柴油发动机冬季加热柴油的装置

柴油发动机冬季加热柴油的装置
作者：甘玉彪
来源：《读与写·下旬刊》2011年第03期
摘要：本文详细论述了以柴油发动机为动力的各种车辆，冬季起动困难而引起的各种辅助措施。

油路预热器解决了柴油发动机起动前和行车中的油路故障。

关键词：柴油发动机；起动困难；油路预热
中图分类号：U471.文献标识码：B文章编号：1672-1578（2011）03-0246-01
近年来，柴油机在各类车辆及动力装置上得到了更广泛的应用，有的已在轻型货车甚至在轿车上采用柴油机为动力源。

今后，我国车辆上柴油机化的趋势也将进一步发展，但柴油机在我国北方冬季使用时起动困难，一直是个大问题，它阻碍了柴油机的普便使用严格地影响了车辆的生产效率，随着人们对时间和效率的追求，改善柴油机低温起动性能是我们面临的一大课题。

与我国南方相比，我国西北、华北、东北是我国寒冷的地区，全年最低气温-20℃- -40℃左右。

特别是东北地区柴油车辆相对较少，不能否认起动困难是一个原因。

随着四化建设的发展，柴油化趋势不断发展，在交通系统中柴油车已占很大比例。

若按动力比例（按功率计）计算则增长更快，尤其是大型车辆的增加使起动问题也更为突出。

目前在交通、林业、石油、冶金、部队等部门中，无辅助起动装置的大中型车辆，仍靠原始的方式做起动准备，如用火烤油底壳，向冷却系统中反复加热水，喷烤进气管道等。

这些方法主要原因在于提高柴油机机体温度，为顺利起动创造条件。

这些活动过程往往是气温低，环境越恶劣要求工作量越大。

有时甚至不得不采用溜坡起动或用其他车辆拖拉起动。

起动准备工作增加了劳动强度和人力、物力、能源消耗，造成运输成本上升。

另外，上述起动准备从实质上来讲，并不能根本解决起动困难问题，因为起动的关键是在于柴油本身所固有的特性，决定了其低温下必然起动困难。

1.柴油机冬季起动困难主要原因：
1.1 柴油蒸发困难。

大家都知道柴油生产过程中，其溜出温度为300℃左右，也就是说达到300℃以上才有部分柴油蒸发，其蒸发性很差，因此只有改善柴油着火性才是解决问题的关键。

1.2 转速低。

冬季柴油机起动转速低是起动困难的一个主要原因，30-40℃低温下润滑油的粘度增加，柴油起动力矩增大，起动机力矩亦相应增大，但此时蓄电池低温下工作特性的影响施加在起动机上的电压反而下降，使起动机转速低于正常起动转速。

低转速反过来又使压缩过程加长，空气泄漏和热能损失增加而对柴油燃烧更为不利。

2.改善柴油车辆低温启动的措施：
随着柴油机使用的日益广泛，改善柴油车辆低温起动性能越来越引起人们的重视。

科学技术和生产力的发展也使之成为可能现在在车辆上已有多种低温起动措施。

国外对在车辆上装备专门的低温下起动装置搞的早，有的已较完善。

现在除已较落后的汽油机起动降压起动等方法外，近几年采取的措施主要有六种方法：
2.1 增大起动力。

增加起动电机输出功率，这主要是增加蓄电池容量并使用大功率起动电机。

这种方法主要优点是需要专门装置，容易为驾驶员接受。

缺点是低温下起动功能过剩，蓄电池起动电机体积大，生产成本高。

2.2 使用压缩空气起动。

这种方法的优点是起动力矩大，可以充分利用车上原有压气装置，但中小柴油机不适用。

2.3 进气预热装置。

这类装置出发点是把进入气缸的空气加热升温以便于柴油蒸发形成混合气。

依加热方法不同，主要有电热寒加热和火焰加热两种，它们都放置在进气管中，缺点是使进气阻力增加，另外进气预热装置的预热时间长。

其优点是起动可靠，可以在-40℃下顺利起动。

2.4 附设加热装置。

这类装置是为了改善驾驶员或机务人员冬季起动准备工作的劳动条件而设置的，按装置位置可分车上，固定两类。

它是通过加热冷水套等方法来使发动机升温的，在车上的称为独立式起动预热器，如进口的一些苏联车辆上就装有该设备，国内如总后车船研究所研制的YJ-Q10/2预热装置等。

固定式的视车队条件用蒸汽、热水等介质通到发动机水管，油底壳等处的预热管上，进行热交换达到加热目的。

这类装置起动预热时间较长，有的十几分钟，甚至更长，与固定式相比车上加热器虽不受条件限制，但结构复杂，操作繁琐。

2.5 乙醚（冷起动液）起动装置。

从原理上讲，乙醚起动装置与上述几种截然不同，它的出发点是改善燃料.着火性能或者说用易燃材料在起动时间内代替柴油起动。

因此可以说抓住了问题的关键。

严格讲应称为起动液起动方法，因为起动液的主要成份是乙醚，而且在使用初期则完全用乙醚，故称乙醚起动装置。

2.6 油路预热装置。

中国境内有两家生产：
①河北省献县塞子北方电器厂生产的CAD-II型油路增温器，还上了中央广播电台做宣传。

它的特点是：从油箱内吸管下端加热后到手油泵。

在冬季行车用0号--10号柴油可代替-20号和-35号柴油。

②辽宁省朝阳市凌河机电研究所生产的CYR型柴油机油路预热器。

它的特点是：设计合理新颖使用方便安全，预热效果良好，性能可靠；预热器采用聚酯漆包线作为电热材料是一项创新；与同类产品相比具有功率大，预热速度快。

在上述六类起动装置中，前三类主要见于进口车辆上，国产车辆尚未见有使用；冷起动液起动方式近二十几年开始推广，特别是部队车辆使用较多。

需要特别指出的是：柴油机作为一个复杂的系统是由多个子系统有机构成的，它们相互制约，相互影响，起动性能正是这些因素的综合结果。

因此，改善起动性能也应采取综合技术措施，为了使车辆顺利起动，这些技术措施应包括：适应使用条件的低温柴油，严寒区稠化机油，使用防冻冷却液，采用蓄电池加热保温装置等。

这样也就为了使用某一起动装置创造了更好的条件。

3.柴油机油路预热器的使用，特点和注意事项：
3.1 预热器使用车上蓄电池电源或12V-24V交直流外接电源，加热油箱，柴油过滤器，油箱到手油泵进油管，回油管油路的低温结腊柴油和结冰的水，保证油路畅通，在低温季节里柴油车能燃用低标号柴油。

3.2 特点是预热器速度快，效果好，易起动，消除凝结柴油堵塞油路故障，改善燃烧质量，降低燃料成本；安装简单，使用方便，性能可靠，价格便宜；任何冷天不用烤油箱油路，安全防火，减轻司机劳动强度，提高出车效率。

3.3 没有蓄电池的柴油车，拖拉机及其它工程车辆，发电机组等用一台12V-24V变压器代替电源，只要发动机着火后，发电机发电，油路预热器利用车上的电源正常工作。

3.4 使用中注意事项：
①冷起动前预热时间：不宜超过3分钟，预热时间过长，油管内的加热原件易烫坏，无油部分的塑料管。

②按要求接好电源线和控制开关，不需要预热时切断电源开关，以防影响电瓶充电。

4.需要探索的问题
当然，油路预热器也和其他装置或措施一样，不是尽善尽美，尚有待进一步的改进和提高。

特别是尚未大量推广到全国需要急等用的地区，最难的是各种变形工程车辆，柴油机油箱开关规格特别多，如果统一规格推广油路预热器可方便多了。

无论从科学研究还是应用上考虑，加强寒冷地区柴油机起动问题和油路预热推广应用问题，在我国三北地区，有着重要学术价值和经济效益的。

我国在这方面起步较晚，但我们应有决心赶超世界先进水平，为解决好柴油车辆冬季起动适应车辆柴油化趋势，促进交通事业的发展做出贡献。

此外，搞好推广应用，使之创造出更好的社会经济效益，也是我们的一个重要任务。