车辆自身的电瓶，利用电瓶启动高频变频器将直流电直接逆变为高频交流电，高频交流电在高频变频器的高频线圈周围产生高频电磁场，通过在高频线圈两面设置的下水槽和上水槽，以及水槽内设置的高磁导率材料以及导流隔板，引导防冻液在发热的高磁导率材料上充分流动受热，加热后的防冻液由水泵驱动进入发动机缸体内循环流动，来加热发动机缸体。

所述高磁导率材料为硅钢片。

所述下水槽和上水槽的进水口进水三通管上装有温度开关，该温度开关信号送到控制器，当进水温度达到设定温度后，预热器停止加热。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明由于利用涡流发热，使用高磁导率材料，高磁导率材料完全浸于防冻液中，高频变频器的高频线圈两侧同时进行涡流加热，产生更高频率磁场，因而可使热效率达98%，大幅提高了能量利用率，电涡流加热也避免了水垢的产生，高频线圈两侧磁力线都进入加热材料，避免了磁泄漏，由于热效率高，预热器体积得以减小，便于选择安装位置；而且预热器使用材料也是普通材料，成本大幅下降，不燃烧油料，保护了环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图视图；

图3为水槽结构示意图；

图4为水槽内导流板的结构示意图；

附图标记说明：1-下水槽，2-底部支架，3-高频线圈，4-出水三通管，5-进水三通管，6-温度开关，7-水泵，8-高频变频器，9-水管，10-底座，11-控制器，12-起动按钮，13-指示灯，14-停止按钮，15-导流板，16-高磁导率材料，17-顶部支架，18-上水槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。

本发明的实施例：一种车用高频电磁涡流冷启动预热器，包括底座10，在底座10上固定安装有下水槽1、水泵7和高频变频器8，在下水槽1上安装有底部支架2，在下水槽1上方并在底部支架2上安装有高频线圈3，在高频线圈3上安装有顶部支架17，在顶部支架17安装有上水槽18，在下水槽1以及上水槽18的进水口和出水口上分别设置有进水三通管5和出水三通管4，出水三通管4通过水管9与水泵7相连接；高频变频器8通过导线束与高频线圈3相连接，高频变频器8通过导线束与控制器11相连接。

所述下水槽1和上水槽18内设置有高磁导率材料16和导流板15，高频线圈3两侧磁力线与高磁导率材料相连接。

所述高磁导率材料16为硅钢片。

所述进水三通管5上设置有温度开关6。

所述控制器11上设置有启动按钮12、指示灯13和停止按钮14。

所述控制器11通过导线束与温度开关6向连接。

一种车用高频电磁涡流冷启动预热器的冷启动预热方法，该冷启动预热方法是利用车辆自身的电瓶，利用电瓶启动高频变频器将直流电直接逆变为高频交流电，高频交流电在高频变频器的高频线圈周围产生高频电磁场，通过在高频线圈两面设置的下水槽和上水槽，以及水槽内设置的高磁导率材料以及导流隔板，引导防冻液在发热的高磁导率材料上充分流动受热，加热后的防冻液由水泵驱动进入发动机缸体内循环流动，来加热发动机缸体。

所述高磁导率材料为硅钢片。

所述下水槽和上水槽的进水口进水三通管上装有温度开关，该温度开关信号送到控制器，当进水温度达到设定温度后，预热器停止加热。

本发明使用电瓶会涉及到电瓶供电能力问题，在低温环境下本就应该更换电瓶，在更换电瓶时，多配一个电瓶即可保证起动用电。

本发明高频逆变器为专门制作的逆变器；水泵为小功率直流电水泵；温度开关用来控制加热温度及停止预热器的工作。

本发明使用电瓶作为加热能源，使用高磁导率的硅钢片，涡流发热效率更高，高频变频器8直接把电瓶直流电逆变为45KH高频电，一步到位，省掉了车载逆变器，也比20多KHz的效率高得多，通过在高频线圈两面设置的下水槽和上水槽，以及下水槽和上水槽中间夹一个高磁导率的硅钢片，硅钢片与水槽壳体之间有导流隔板，来引导防冻液在发热的硅钢片上充分流动受热，充分利用了加热能力，并且避免了磁泄漏，不需对另一面进行电磁屏蔽，由于硅钢片完全浸于防冻液中，热量全部用于加热。

本发明由于利用涡流发热，使用高磁导率材料，高磁导率材料完全浸于防冻液中，高频变频器的高频线圈两侧同时进行涡流加热，产生更高频率磁场，因而可使热效率达98%，大幅提高了能量利用率，电涡流加热也避免了水垢的产生，高频线圈两侧磁力线都进入加热材料，避免了磁泄漏，由于热效率高，预热器体积得以减小，便于选择安装位置；而且预热器使用材料也是普通材料，成本大幅下降，不燃烧油料，保护了环境。