如何在低溫啟動柴油發電機組

柴油機應用標準中有一條：在氣溫不低于5℃時，不采用預熱措施，能夠順利啟動發動機。而實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啟動發動機。

1、低溫啟動發動機應具備的條件

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

1）必須達到一定的啟動轉速

柴油機的啟動轉速一般大于100r/min，其低溫啟動主要受啟動阻力影響，啟動時曲軸的旋轉阻力包括：氣缸內壓縮空氣的反作用力、運動部件的慣性力、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，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，氣缸內混合氣要具備足夠的問題。一般柴油機要求壓縮沖程終了時，氣缸內的問題應達到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轉速在低溫條件下主要受機油黏度的影響。隨著外界溫度降低，機油黏度增加甚至凝結，流動性差，各摩擦副之間的阻力加大，從而加大了曲軸的旋轉阻力矩，使柴油機啟動轉速降低。壓縮終了時，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。

2）啟動功率加大

柴油機所選用的機油黏度等級越大，柴油機啟動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的啟動功率，使用SAE20W機油啟動功率則需7.4KW，而使用SAE30W機油啟動功率竟增加到11.8KW。

3）柴油的黏度和密度增大

隨著外界溫度的降低，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，柴油的黏度提高83%,密度增大8%。這樣就使柴油的流動性變差，霧化不良，延長了著火滯后期，造成柴油機啟動困難。

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，蓄電池電動勢變化不大，即環境溫度有較大變化時，蓄電池的單格電壓下降并不多。但是，隨著溫度的降低，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，啟動柴油機時，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，只有額定輸出的34%左右。柴油機低溫啟動時本來就需要較大的啟動功率，但是低氣溫使蓄電池的輸出功率減小，無力拖動啟動機帶動柴油機旋轉或不能過到最低啟動轉速，都將導致柴油機難以著火運轉。

3.低溫啟動的技術措施

1）采用低溫專用蓄電池

此類蓄電池優點：采用單元螺旋卷繞技術，其極板之間的間隙極小；采用固態酸，并能被玻璃纖維網所吸附；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，無液態酸冰凍現象，可在-40°C環境條件下正常工作；冷啟動功率、充電速度等指標比普通蓄電池具有明顯優勢。

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，應采取一些技術措施，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性能，延長蓄電池的使用壽命。

對蓄電池進行保溫 方法是制作一個適當的木質雙層保溫箱，關在夾層中填裝羊毛、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，密度就會下降，虧電的蓄電池不僅使啟動困難，而且容易凍裂。可適當調高電解液密度（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）定期保養啟動機

冬季柴油機啟動困難，啟動機使用的次數頻繁，如啟動機功率不足，又會進一步增加柴油機啟動難度。所以應定期保養啟動機，保持啟動機各部清潔、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，應選用凝點低、流動性能好的柴油。柴油的選用原則是凝點比環境溫度低5°C左右為宜。例如氣溫在-5°C時，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，以防發生火災事故。

5）選用低溫性能好的機油

這類機油低溫時黏度小，啟動時各摩擦副之間潤滑好，啟動阻力小。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，還應使用專門的抗凍機油。

6）選用質量可靠的防凍液

在條件允許的情況下，柴油機冷卻液盡量采用質量可靠的防凍液，防凍液的冰點應比環境最低溫度低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，應盡量避免長時間露天停放，防止發生凍缸事故。若必須長時間露天停放，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，應將水散熱器蓋、機體放水開關、水散熱器放水開關3者一齊打開。水不處流后，應再用搖把將柴油機搖幾周或用啟動機拖動幾下，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，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，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保溫套的降低近6倍。

4、低溫啟動的具體辦法

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、汽缸蓋發生脹裂），然后連續加熱水（讓水流出缸體），逐漸提高水溫進行預熱。當流出的水溫度較高時再關閉放水開關即可。

2）蒸汽預熱法

即讓蒸汽通過管道從水散熱器的下水管進入冷卻系，或直接進入柴油機冷卻水套，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）采用處置強制循環式燃油加熱器

該方法是利用隨機柴油，通過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，經過加熱器輻射加熱后再循環至柴油機汽缸內，此時汽缸、活塞、活塞環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，啟動前接通電源10～30S使螺旋式電阻器發熱，以加熱進入汽缸的空氣，提高柴油機在壓縮終了時汽缸內的氣體溫度。

5）用熱水沖燙進氣歧管

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

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，減小啟動阻力。應用此種方法時，應控制加熱時間，避免因加熱時間過長，機油溫度過高，而導致機油老化變質。

7）采用火焰預熱裝置啟動

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（安裝在進氣管內）、燃油管及導線組成。該裝置的最低工作溫度為-40°，其工作過程是：啟動前接通火焰預熱塞，十幾秒鐘后，火焰預熱塞被加熱到900°C（該溫度足以點燃柴油）接通啟動機，電磁閥自動打開油路，輸油泵泵出柴油，通過燃油管經電磁閥向火焰預熱塞供油，進行火焰預熱啟動。

8）采用低溫啟動液輔助啟動

此方法是在啟動前，向柴油機進氣歧管中噴入一定比例的低溫啟動液。低溫啟動液中的乙醚燃點低，在3.25MPa壓力下乙醚的燃點僅為57°C左右，所以柴油機不須達到最低啟動轉速的要求，就能點火啟動。實踐證明，使用低溫啟動液，可以保證柴油機在氣溫為-45°C時迅速啟動。

5.低溫啟動注意事項

1）控制啟動時間

在低溫啟動時，啟動機連續帶動柴油機轉動一般不能超過10S；連續3次不能點火時，應暫停2～3min后再啟動。若再啟動2～3次仍不能點火時，則應檢查油路中有無空氣或堵塞，以及空氣濾清器是否堵塞。若一直不停地啟動，會使蓄電池過度放電，將造成極板老化。

2）多種啟動方法應使用合理

為過到最佳啟動效果，前述幾種啟動方法往往同時使用。但是低溫啟動液輔助啟動與進氣火焰預熱、低溫低溫啟動液輔助啟動與進氣螺旋電阻加熱不能同時使用，否則火焰將點燃啟動液混合氣而發生爆炸，引起嚴重后果。

3）使用低溫啟動液應注意安全

低溫起動液容器應安裝于陰涼通風處，遠離高溫熱源，禁止明火靠近，以防爆炸傷人。低溫啟動液為易燃品，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。不準將低溫啟動液加入油箱中，以免產生氣阻。

4）使用燃油加熱器應正確選油

采用外置強制循環式燃油加熱器時，不能使用汽油作燃料，應根據機器使用的環境溫度，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，應保證在使用環境溫度下，柴油不結冰、不結蠟，防止供油回路堵塞。

5）少用拖車啟動

盡量不要采取拖車啟動的方法啟動柴油機，因柴油機未經預熱，機油黏度大，拖車啟動會導致各部件因潤滑不良而加劇磨損。

6）啟動后應低速運轉并查尾氣

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

柴油機啟動后，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，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。在柴油機沒有任何異響、正常運轉的情況下，逐漸增加負荷進行作業。

一般冷啟動時，排氣管會冒一陣白煙，隨著柴油機溫度的升高，白煙應逐漸消失。

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

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