康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	柴油发电机冬天低温启动的方法和技巧

 

摘要：柴油发电机在北方冬季低温环境下启动困难，且需要长时间空载跑温才能加载运行，并且会引起噪声污染并增加废气排放；加大运动零部件的磨损、降低零部件的使用寿命；浪费大量的燃油；在紧急情况下不能保证柴油发电机能立即起动并加载运行等不良影响。经康明斯公司研究认为，柴油发电机的启动性能与缸数、压缩比、启动时的环境温度、选用油料的规格等因素有关。因此，必须加装柴油机预热装置，能保证柴油发电机在低温环境下随时起动加载，并能有效地降低柴油发电机的运行成本，减少污染。

 

一、柴发机组启动步骤

 

      柴油发电机实现启动的条件内燃机在静止状态下，不能自行开始运转，必须借助于外力才能开始工作。实现柴油发电机启动的条件是要有一定的外力矩，以克服各机件运动时所产生的摩擦阻力矩、惯性力矩等带动曲轴旋转，并且还要使曲轴获得必要的转速，以保证汽缸内达到着火温度和压力。因此，实现这一目的装置叫柴油机启动系统。标准型柴油发电机组外形如图1、图2所示。

1、常规启动

      柴油发电机可以在不低于0℃或5℃的环境温度下顺利启动。

① 脱开柴油发电机与负载联动装置。

② 将喷油泵调速器操纵手柄推到空载，转速为700r/min左右的位置。

③ 将电钥匙打开，按下启动按钮，使柴油发电机启动。如果在12s内未能启动，应立即释放按钮，过2min后再做第2次启动。如连续三次不能启动时，应停止启动，找出原因并排除故障后再行启动。

④ 柴油发电机启动成功后，应立即释放按钮，将电钥匙拨回至中间位置，同时注意机油压力表的读数，必须在启动后15s内显示读数，其读数应大于0.05MPa（0.5kgf/c㎡），然后让柴油发电机空载运转3～5min，并检查柴油发电机各部分运转是否正常。例如可用手指感触配气机构运动件的工作情况，或掀开柴油发电机缸盖罩壳，观察摇臂等润滑情况。然后才允许加速及带负荷运转。

      柴油发电机启动后，空载运转时间不宜超过5min，即可逐步增加转速至额定值，并进入部分负荷运转。待柴油发电机的出水温度高于75℃、机油温度高于50℃、机油压力高于0.25MPa（2.5kgf/c㎡）时，才允许进入全负荷运转。

2、低温启动

     低温启动是指在低于各机型规定的最低环境温度下的启动。启动时，用户应根据实际使用的环境温度采用相应的柴油机低温启动辅助措施。然后按常规启动的步骤进行。一般采取的低温启动辅助措施有如下几种。

① 将柴油发电机的机油和冷却液预热至60～80℃。

② 在进气管内安置预热进气装置或在进气管口采用简单的点火加热进气的方法（采用此法务必注意安全）。

③ 提高机房的环境温度。

④ 选用适应低温需要的柴油、机油和冷却液。

⑤ 对蓄电池采取保温措施或加大容量或采用特殊的低温蓄电池。

      低温启动后，柴油发电机转速的增加应尽可能缓慢，以确保轴承得到足够的润滑，并使油压稳定，以延长发动机的使用寿命。

 

图1 柴油发电机组外观侧面示意图

图2 柴油发电机组外观后视示意图

 

二、低温启动的具体方法

 

      低温条件下，燃料粘度增加而不利于燃油的雾化与燃烧，润滑油流动性变差使各运动零部件阻力增大，再加上蓄电池工作能力降低等因素的影响，极易导致发动机启动困难、机件磨损、功率降低、燃料消耗增加和动力性能下降。为保证柴油发电机组在寒冷条件下能够安全地投入使用，应当做好日常保养，最好安装低温辅助启动系统。

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

      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，或直接进入柴油发电机冷却水套，用蒸汽预热柴油发电机汽缸体。此种方法适用于采用软化水作为冷却液的情况。

3、在进气管内安装螺旋式电阻加热器

     进气管加热装置工作原理如图3所示。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，提高柴油发电机在压缩终了时汽缸内的气体温度。图4为进气管加热器使用时间与温度关系曲线图。

 

图3  柴油机进气加热器工作原理图

图4  柴油机电加热预热器时间与温度关系曲线

 

4、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。

5、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。

6、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。该装置的最低工作温度为-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℃（该温度足以点燃柴油）接通起动机，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。

7、采用低温启动液辅助启动

      此方法是在启动前，向柴油发电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℃左右，所以柴油发电机不须达到最低启动转速的要求，就能点火启动。实践证明，使用低温启动液，可以保证柴油发电机在气温为-45℃时迅速启动。

8、加装燃油加热器

     满足冬季低温环境下可以使用低成本的低标号柴油，若此方案还不能达到目的，应装备的柴油加热系统，工作原理如图5所示。可采用主副两个油箱的方案，即大容量的主油箱装低成本低标号的柴油，小容量的副油箱装高成本高标号的柴油，高标号柴油满足发动机在低温环境下直接冷启动，低标号柴油则在发动机热机后通过高温冷却液的加热再向发动机正常供给。

9、加装水套自循环电加热器

      该方法是利用随机柴油，通过电加热器附带的水泵将柴油发电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发电机汽缸内，此时汽缸、活塞、活塞环以及其它摩擦副的温度随之升高。工作过程简易图如图6所示，这种方式能将柴油发电机汽缸体温度加热到40～50℃左右。柴油发电机的机油得到加热后黏度降低，柴油发电机的润滑条件得到改善。

 

图5  柴油机燃油加热器工作原理图

图6  柴油发电机水套加热器工作过程

 

三、低温启动注意事项

 

1、控制启动时间

      在低温启动时，起动机连续带动柴油发电机转动一般不能超过10S；连续3次不能点火时，应暂停2～3分钟后再启动。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

      为过到最佳启动效果，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、使用电加热器应正确选油

      采用外置强制循环式电加热器时，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），当与柴油发电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、启动后应低速运转并查废气

      柴油发电机点火后的最初一段时间内，切忌立即加载运行，否则极易造成拉缸、烧轴、抱瓦等事故。柴油发电机启动后，应怠速运转2～3分钟，然后逐渐加至中速运转“暖机”。当冷却液的温度达到60℃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。在柴油发电机没有任何异响、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，随着柴油发电机温度的升高，白烟应逐渐消失。

 

总结：

      柴油发电机在启动时，由于润滑油粘度大、燃料雾化不良、缸壁温度低等原因，可能会导致摩擦阻力增大、磨损加剧、排放污染物增加等问题。因此，预热是必不可少的环节。通过柴油机预热器，可以使润滑油充分流动，燃料更好地雾化，缸壁温度升高，从而降低摩擦阻力，减少磨损和排放污染物，提高柴油机的可靠性、动力性和经济性。

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