王學(xué)友，付偉龍，夏春莉，陳文斌，趙增耀，徐小妮

（1.陜西汽車(chē)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710200；2.西安益翔航電科技有限公司，陜西 西安 710200）

1 前言

重型貨車(chē)在北方作業(yè)時(shí)，如遭遇嚴(yán)寒天氣，普遍使用的0號(hào)柴油經(jīng)常會(huì)結(jié)蠟，阻塞濾清器，從而影響油路正常供油，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或中途熄火。如果換用適用于低溫的低標(biāo)號(hào)柴油，雖然解決了結(jié)蠟問(wèn)題，但低標(biāo)號(hào)燃油的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性均低于0號(hào)柴油，會(huì)增加客戶(hù)使用成本［1］。

所以現(xiàn)在重型貨車(chē)在寒區(qū)作業(yè)普遍采用可手動(dòng)切換主副雙油箱雙管路設(shè)計(jì)，副油箱加注低標(biāo)號(hào)燃油，主油箱加注高標(biāo)號(hào)燃油，利用副油箱低標(biāo)號(hào)燃油啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并手動(dòng)開(kāi)啟主油箱燃油水加熱，待高標(biāo)號(hào)燃油進(jìn)行解蠟后，手動(dòng)切換至主油箱，提高燃油經(jīng)濟(jì)性并降低使用成本［2］。

現(xiàn)在市場(chǎng)絕大部分配有燃油加熱及燃油切換的在售車(chē)型沒(méi)有自動(dòng)切換裝置的系統(tǒng)，切換不及時(shí)容易造成油路中斷，熄火后操作不當(dāng)容易使燃油管路殘留高標(biāo)號(hào)燃油，使油路被結(jié)蠟堵塞，下次無(wú)法啟動(dòng)。

本文將討論對(duì)燃油加熱及主副油箱切換功能進(jìn)行整合，并設(shè)計(jì)一套自動(dòng)切換裝置，根據(jù)環(huán)境溫度、油量、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)主副燃油箱油路自動(dòng)切換及主油箱水加熱系統(tǒng)自動(dòng)啟閉。

2 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主副油箱采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并有兩套獨(dú)立的供油管路，通過(guò)燃油換向閥接入發(fā)動(dòng)機(jī)供油管路中，同時(shí)在主油箱油量傳感器中集成燃油水加熱系統(tǒng)［3］，控制器通過(guò)采集環(huán)境溫度、油量及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信息，自動(dòng)控制主副油箱燃油切換及主油箱水加熱系統(tǒng)啟閉。雙油箱自動(dòng)切換及燃油水加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)組成如圖1所示，主要部件由主油箱水加熱油量傳感器、副油箱油量傳感器、燃油換向閥模塊、燃油水加熱系統(tǒng)及油量表（儀表）及控制器、語(yǔ)音報(bào)警器等組成。

圖1 系統(tǒng)組成

3 系統(tǒng)控制方案

本系統(tǒng)控制方案如圖2所示，主要控制功能模塊包括：主副油箱的油量檢測(cè)及顯示系統(tǒng)，主副油箱自動(dòng)切換控制系統(tǒng)，主油箱自動(dòng)水加熱控制系統(tǒng)及語(yǔ)音警示控制系統(tǒng)。

圖2 系統(tǒng)自動(dòng)控制功能框圖

3.1 主副油箱的油量檢測(cè)及顯示

主、副油箱的油量檢測(cè)及顯示系統(tǒng)由主、副油箱油量傳感器、燃油換向閥模塊和儀表油量表3部分組成。

油位傳感器內(nèi)裝有隨油面高度變化的傳感器電阻，其阻值隨油面高度的降低而減小，使油量傳感器能利用阻值變化檢測(cè)油位高度的變化，并將被測(cè)油位高度的變化轉(zhuǎn)化成電阻電壓信號(hào)輸出，主、副油箱油位電信號(hào)全部進(jìn)入電控燃油換向閥模塊，通過(guò)換向閥狀態(tài)將對(duì)應(yīng)開(kāi)啟的油箱油量信號(hào)輸出至控制器，再由控制器轉(zhuǎn)發(fā)至駕駛室內(nèi)儀表面板上的油量表，從而顯示燃油箱內(nèi)的油量。這樣可以切換至哪個(gè)油箱，就顯示哪個(gè)油箱的油量信息。

3.2 主、副油箱自動(dòng)切換控制

主、副油箱自動(dòng)切換控制系統(tǒng)主要由控制器、燃油切換開(kāi)關(guān)、自動(dòng)/手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)和電控燃油換向閥模塊組成。

電控燃油換向閥模塊由換向閥閥殼體、閥芯、電機(jī)組件、控制電路板等組成，其主要作用是進(jìn)行主、副油箱供油系統(tǒng)的切換，同時(shí)將主、副油箱的進(jìn)回油路各自分開(kāi)，保證汽車(chē)燃油系統(tǒng)供油可靠性，是重型卡車(chē)雙油箱自動(dòng)切換控制系統(tǒng)的重要部件。

電控燃油換向閥模塊有兩個(gè)工作位置，一個(gè)是主油箱的導(dǎo)通位置，另一個(gè)是副油箱的導(dǎo)通位置。當(dāng)需要切換至主燃油箱時(shí)，閥芯向右移動(dòng)，接通主油箱的供油和回油管路，切斷副油箱的供油和回油管路，同時(shí)主油箱燃油量信號(hào)通過(guò)燃油換向閥傳送到儀表；當(dāng)需要切換至副燃油箱時(shí)，閥芯向左移動(dòng)，接通副油箱的供油和回油管路，切斷主油箱的供油和回油管路，同時(shí)副油箱燃油量信號(hào)通過(guò)燃油換向閥傳送到儀表。另外閥芯的左右移動(dòng)切換時(shí)回油管路需要一定的延時(shí)設(shè)定，通常主油箱切換至副油箱，回油管路延遲120s，副油箱切換至主油箱，回油管路延遲切換30s，避免造成燃油相互污染的問(wèn)題。

燃油箱切換開(kāi)關(guān)及自動(dòng)/手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)安裝在駕駛室的內(nèi)飾面板上，在主副油箱自動(dòng)切換控制外保留手動(dòng)控制，給用戶(hù)更多選擇。

當(dāng)選擇手動(dòng)模式時(shí)，按下主、副燃油箱選擇開(kāi)關(guān)，控制器分別控制燃油換向閥切換至主、副油箱。

當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，控制器根據(jù)設(shè)定自動(dòng)控制電控燃油換向閥進(jìn)行主、副油箱切換。主副油箱可根據(jù)設(shè)定自動(dòng)切換，自動(dòng)切換不同標(biāo)號(hào)燃油，且水加熱系統(tǒng)可自動(dòng)啟閉，設(shè)定如下所述。

1）在環(huán)境溫度高于燃油結(jié)蠟溫度時(shí)，控制器默認(rèn)開(kāi)啟主油箱油路，直接使用高標(biāo)號(hào)燃油啟動(dòng)車(chē)輛，最大程度降低燃油使用成本。

2）當(dāng)環(huán)境溫度低于燃油結(jié)蠟溫度時(shí)，控制器默認(rèn)開(kāi)啟副油箱油路，使用低標(biāo)號(hào)燃油啟動(dòng)車(chē)輛，并在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟燃油水加熱系統(tǒng)，待高標(biāo)號(hào)燃油進(jìn)行解蠟后，自動(dòng)切換至主油箱，使用高標(biāo)號(hào)燃油運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，解決低溫高標(biāo)號(hào)燃油結(jié)蠟問(wèn)題。

3）當(dāng)環(huán)境溫度低于燃油結(jié)蠟溫度時(shí)，停車(chē)前自動(dòng)切換至副油箱，關(guān)閉燃油水加熱系統(tǒng)，并進(jìn)行換油完成判定，換油未完前延遲關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行語(yǔ)音提示，直至換油結(jié)束，解決停車(chē)后換油不完全，殘留高標(biāo)號(hào)燃油導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)及燃油管路內(nèi)結(jié)蠟問(wèn)題。

4）當(dāng)車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中，油量低于最低報(bào)警值，駕駛員未手動(dòng)進(jìn)行燃油切換時(shí)，自動(dòng)切換至另一油箱，防止未及時(shí)切換造成油路中斷問(wèn)題。

3.3 主油箱自動(dòng)水加熱控制

主油箱自動(dòng)水加熱控制系統(tǒng)主要由控制器、集成式水加熱控制電磁閥和水加熱管路組成。當(dāng)環(huán)境溫度低于燃油結(jié)蠟溫度時(shí)，底盤(pán)控制器讀取發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，當(dāng)冷卻液溫度上升至設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟水加熱控制電磁閥，冷卻液通過(guò)加熱管路進(jìn)入主油箱內(nèi)對(duì)燃油進(jìn)行加熱，待燃油解蠟完成后，配合主、副油箱自動(dòng)切換控制系統(tǒng)，切換至主油箱，啟用解蠟后高標(biāo)燃油進(jìn)行供油。

3.4 語(yǔ)音警示控制

語(yǔ)音警示控制系統(tǒng)主要用于停車(chē)時(shí)換油狀態(tài)提示，當(dāng)環(huán)境溫度低于燃油結(jié)蠟溫度時(shí)，停車(chē)前自動(dòng)切換至副油箱，并進(jìn)行換油完成判定，換油未完前延遲關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行語(yǔ)音提示，直至換油結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

重卡自動(dòng)燃油水加熱及自動(dòng)燃油切換系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)化用戶(hù)操作，避免了操作不當(dāng)造成的油路中斷、油路殘留高標(biāo)號(hào)燃油被結(jié)蠟堵塞等問(wèn)題；同時(shí)，很好地解決了寒區(qū)低溫高標(biāo)號(hào)燃油結(jié)蠟，停車(chē)后換油不完全，殘留高標(biāo)號(hào)燃油導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)及燃油管路內(nèi)結(jié)蠟等問(wèn)題，有效提升了客戶(hù)操作的便利性。