介绍利用电磁涡流预热发动机的设计方案， 即通过被加热缸体体内产生涡流， 从而产生热量， 加热缸体。 与其它加热方式相比， 电磁涡流是对缸体直接进行加热， 是一种高效的加热方式。

The author introduces the design proposal to preheat engine with eddy. Heating directly to thecylinder body, it is proved to be an efficient heating mode compared to others.

1 电磁涡流预热基本原理及其优点

常见预热装置的主要原理是在机油的循环油路中间加一个热交换器， 再用循环水给机油加热， 最后才能使缸体温度升高。 因此， 这是一种间接加热方式， 即电能经过多个中间环节才能变成机油和缸体的热能使其升温， 故而转换效率低下。

针对上述问题， 本文设计了利用电磁涡流原理对缸体进行直接加热的一种预热方式， 其基本原理是： 根据法拉第电磁感应定律， 通过电感线圈转变成交变磁场后， 作用于处在电磁场中的金属元件上。 这时在工件中会自然地产生许多闭合旋转电流， 该电流极大。 由于电流具有热效应， 所以自然会产生许多热量。

电磁涡流加热不仅最节能， 同时也最环保、 最安全， 而且具有极高热效率， 预热时间大大缩短。发动机机体大多为铸铁， 是理想的形成涡流的材料。 该种方式具备使用车载蓄电池供电的可能。

2 设计方案

为了不改变发动机的整体结构， 便于安装和使用， 本方案属于外加装置。

电磁预热装置主要由2个直径为10cm的线圈盘、温度控制装置和主机芯及电源组成， 此装置只能对铸铁发动机预热。

一般发动机体积过大， 整体加热可行性不大。针对发动机外形尺寸不平整， 故采用直径为10cm的线圈盘， 把它贴在发动机前后外壁较平整处， 对发动机进行加热。

由于线圈盘小、 发动机大， 持续加热会导致加热部位温度过高， 其它部位温度不高， 从而可能产生应力， 影响发动机的寿命， 所以要采用间歇式的定温加热方式。 预热器加热到指定温度后自动停止， 借助于缸体材料良好的导热性能， 让发动机自身通过热传导的方式传热， 当温度过低时再次启动预热。 根据试验结果， 设定发动机加热部位到70℃较为合理。

定温加热需要温度控制装置， 装置原理如图1所示。

设 定 温 度 70 ℃ ，即使R1/R2=Rx/R3， 此时送入电压比较器的两 电 位UX=UY。 若 温度 由t升 至 超 过70 ℃时， 热敏电阻Rx改变，则UX﹑UY大小比较关系逆转， 经电压比较器比较后输出高电压或低电压温度控制信号， 停止加热； 反之继续加热。

主机芯及其电源等由控制电路 （电控板）、IGBT驱动器、 变压器等组成， 工作过程跟其它电磁加热装置类似， 这里不再赘述。

3 试验结果

试验采用废弃的东安465发动机， 冬季室外冷却。 在发动机前后2个表面的比较平整处分别标上0点、 1点、 2点： 0号点为放置线圈盘的中心点， 1号点是距中心点5 cm的位置， 2号点为距中心点10 cm的位置， 再将2个直径为10 cm线圈盘贴在发动机前后2个外壁上。 图2为试验时2个线圈盘安装位置的照片， 白色箭头所指的就是线圈盘。

安装完毕后接通控制开关， 将控制开关的温度设置在70℃。 试验时初温为-21℃， 试验中， 被加热的发动机外壁温度升高很快， 用红外辐射测温仪测量温度， 经过3min加热， 各测温点的温度分别为： 0号点70℃； 1号点65.1℃； 2号点13℃。

中心点达到70 ℃后， 控制 开 关 自 动 停 止 加热， 此时发动机外壁开始自行散热。 为考察其热传导情况， 停止加热后各测温点的温度变化情况见表1。

以上数据说明铸铁缸体传热效果非常理想， 也说明电磁涡流预热的热效率很高。

试验中， 电磁预热装置使用的电功率大约是800 W， 经间歇式加热可以使发动机从零下二十几度升温到零上， 耗时不到10 min。 试验结果表明，用此电磁加热装置预热发动机具有可行性和实际可操作性， 且简单方便。 为解决冬季北方起车难的问题， 减少冷起动对发动机的磨损， 提供了一种新方法。 在针对车型的内部空间进一步进行工艺化设计后， 此装置即可投入市场。 夏季不开启对行车无任何妨碍。