如何在低溫啟動(dòng)柴油發(fā)電機組

柴油機應用標準中有一條：在氣溫不低于5℃時(shí)，不采用預熱措施，能夠順利啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。而實(shí)際情況往往是很多情況下氣溫低于5℃，這就需要采用一定預熱手段來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。

1、低溫啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機應具備的條件

當氣溫在-10℃以下時(shí)，柴油機冷啟動(dòng)就有一定困難；當氣溫降至-40℃以下時(shí)，不采用一些低溫啟動(dòng)措施，則根本無(wú)法啟動(dòng)。柴油機在冬季低溫啟動(dòng)必要條件如下：

1）必須達到一定的啟動(dòng)轉速

柴油機的啟動(dòng)轉速一般大于100r/min，其低溫啟動(dòng)主要受啟動(dòng)阻力影響，啟動(dòng)時(shí)曲軸的旋轉阻力包括：氣缸內壓縮空氣的反作用力、運動(dòng)部件的慣性力、各摩擦系統的摩擦阻力等。

2）氣缸內混合氣應有足夠的壓力

還有幾的壓縮比很高，一般通用機型的壓縮比為14-22左右。在壓縮沖程終了時(shí)，燃燒室混合氣的壓力應達到3-5MPa。

3）氣缸內混合氣應有足夠的溫度

壓縮沖程終了時(shí)，氣缸內混合氣要具備足夠的問(wèn)題。一般柴油機要求壓縮沖程終了時(shí)，氣缸內的問(wèn)題應達到400℃以上。

4）壓縮空氣中氧氣含量應達標

必須有足夠多的空氣進(jìn)入汽缸，使壓縮空氣中含氧氣濃度足夠，汽缸內形成混合氣后才可充分燃燒。

2.低溫啟動(dòng)困難的原因

1）摩擦阻力加大

柴油機曲軸旋轉阻力矩和啟動(dòng)轉速在低溫條件下主要受機油黏度的影響。隨著(zhù)外界溫度降低，機油黏度增加甚至凝結，流動(dòng)性差，各摩擦副之間的阻力加大，從而加大了曲軸的旋轉阻力矩，使柴油機啟動(dòng)轉速降低。壓縮終了時(shí)，汽缸內壓縮空氣若達不到柴油燃燒所需的壓力和溫度，柴油機難以啟動(dòng)。

2）啟動(dòng)功率加大

柴油機所選用的機油黏度等級越大，柴油機啟動(dòng)所需要的功率也越大。例如，某柴油機在-23.3°C溫度下，使用SAE10W機油只需3.7KW的啟動(dòng)功率，使用SAE20W機油啟動(dòng)功率則需7.4KW，而使用SAE30W機油啟動(dòng)功率竟增加到11.8KW。

3）柴油的黏度和密度增大

隨著(zhù)外界溫度的降低，柴油的黏度和密度均增大，表面張力加大。據測定，當氣溫從40°C降到-10°C時(shí)，柴油的黏度提高83%,密度增大8%。這樣就使柴油的流動(dòng)性變差，霧化不良，延長(cháng)了著(zhù)火滯后期，造成柴油機啟動(dòng)困難。

4）蓄電池的輸出功率減小

蓄電池的最佳工作溫度在10°C～40°C范圍。在低溫條件下，蓄電池電動(dòng)勢變化不大，即環(huán)境溫度有較大變化時(shí)，蓄電池的單格電壓下降并不多。但是，隨著(zhù)溫度的降低，蓄電池的電解液黏度增大，向極板的滲透能力下降，內阻增加；而為了防止電解液結冰，處界溫度越低，越需加大電解密度。同時(shí)，啟動(dòng)柴油機時(shí)，蓄電池的放電電流很大，蓄電池的端電壓和容量下降明顯。蓄電池輸出能力在-30°C時(shí)，只有額定輸出的34%左右。柴油機低溫啟動(dòng)時(shí)本來(lái)就需要較大的啟動(dòng)功率，但是低氣溫使蓄電池的輸出功率減小，無(wú)力拖動(dòng)啟動(dòng)機帶動(dòng)柴油機旋轉或不能過(guò)到最低啟動(dòng)轉速，都將導致柴油機難以著(zhù)火運轉。

3.低溫啟動(dòng)的技術(shù)措施

1）采用低溫專(zhuān)用蓄電池

此類(lèi)蓄電池優(yōu)點(diǎn)：采用單元螺旋卷繞技術(shù)，其極板之間的間隙極??；采用固態(tài)酸，并能被玻璃纖維網(wǎng)所吸附；結構緊密，極板面積大大高于普通平板式蓄電池的面積；低溫時(shí)，無(wú)液態(tài)酸冰凍現象，可在-40°C環(huán)境條件下正常工作；冷啟動(dòng)功率、充電速度等指標比普通蓄電池具有明顯優(yōu)勢。

2）加強對普通蓄電池的維護保養

在寒冷的季節使用普通蓄電池時(shí)，應采取一些技術(shù)措施，保證蓄電池低溫條件下正常充電且具有足夠的電流輸出，從而提高柴油機低溫啟動(dòng)性能，延長(cháng)蓄電池的使用壽命。

對蓄電池進(jìn)行保溫 方法是制作一個(gè)適當的木質(zhì)雙層保溫箱，關(guān)在夾層中填裝羊毛、木屑等保溫材料，將蓄電池穩固地置放于箱中，這樣可降低電解液密度，增加蓄電池的蓄電量。

當調整電解液密度如果虧電，密度就會(huì )下降，虧電的蓄電池不僅使啟動(dòng)困難，而且容易凍裂?？蛇m當調高電解液密度（比夏季密度大0.03～0.06g/cm3）。充好電的蓄電池電解液的密度應為1.28 g/cm3。

適當調高發(fā)電機調節器限額電壓和充電電流 由于蓄電池在低溫下的放電量增大，所以必須提高發(fā)電機充電量。冬季低溫情況下，調節器的限額電壓比夏季高0.6V比較合適。

蓄電池放在屋內 遇到嚴寒天氣，可把蓄電池卸下，拿到屋中保暖，次日使用時(shí)再裝上。這樣雖然有些麻煩，但能夠有效保持蓄電池的溫度，保障其工作能力。

3）定期保養啟動(dòng)機

冬季柴油機啟動(dòng)困難，啟動(dòng)機使用的次數頻繁，如啟動(dòng)機功率不足，又會(huì )進(jìn)一步增加柴油機啟動(dòng)難度。所以應定期保養啟動(dòng)機，保持啟動(dòng)機各部清潔、干燥，尤其是電刷與換向器之間應接觸良好。

4）選用適宜的柴油

在可能的條件下，應選用凝點(diǎn)低、流動(dòng)性能好的柴油。柴油的選用原則是凝點(diǎn)比環(huán)境溫度低5°C左右為宜。例如氣溫在-5°C時(shí)，就必須選用-10號柴油。我國冬季可供選擇的柴油牌號有-10號、-20號、-35號等。一旦燃油系統中的柴油凝固，不能用明火烘烤，而要用熱水或熱蒸汽加熱，以防發(fā)生火災事故。

5）選用低溫性能好的機油

這類(lèi)機油低溫時(shí)黏度小，啟動(dòng)時(shí)各摩擦副之間潤滑好，啟動(dòng)阻力小。單級機油使用溫度范圍較窄，多級機油可以在較寬的溫度范圍內工作，一般可選黏度等級SAE5W-40或SAE10W-40的多級機油。在某些嚴寒地區，還應使用專(zhuān)門(mén)的抗凍機油。

6）選用質(zhì)量可靠的防凍液

在條件允許的情況下，柴油機冷卻液盡量采用質(zhì)量可靠的防凍液，防凍液的冰點(diǎn)應比環(huán)境最低溫度低5°C左右。

7）冷卻水的防凍措施

對于采用軟化水作為冷卻液的柴油機，應盡量避免長(cháng)時(shí)間露天停放，防止發(fā)生凍缸事故。若必須長(cháng)時(shí)間露天停放，停放前，應怠速運轉5～10min，當水溫降至40°C以后再熄火放水。放水時(shí)，應將水散熱器蓋、機體放水開(kāi)關(guān)、水散熱器放水開(kāi)關(guān)3者一齊打開(kāi)。水不處流后，應再用搖把將柴油機搖幾周或用啟動(dòng)機拖動(dòng)幾下，放出殘余的冷卻水，以免凍壞水泵葉輪。

8）露天使用的保溫措施

柴油機在冬季露天使用時(shí)，應采取保溫措施，如散熱器罩加裝棉制或氈制保溫套，在油底殼下加封1層玻璃纖維等。這種保溫方法可以使機器在-30°C左右的氣溫下工作時(shí)，柴油機罩內溫度保持在20～35°C。停機后，柴油機主要部位的冷卻速度也比無(wú)保溫套的降低近6倍。

4、低溫啟動(dòng)的具體辦法

1）熱水預溫法

此種方法適用于采用軟化熱水作為冷卻液，且軟化熱水比較方便的單位。具體做法是：先向冷卻系加注40～50°的溫水（以防猛加沸水使水散熱器芯管、汽缸蓋發(fā)生脹裂），然后連續加熱水（讓水流出缸體），逐漸提高水溫進(jìn)行預熱。當流出的水溫度較高時(shí)再關(guān)閉放水開(kāi)關(guān)即可。

2）蒸汽預熱法

即讓蒸汽通過(guò)管道從水散熱器的下水管進(jìn)入冷卻系，或直接進(jìn)入柴油機冷卻水套，用蒸汽預熱柴油機汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。

3）采用處置強制循環(huán)式燃油加熱器

該方法是利用隨機柴油，通過(guò)燃油加熱器附帶的水泵將柴油機冷卻系統內的冷卻液抽出，經(jīng)過(guò)加熱器輻射加熱后再循環(huán)至柴油機汽缸內，此時(shí)汽缸、活塞、活塞環(huán)以及其它摩擦副的溫度隨之升高。這種方式能將柴油機汽缸體溫度加熱到40～50°C左右。柴油機的機油得到加熱后黏度降低，柴油機的潤滑條件得到改善。

4）在進(jìn)氣管內安裝螺旋式電阻加熱器

這種裝置由蓄電池供電，啟動(dòng)前接通電源10～30S使螺旋式電阻器發(fā)熱，以加熱進(jìn)入汽缸的空氣，提高柴油機在壓縮終了時(shí)汽缸內的氣體溫度。

5）用熱水沖燙進(jìn)氣歧管

即用熱水沖燙進(jìn)氣歧管后，使進(jìn)入汽缸的空氣得到預熱，以提高壓縮終了時(shí)壓縮空氣的溫度，利于柴油著(zhù)火燃燒。

6）在油底殼安裝螺旋式電阻器

該電阻器可加熱油底殼的機油，降低機油黏度，減小啟動(dòng)阻力。應用此種方法時(shí)，應控制加熱時(shí)間，避免因加熱時(shí)間過(guò)長(cháng)，機油溫度過(guò)高，而導致機油老化變質(zhì)。

7）采用火焰預熱裝置啟動(dòng)

火焰預熱裝置由電子控制器、電磁閥、溫度傳感器、火焰預熱塞（安裝在進(jìn)氣管內）、燃油管及導線(xiàn)組成。該裝置的最低工作溫度為-40°，其工作過(guò)程是：?jiǎn)?dòng)前接通火焰預熱塞，十幾秒鐘后，火焰預熱塞被加熱到900°C（該溫度足以點(diǎn)燃柴油）接通啟動(dòng)機，電磁閥自動(dòng)打開(kāi)油路，輸油泵泵出柴油，通過(guò)燃油管經(jīng)電磁閥向火焰預熱塞供油，進(jìn)行火焰預熱啟動(dòng)。

8）采用低溫啟動(dòng)液輔助啟動(dòng)

此方法是在啟動(dòng)前，向柴油機進(jìn)氣歧管中噴入一定比例的低溫啟動(dòng)液。低溫啟動(dòng)液中的乙醚燃點(diǎn)低，在3.25MPa壓力下乙醚的燃點(diǎn)僅為57°C左右，所以柴油機不須達到最低啟動(dòng)轉速的要求，就能點(diǎn)火啟動(dòng)。實(shí)踐證明，使用低溫啟動(dòng)液，可以保證柴油機在氣溫為-45°C時(shí)迅速啟動(dòng)。

5.低溫啟動(dòng)注意事項

1）控制啟動(dòng)時(shí)間

在低溫啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)機連續帶動(dòng)柴油機轉動(dòng)一般不能超過(guò)10S；連續3次不能點(diǎn)火時(shí)，應暫停2～3min后再啟動(dòng)。若再啟動(dòng)2～3次仍不能點(diǎn)火時(shí)，則應檢查油路中有無(wú)空氣或堵塞，以及空氣濾清器是否堵塞。若一直不停地啟動(dòng)，會(huì )使蓄電池過(guò)度放電，將造成極板老化。

2）多種啟動(dòng)方法應使用合理

為過(guò)到最佳啟動(dòng)效果，前述幾種啟動(dòng)方法往往同時(shí)使用。但是低溫啟動(dòng)液輔助啟動(dòng)與進(jìn)氣火焰預熱、低溫低溫啟動(dòng)液輔助啟動(dòng)與進(jìn)氣螺旋電阻加熱不能同時(shí)使用，否則火焰將點(diǎn)燃啟動(dòng)液混合氣而發(fā)生爆炸，引起嚴重后果。

3）使用低溫啟動(dòng)液應注意安全

低溫起動(dòng)液容器應安裝于陰涼通風(fēng)處，遠離高溫熱源，禁止明火靠近，以防爆炸傷人。低溫啟動(dòng)液為易燃品，并有麻醉性，應密封保管，存放在溫度較低，陰涼通風(fēng)的庫房，不可露天存放，儲存中應注意人身安全。不準將低溫啟動(dòng)液加入油箱中，以免產(chǎn)生氣阻。

4）使用燃油加熱器應正確選油

采用外置強制循環(huán)式燃油加熱器時(shí)，不能使用汽油作燃料，應根據機器使用的環(huán)境溫度，選用適當牌號的輕柴油（或煤油），當與柴油機使用相同牌號柴油時(shí)，應保證在使用環(huán)境溫度下，柴油不結冰、不結蠟，防止供油回路堵塞。

5）少用拖車(chē)啟動(dòng)

盡量不要采取拖車(chē)啟動(dòng)的方法啟動(dòng)柴油機，因柴油機未經(jīng)預熱，機油黏度大，拖車(chē)啟動(dòng)會(huì )導致各部件因潤滑不良而加劇磨損。

6）啟動(dòng)后應低速運轉并查尾氣

柴油機點(diǎn)火后的最初一段時(shí)間內，切忌加大油門(mén)高速運轉，否則極易造成拉缸、燒軸、抱瓦等事故。

柴油機啟動(dòng)后，應怠速運轉2～3min，然后逐漸加至中速運轉“暖機”。當冷卻液的溫度達到60°C以上時(shí)，檢查儀表板上的機油壓力、水溫，以及指示燈是否正常，特別是機油壓力應在0.15～0.50MPa范圍內。在柴油機沒(méi)有任何異響、正常運轉的情況下，逐漸增加負荷進(jìn)行作業(yè)。

一般冷啟動(dòng)時(shí)，排氣管會(huì )冒一陣白煙，隨著(zhù)柴油機溫度的升高，白煙應逐漸消失。

對于高海拔地區的柴油發(fā)電機組低溫啟動(dòng)，由于大氣壓力比較低，還要考慮功率修正問(wèn)題。

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