如何在低温启动柴油发电机组

  柴油机应用标准中有一条：在气温不低于5℃时，不采用预热措施，能够顺利启动发动机。而实际情况往往是很多情况下气温低于5℃，这就需要采用一定预热手段来启动发动机。

  1、低温启动发动机应具备的条件

  当气温在-10℃以下时，柴油机冷启动就有一定困难；当气温降至-40℃以下时，不采用一些低温启动措施，则根本无法启动。柴油机在冬季低温启动必要条件如下：

  1）必须达到一定的启动转速

  柴油机的启动转速一般大于100r/min，其低温启动主要受启动阻力影响，启动时曲轴的旋转阻力包括：气缸内压缩空气的反作用力、运动部件的惯性力、各摩擦系统的摩擦阻力等。

  2）气缸内混合气应有足够的压力

  还有几的压缩比很高，一般通用机型的压缩比为14-22左右。在压缩冲程终了时，燃烧室混合气的压力应达到3-5MPa。

  3）气缸内混合气应有足够的温度

  压缩冲程终了时，气缸内混合气要具备足够的问题。一般柴油机要求压缩冲程终了时，气缸内的问题应达到400℃以上。

  4）压缩空气中氧气含量应达标

  必须有足够多的空气进入汽缸，使压缩空气中含氧气浓度足够，汽缸内形成混合气后才可充分燃烧。

  2.低温启动困难的原因

  1）摩擦阻力加大

  柴油机曲轴旋转阻力矩和启动转速在低温条件下主要受机油黏度的影响。随着外界温度降低，机油黏度增加甚至凝结，流动性差，各摩擦副之间的阻力加大，从而加大了曲轴的旋转阻力矩，使柴油机启动转速降低。压缩终了时，汽缸内压缩空气若达不到柴油燃烧所需的压力和温度，柴油机难以启动。

  2）启动功率加大

  柴油机所选用的机油黏度等级越大，柴油机启动所需要的功率也越大。例如，某柴油机在-23.3°C温度下，使用SAE10W机油只需3.7KW的启动功率，使用SAE20W机油启动功率则需7.4KW，而使用SAE30W机油启动功率竟增加到11.8KW。

  3）柴油的黏度和密度增大

  随着外界温度的降低，柴油的黏度和密度均增大，表面张力加大。据测定，当气温从40°C降到-10°C时，柴油的黏度提高83%,密度增大8%。这样就使柴油的流动性变差，雾化不良，延长了着火滞后期，造成柴油机启动困难。

  4）蓄电池的输出功率减小

  蓄电池的佳工作温度在10°C～40°C范围。在低温条件下，蓄电池电动势变化不大，即环境温度有较大变化时，蓄电池的单格电压下降并不多。但是，随着温度的降低，蓄电池的电解液黏度增大，向极板的渗透能力下降，内阻增加；而为了防止电解液结冰，处界温度越低，越需加大电解密度。同时，启动柴油机时，蓄电池的放电电流很大，蓄电池的端电压和容量下降明显。蓄电池输出能力在-30°C时，只有额定输出的34%左右。柴油机低温启动时本来就需要较大的启动功率，但是低气温使蓄电池的输出功率减小，无力拖动启动机带动柴油机旋转或不能过到低启动转速，都将导致柴油机难以着火运转。

  3.低温启动的技术措施

  1）采用低温专用蓄电池

  此类蓄电池优点：采用单元螺旋卷绕技术，其极板之间的间隙极小；采用固态酸，并能被玻璃纤维网所吸附；结构紧密，极板面积大大高于普通平板式蓄电池的面积；低温时，无液态酸冰冻现象，可在-40°C环境条件下正常工作；冷启动功率、充电速度等指标比普通蓄电池具有明显优势。

  2）加强对普通蓄电池的维护保养

  在寒冷的季节使用普通蓄电池时，应采取一些技术措施，保证蓄电池低温条件下正常充电且具有足够的电流输出，从而提高柴油机低温启动性能，延长蓄电池的使用寿命。

  对蓄电池进行保温 方法是制作一个适当的木质双层保温箱，关在夹层中填装羊毛、木屑等保温材料，将蓄电池稳固地置放于箱中，这样可降低电解液密度，增加蓄电池的蓄电量。

  当调整电解液密度如果亏电，密度就会下降，亏电的蓄电池不仅使启动困难，而且容易冻裂。可适当调高电解液密度（比夏季密度大0.03～0.06g/cm3）。充好电的蓄电池电解液的密度应为1.28 g/cm3。

  适当调高发电机调节器限额电压和充电电流 由于蓄电池在低温下的放电量增大，所以必须提高发电机充电量。冬季低温情况下，调节器的限额电压比夏季高0.6V比较合适。

  蓄电池放在屋内 遇到严寒天气，可把蓄电池卸下，拿到屋中保暖，次日使用时再装上。这样虽然有些麻烦，但能够有效保持蓄电池的温度，保障其工作能力。

  3）定期保养启动机

  冬季柴油机启动困难，启动机使用的次数频繁，如启动机功率不足，又会进一步增加柴油机启动难度。所以应定期保养启动机，保持启动机各部清洁、干燥，尤其是电刷与换向器之间应接触良好。

  4）选用适宜的柴油

  在可能的条件下，应选用凝点低、流动性能好的柴油。柴油的选用原则是凝点比环境温度低5°C左右为宜。例如气温在-5°C时，就必须选用-10号柴油。我国冬季可供选择的柴油牌号有-10号、-20号、-35号等。一旦燃油系统中的柴油凝固，不能用明火烘烤，而要用热水或热蒸汽加热，以防发生火灾事故。

  5）选用低温性能好的机油

  这类机油低温时黏度小，启动时各摩擦副之间润滑好，启动阻力小。单级机油使用温度范围较窄，多级机油可以在较宽的温度范围内工作，一般可选黏度等级SAE5W-40或SAE10W-40的多级机油。在某些严寒地区，还应使用专门的抗冻机油。

  6）选用质量可靠的防冻液

  在条件允许的情况下，柴油机冷却液尽量采用质量可靠的防冻液，防冻液的冰点应比环境低温度低5°C左右。

  7）冷却水的防冻措施

  对于采用软化水作为冷却液的柴油机，应尽量避免长时间露天停放，防止发生冻缸事故。若必须长时间露天停放，停放前，应怠速运转5～10min，当水温降至40°C以后再熄火放水。放水时，应将水散热器盖、机体放水开关、水散热器放水开关3者一齐打开。水不处流后，应再用摇把将柴油机摇几周或用启动机拖动几下，放出残余的冷却水，以免冻坏水泵叶轮。

  8）露天使用的保温措施

  柴油机在冬季露天使用时，应采取保温措施，如散热器罩加装棉制或毡制保温套，在油底壳下加封1层玻璃纤维等。这种保温方法可以使机器在-30°C左右的气温下工作时，柴油机罩内温度保持在20～35°C。停机后，柴油机主要部位的冷却速度也比无保温套的降低近6倍。

  4、低温启动的具体办法

  1）热水预温法

  此种方法适用于采用软化热水作为冷却液，且软化热水比较方便的单位。具体做法是：先向冷却系加注40～50°的温水（以防猛加沸水使水散热器芯管、汽缸盖发生胀裂），然后连续加热水（让水流出缸体），逐渐提高水温进行预热。当流出的水温度较高时再关闭放水开关即可。

  2）蒸汽预热法

  即让蒸汽通过管道从水散热器的下水管进入冷却系，或直接进入柴油机冷却水套，用蒸汽预热柴油机汽缸体。此种方法适用于采用软化水作为冷却液的情况。

  3）采用处置强制循环式燃油加热器

  该方法是利用随机柴油，通过燃油加热器附带的水泵将柴油机冷却系统内的冷却液抽出，经过加热器辐射加热后再循环至柴油机汽缸内，此时汽缸、活塞、活塞环以及其它摩擦副的温度随之升高。这种方式能将柴油机汽缸体温度加热到40～50°C左右。柴油机的机油得到加热后黏度降低，柴油机的润滑条件得到改善。

  4）在进气管内安装螺旋式电阻加热器

  这种装置由蓄电池供电，启动前接通电源10～30S使螺旋式电阻器发热，以加热进入汽缸的空气，提高柴油机在压缩终了时汽缸内的气体温度。

  5）用热水冲烫进气歧管

  即用热水冲烫进气歧管后，使进入汽缸的空气得到预热，以提高压缩终了时压缩空气的温度，利于柴油着火燃烧。

  6）在油底壳安装螺旋式电阻器

  该电阻器可加热油底壳的机油，降低机油黏度，减小启动阻力。应用此种方法时，应控制加热时间，避免因加热时间过长，机油温度过高，而导致机油老化变质。

  7）采用火焰预热装置启动

  火焰预热装置由电子控制器、电磁阀、温度传感器、火焰预热塞（安装在进气管内）、燃油管及导线组成。该装置的低工作温度为-40°，其工作过程是：启动前接通火焰预热塞，十几秒钟后，火焰预热塞被加热到900°C（该温度足以点燃柴油）接通启动机，电磁阀自动打开油路，输油泵泵出柴油，通过燃油管经电磁阀向火焰预热塞供油，进行火焰预热启动。

  8）采用低温启动液辅助启动

  此方法是在启动前，向柴油机进气歧管中喷入一定比例的低温启动液。低温启动液中的乙醚燃点低，在3.25MPa压力下乙醚的燃点仅为57°C左右，所以柴油机不须达到低启动转速的要求，就能点火启动。实践证明，使用低温启动液，可以保证柴油机在气温为-45°C时迅速启动。

  5.低温启动注意事项

  1）控制启动时间

  在低温启动时，启动机连续带动柴油机转动一般不能超过10S；连续3次不能点火时，应暂停2～3min后再启动。若再启动2～3次仍不能点火时，则应检查油路中有无空气或堵塞，以及空气滤清器是否堵塞。若一直不停地启动，会使蓄电池过度放电，将造成极板老化。

  2）多种启动方法应使用合理

  为过到佳启动效果，前述几种启动方法往往同时使用。但是低温启动液辅助启动与进气火焰预热、低温低温启动液辅助启动与进气螺旋电阻加热不能同时使用，否则火焰将点燃启动液混合气而发生爆炸，引起严重后果。

  3）使用低温启动液应注意安全

  低温起动液容器应安装于阴凉通风处，远离高温热源，禁止明火靠近，以防爆炸伤人。低温启动液为易燃品，并有麻醉性，应密封保管，存放在温度较低，阴凉通风的库房，不可露天存放，储存中应注意人身安全。不准将低温启动液加入油箱中，以免产生气阻。

  4）使用燃油加热器应正确选油

  采用外置强制循环式燃油加热器时，不能使用汽油作燃料，应根据机器使用的环境温度，选用适当牌号的轻柴油（或煤油），当与柴油机使用相同牌号柴油时，应保证在使用环境温度下，柴油不结冰、不结蜡，防止供油回路堵塞。

  5）少用拖车启动

  尽量不要采取拖车启动的方法启动柴油机，因柴油机未经预热，机油黏度大，拖车启动会导致各部件因润滑不良而加剧磨损。

  6）启动后应低速运转并查尾气

  柴油机点火后的初一段时间内，切忌加大油门高速运转，否则极易造成拉缸、烧轴、抱瓦等事故。

  柴油机启动后，应怠速运转2～3min，然后逐渐加至中速运转“暖机”。当冷却液的温度达到60°C以上时，检查仪表板上的机油压力、水温，以及指示灯是否正常，特别是机油压力应在0.15～0.50MPa范围内。在柴油机没有任何异响、正常运转的情况下，逐渐增加负荷进行作业。

  一般冷启动时，排气管会冒一阵白烟，随着柴油机温度的升高，白烟应逐渐消失。

  对于高海拔地区的柴油发电机低温启动，由于大气压力比较低，还要考虑功率修正问题。