1 水暖系統(tǒng)簡介
　　1.1 水暖系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素 水暖系統(tǒng)一般由燃油液體加熱器、散熱器（強制式或自然式）、除霜器以及水暖管路等組成，有時根據(jù)需要可取消燃油液體加器，或增加司機取暖器、踏步除霜器等等。

　　1.2 水暖系統(tǒng)的工作原理 發(fā)動機缸體水套內(nèi)防凍液（或獨立水箱內(nèi)的防凍液）經(jīng)過二次處理（燃油液體加熱器增壓加熱或水泵增壓）或直接依靠發(fā)動機缸體水套內(nèi)防凍液的自身壓力（無增壓裝置）在車廂內(nèi)采用并聯(lián)或串聯(lián)方式流過散熱器、除霜器，最后回到發(fā)動機缸體水套內(nèi)，同時通過散熱器、除霜器向車廂內(nèi)放熱，其原理如圖1所示，圖中首先有一個發(fā)動機缸體水套內(nèi)防凍液在整車內(nèi)部的循環(huán)，其次還有一個冷熱空氣在散熱器或除霜器周圍的熱交換循環(huán)。

　　1.3 水暖系統(tǒng)的特點。水暖系統(tǒng)制熱量大、放熱溫和，所以在寒冷、干燥地區(qū)采用水暖系統(tǒng)采暖最合適不過，同時還兼有冬季預(yù)熱發(fā)動機的功能。

　　2 燃油液體加熱器的選取

　　2.1 燃油液體加熱器的功率選取 燃油液體加熱器功率大小的選取在強調(diào)國家等級的情況下主要是根據(jù)國家客車等級評定人均取暖量來確定，這樣選擇的燃油液體加熱器的功率往往是富余量很大；在不強調(diào)國家等級的情況下可以參照《客車燃油加熱器的匹配計算》[ 1 ]來選取適合的燃油液體加熱器，通過這種方式選取的燃油液體加熱器的功率是比較合理的。

　　2.2 燃油液體加熱器的型式選取 燃油液體加熱器可根據(jù)進風(fēng)口的型式分為傳統(tǒng)型和改進型，前者的進風(fēng)位置在燃油液體加熱器的底部，進風(fēng)量的大小不可調(diào)節(jié)，后者的進風(fēng)位置在燃油液體加熱器的前部或下部，進風(fēng)量的大小可調(diào)，適用于全國各種地區(qū)使用，這里需注意的是改進型的燃油液體加熱器的進風(fēng)量雖然可調(diào)，但是針對同一地區(qū)而言進風(fēng)量的大小是一定，如果隨意調(diào)節(jié)反而會影響燃油液體加熱器的正常工作。燃油液體加熱器可根據(jù)排氣管位置的不同分為普通型和特改型，前者的排氣管在燃油液體加熱器的下部，后者的位置常見是在燃油液體加熱器的側(cè)部。燃油液體加熱器根據(jù)燃油參與燃燒方式可分為普通（甩油霧化式）燃油液體加熱器和電動噴油式燃油液體加熱器，后者比前者燃燒更充分、更環(huán)保。介紹完燃油液體加熱器的各種型式，現(xiàn)在順便介紹一下近幾年才開始在公交車上小批量使用的節(jié)能型尾氣加熱器，這種加熱器特點是利用發(fā)動機排氣尾管中的余熱加熱發(fā)動機缸體水套內(nèi)防凍液制熱取暖，因其不需燃燒燃油，故有著節(jié)能省錢的優(yōu)點，同時它也存在不如燃油液體加熱器制熱量大、不能預(yù)熱發(fā)動機等缺點。上面簡單介紹了燃油液體加熱器的各種型式以及節(jié)能型尾氣加熱器，可以根據(jù)各種場合的需要進行選擇，在南方地區(qū)甚至可以不加裝任何加熱設(shè)施也能滿足本地區(qū)的取暖要求。

　　3 燃油液體加熱器的安裝布置

　　3.1 燃油液體加熱器的安裝 燃油液體加熱器通常是在車輛的倉體里安裝，因而燃油液體加熱器倉體底封板強度必須牢固可靠，通常采用在燃油液體加熱器倉體底封板上加焊5.0mm厚的鋼板或采用加焊加強型材，結(jié)構(gòu)如圖2所示。具體采用哪種方案根據(jù)實際倉體布置的需要，方案（二）比方案（一）強度更好，但結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜。

　　3.2 燃油液體加熱器布置型式 燃油液體加熱器布置型式很多，通常根據(jù)不同車型的總布置要求采用不同布置型式。一般情況下燃油液體加熱器是布置在獨立的倉體內(nèi)，但有時也與蓄電池布置在同一倉體內(nèi)。當(dāng)燃油液體加熱器與蓄電池布置在同一倉體內(nèi)時通常有兩種方案，第一種是燃油液體加熱器與蓄電池并排布置如圖3所示，這種布置方式適合于燃油液體加熱器倉體在高度方向尺寸較小，而在車身前后方向尺寸較大時，優(yōu)點是燃油液體加熱器、蓄電池布置的重心都很低，便于安裝、維護、檢修等，相對的維護費用較低；第二種是燃油液體加熱器、蓄電池重疊布置，如圖4所示，這里又有兩種方案，方案（一）是蓄電池上置燃油液體加熱器下置式，方案（二）是燃油液體加熱器上置蓄電池下置式，由于方案（二）相對方案（一）來說燃油液體加熱器的排氣管、滴油管處理難度大，所以方案（二）并不多見，但方案（二）中蓄電池重心低安全可靠，省去了方案（一）中蓄電池防護措施等，同時蓄電池便于安裝、維護、檢修等，相對的維護費用也較方案（一）低很多。

　　4 散熱器、除霜器型式選取

　　4.1 散熱器型式選取 散熱器是保證車廂內(nèi)取暖效果的關(guān)鍵，所以選擇好散熱器至關(guān)重要。

　　4.1.1 常見散熱器介紹 常見散熱器有自然散熱片、強制散熱器（盒式或壁掛式）、自然散熱片與強制散熱器混合散熱器等。自然散熱片外觀豪華、美觀，長度可以訂做，但存在不易運輸、制熱慢、過熱無法自動停止工作的缺點；相比而言強制散熱器的外形短小，但制熱快、過熱能自動停機、工作與停機按鈕操作方便等優(yōu)點；自然散熱片與強制散熱器混合散熱器綜合了自然散熱片與強制散熱器的優(yōu)點。

　　4.1.2 散熱器型式的選取 自然散熱片的放熱量設(shè)為P1＝1.1Kw/m（經(jīng)驗值），根據(jù)前面燃油液體加熱器選取原則假如選定燃油液體加熱器功率為P0＝28Kw，除霜器的放熱量為P2＝5Kw，則自然散熱片的長度L＝（P0-P2）/P1＝20.91m，顯然自然散熱片的長度比較長，在車身長度較短的車型上使用不合適。強制散熱器根據(jù)放熱量的不同有許多不同規(guī)格，假如選定燃油液體加熱器功率為P0＝28Kw，除霜器的放熱量為P2＝5Kw，強制散熱器的放熱量為P3＝4.5Kw，則強制散熱器的數(shù)量N＝（P0- P2）/ P3＝5.1，圓整后N＝5個。當(dāng)然上面的計算都突略了發(fā)動機防凍液余熱部分的熱量，實際上這部分熱量還是相當(dāng)可觀的[ 2]，所以選擇散熱器數(shù)量可以比理論上增加1∽2個更能發(fā)揮整個水暖系統(tǒng)的散熱效果。

　　4.2 除霜型式選取 合理選擇除霜器是保證車身前風(fēng)擋玻璃除霜效果的關(guān)鍵。

　　4.2.1除霜器型式介紹 常見除霜器型式有電加熱除霜器、風(fēng)暖除霜器、水暖除霜器、自然風(fēng)除霜器等。電加熱除霜器主要是根據(jù)電阻絲通電放熱的原理來達到除霜目的，其特點是放熱量不大，吹出的風(fēng)干燥，需要消耗電能。風(fēng)暖除霜器通常是與風(fēng)暖系統(tǒng)配套使用，其特點是體積大，放熱量一般，吹出的風(fēng)干燥。水暖除霜器是利用發(fā)動機缸體水套內(nèi)防凍液的熱量在除霜器內(nèi)部進行熱交換，再通過除霜器出風(fēng)口將熱量吹到前風(fēng)擋玻璃上實現(xiàn)除霜目的，其特點是散熱量大，出風(fēng)量大，如果采用混合進風(fēng)（即引進適量車廂外干冷空氣與車廂內(nèi)空氣混合進入除霜器內(nèi)）等會使除霜效果更佳。自然風(fēng)除霜器原理很簡單只需將車廂內(nèi)的空氣通過除霜器內(nèi)部的風(fēng)機加速后吹到前風(fēng)擋玻璃上實現(xiàn)除霜。

　　4.2.2 除霜器型式的選取 上面簡單介紹了除霜器的各種型式，可以根據(jù)地區(qū)以及特殊要求的需要進行選擇。電加熱除霜器在整車電能充裕的情況下使用；風(fēng)暖除霜器因為其除霜效果一般所以一般很少采用；水暖除霜器適合東北、西北高寒地區(qū)；自然風(fēng)除霜器適合于南方地區(qū)使用。

　　5 水暖系統(tǒng)的管路布置與控制

　　5.1 水暖系統(tǒng)的管路布置 水暖系統(tǒng)一般采用串聯(lián)、并聯(lián)兩種布置方式，可以根據(jù)需要進行選擇。在東北、西北等高寒地區(qū)除霜要求很高，管路采用將除霜器與其他散熱器并聯(lián)的方式進行布置；在除霜要求一般的地區(qū)一般采用將除霜器與其他散熱器串聯(lián)的方式進行布置，因為串聯(lián)管路布置更簡單、系統(tǒng)更可靠。

　　5.2 水暖系統(tǒng)的管路控制 水暖系統(tǒng)的管路控制是通過水暖閥門來實現(xiàn)的，通常情況下，發(fā)動機出、回水口各需一個閥門，設(shè)為閥門1、閥門2，閥門1、閥門2可以實現(xiàn)控制干路水路的流通與關(guān)閉，在燃油液體加熱器的進水端有一個閥門，設(shè)為閥門3，閥門3也可實現(xiàn)控制干路水路的流通與關(guān)閉，在并聯(lián)管路的一個支路上一般還需增加一個閥門，設(shè)為閥門4，閥門4通常是用來控制自然散熱片、強制散熱器。通過水暖管路上各閥門的開啟或關(guān)閉組合可以實現(xiàn)車廂供熱情況選擇，另外還可方便水暖管路檢修。前面提到的閥門4一般為手動式，也可以做成電磁式，電磁閥門與自動恒溫控制器配合使用可實現(xiàn)車廂內(nèi)恒溫控制，電磁閥門與普通按鈕開關(guān)配合使用可以直接在車廂內(nèi)電動控制閥門的開啟或關(guān)閉，當(dāng)然閥門4采用型式的不同，整車的成本也是不同，可以根據(jù)實際需要選取，建議裝自然散熱片時閥門4必須為電磁式閥門，這樣行車時可以實現(xiàn)在車廂內(nèi)控制水暖的工作與否，有利于行車安全（省去司機頻繁上下車去開啟或關(guān)閉閥門）。水暖系統(tǒng)中因閥門比較多，客戶買車后通常不知如何操作，我們就將各閥門手柄標(biāo)簽做成不同色，再在燃油液體加熱器倉體內(nèi)粘貼閥門功能標(biāo)簽，方面客戶了解各閥門的功能，從而減少誤操作的可能。

　　6 結(jié)束語

　　以上簡單介紹了客車水暖系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計過程，只有通過整個設(shè)計過程各環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計才能實現(xiàn)水暖系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)化。

　　參考文獻：
　　〔1〕.周求剛等.客車技術(shù)與研究.客車燃油加熱器的匹配計算，2003，6：16.
　　〔2〕.凌育仁.客車技術(shù)與研究.燃油式和尾氣式加熱器混合裝車的可能性，2003，3：35.
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