内燃机车柴油机的预热

燃油 及冷 却水 的温度 都有 一定 的要 求 。内燃 机车 运 以降低 重油 黏度 ， 但喷 油器 中 的使 用 黏度仍 较 一 般柴 油 油 、 为高 ， 为保 证雾 化 良好 ， 喷射 系统 则应 采 用 较 高 的喷 射
压力 ；
用保养 中规定 ： 当油 水温 度低 于 ２ ℃时 ， Ｏ 柴油 机 不准 启
条 件 对 柴油 机 启 动 的影 响 。介 绍 了 国 内外 内燃 机 车 预 热 系统 的原 理 和 几 种 常 用 方 式 及 我 们 推 荐 的方 式 ， 逐 项 分 并
析 了 预热 锅炉 、 助 柴 油 发 电 机 组 、 辅 电加 热 器 、 汽加 热器 、 水 加 热 器 、 接 热 水 循 环 、 转 打 温 、 油 机 自动 打 温 蒸 热 外 空 柴 系统 、 面 固定 式 预 热 站 、 式 冷 却 系 统 、 热储 存 装 置 、 阳能 预 热 装 置 、 冻 点 防 冻 液 和 库 房 保 温 等 各 种 预 热 方 地 干 废 太 低 式 及 优 缺 点 ， 指 出 应 当 因地 制宜 地选 取 内燃 机 车柴 油机 预热 方 式 。 并 关 键 词 内燃 机 车 ； 油机 ； 温 ； 动 ；机 油 ； 却 水 ；预 热 方 式 柴 低 启 冷
以保证 柴油 机 能在 规定 的油水 作 用后 生成硫 酸 ， 强烈地 腐蚀气 缸 ， 使磨 损 加剧 ， 腐蚀 燃机 车上设 置 预热 系统 ， 并
主轴承 螺栓 ， 其 强度 降低 。更为 严重 的是 若 经 常冷启 使
动 柴油 机 ， 则会 使气 缸 、 活塞 等部件 的热应 力 过大 ， 造成
１ 低 温对 于柴 油机启 动所 带来 的 困难
重， 是造Biblioteka Baidu成零 部件 磨损 量较 大的主 要原 因 。
（ ）低温 启 动 时 润 滑 条 件 变差 。机 油 的 黏度 是 随 １
温度 的降低 而 显著 升 高 的 。 由于低 温 状 态 下 机 油 的黏
度大 ， 流动性 减弱 ， 使柴 油机 的启动 摩擦 阻 力增 大 ， 造成 难， 因而得不 到充 分润 滑 ， 于边界 摩擦 或 干摩 擦状 态 ， 处 使 气缸 壁磨损 量增 加 。此外 ， 机油 的黏 度还 受气 缸 套冷
（ ）启 动 系 统 能 够产 生 足够 的扭 矩 来 克 服 柴 油 机 １ 的各种 阻力矩 ， 些 阻力矩包 括柴 油机 内部 的各 种摩 擦 这
阻力矩 ， 压缩 空 气 中空 气 的阻 力矩 ， 柴 油 机 各 转 动 部 温度 的降低而 显著 上升 的 。当燃 油 的黏 度上 升 时 ， 使 由于 件 由静 止状 态加 速 的惯性 阻力矩 等 ；
与汽油 机相 比由于工作 原理 的不 同 ， 油机 的低 温 启 动 困难 ， 使 机 油 进 入 工 作 表 面 和 气 缸 壁 面 相 当 困 柴 也
启 动更 困难 ， 影 响 因 素也 较 多 ， 中包 括燃 料 的可 燃 其 其 性 、 发性 、 蒸 喷油 定 时 、 喷雾 特性 、 燃烧 室 的设 计 、 运动 条 量 和所 受 阻力矩 大小 等 。 在 一般 情况 下柴 油机顺 利启 动应 具备 如下条 件 ：
水 系统则 相 当 于柴 油 机 的 “ 脉 ” 血 。机 油 系 统 的 作用 是 能 ， 不仅决 定 于其 本 身 的技 术 状 况 ， 还受 外 界 气 温 的影 润 滑摩擦 副 ， 少 机 械摩 擦 损 失 ， 走 摩 擦 产 生 的热 量 减 带
和冷 却有 关零 件 ， 清洁运 动零 件表 面 由摩擦 产 生 的金属
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ． Ｋ４ １ ２ 文 献 标 志 码 ：Ａ
铁 路 是 国民 经济 的重 要 基 础设 施 ， 运 输 生 产 的 其 联 动性 、 持续性 和 社会公 益性 决定 了铁 路运 输 必须 通 畅 和安全 。在 目前 的世 界 铁 路 动 力 结 构 中 ， ０ 以 上 仍 ７
件 、 动机 的功 率 和启 动 扭 矩 等 ， 启 以及 柴 油 机 的转 动 惯 却 水温 的影 响 ， 当气 缸 套 冷却 水 温 较低 时 ， 油 黏度 增 机 加， 润滑 效果 变差 ， 使气 缸 壁 磨 损 量 明显 增 加 。经 验 指 出， 低温 启动 时所 造成 的摩擦 副磨损 量 往往 是 正常 运用 时的几 十倍 ， 至 上百倍 ， 甚 严重 影响 柴油机 的使 用寿命 ； （ ）低 温 启 动 时燃 油 雾 化 不 良。燃 油 的黏 度 是 随 ２ 流动性 较差 ， 分裂 较 困难 ， 成雾化 不 良， 流冲刷气 缸 造 油
动； 当油 水 温 度 低 于 ４ ℃时 ， 油 机 不 准 加 负 荷 ； 季 ０ 柴 冬 柴 油机 停 机 保 温 时 ， 水 温 度 不 得 低 于 ２ ℃ 。机 油 和 油 ０ 冷却水 温 度过低 ， 不仅 使 柴 油 机启 动 困难 ， 而且 运 动 零 件磨 损严 重 ， 油 雾 化 不 良， 响燃 烧 质 量 。为此 在 内 燃 影 温度 下启 动 ， 者在 停机 时 间较 长 的情 况下 保 持一 定 的 或
目前 内燃 机车 的主 要 预热 方 式 和 我 们 推 荐 使 用 的
预热方 式如下 ：
３ １ 预热 锅炉 ．
预热 锅 炉是 以柴油 为燃料 的直 立 式水 管锅 炉 ， 管 用 路 把它 连接 在 内燃 机车 柴油 机水 系统 管路 中 ， 用水 泵 利
使预热 锅炉 的热水 循环 到水 系统 的各 部分 ， 机 车 的柴 使 油机机体 、 缸套 排气管 、 气 热交 换器 、 却 器及 各 管路 不 冷
冻结 。同 时又用 齿 轮泵 把 机 车 柴 油 机油 底 壳 内 的机 油
抽出， 经过换 向阀 、 滤清 器 ， 在热交 换 器 内被预 热 锅 炉来
的热水 加热 ， 然后 从 柴 油 机 注油 口 回到 油 底 壳 ， 柴 油 使 机机油 系统 也不 会 冻 结 。预 热 锅 炉 的燃 油 是 用 齿 轮 泵 从 机 车油箱 中取得 ， １ ２ ＭＰ 以 ． ａ的 压 力 从 杯 状 喷 嘴 喷 出、 烧， 燃 预热锅 炉 预 热 系统 如 图 １所 示 。预 热 锅 炉 的 空燃 比很难 调整 ， 往往 造成 大气 污染 。
裂 纹等 故 障 。冬 季 气温 低 ， 于低 标 号 燃 油 的凝 点 高 ， 由
低 温黏 度大 ， 柴 油机 冷 启 动 、 转及 发 放 带 来 一 定 的 对 运 困难 。并且 因为 轻 质 油 品 中存 在 低 温下 能 结 晶 的 固态 烃和溶 解水 ， 也会 恶化 油 品的耐寒 性 。在 温度 不 断 降低 的过程 中 ， 它们便 从油 品 中分离 出来 ， 开始 呈 现浑 浊 ， 继 续冷却 则 析 出结 晶 ， 坏油 品 的均 匀 性 。在 低 温 时 ， 破 尽 管燃料 中的 固态 烃类 的结 晶现象 不很 严 重 ， 害性却 很 危 大 。因为 ， 这时产 生 的结 晶一方 面积 聚在 油管 内和滤 油 器上 ， 另一 方面 还 会 成 为冰 结 晶 的核 心 ， 烃 结 晶和 冰 使 结 晶积聚 于油 管 内及 滤 油 器 上 ， 而破 坏 正 常 供 油 ， 从 甚 至使 发动 机完 全停机 。 ２ 内燃 机车柴 油机 加装预 热 系统 的必要性 内燃 机 车 的运 用 温 度 范 围为 一４ 。 ０Ｃ～４ ℃ 。所 以 ０ 预热 系统 是 内燃 机 车辅助 系统 中重 要组 成部 分 之一 ， 是
为 内燃 机车 。柴 油机是 内燃 机车 的“ 脏 ” 机 油 和冷却 心 ，
（ ）使 曲轴 达到所 需 的启 动 转速 ， 证燃 料着 火 ； ２ 保
（ ）燃料 能 够 良好 地雾 化并着 火 ； ３ （ ）各摩 擦 表面 能得 到充分 的预润 滑 。 ４ 而 以上条 件在 低 温 下 较难 达 到 。柴油 机 的启 动 性
３ ２ 辅 助柴 油发 电机 组 ．
机车 加装辅 助 柴油发 电机 ， 当该 柴油机 达 到标定 转 速后 ， 与其 相配 的辅 助 发 电机 发 出 ３ ０ Ｖ、 Ｏ Ｈｚ 流 ８ ５ 交
关乎 内燃 机车 运 用 可靠 性 的大 问题 。内燃 机 车 预热 系
１８ 、 一截 止 阀 ；一 胶 管 ；一循 环 水 泵 ； 一预 热 锅 炉 ；～ 柴油 机 水 泵 ； 、一 塞 门 。 ２ ３ ４ ５ ６７
图 １ 预 热锅 炉 预 热 系统 简 图
增 刊
内燃 机 车 柴 油 机 的 预 热
柴油机 在寒 冷气候 条件 启动 和运 转 时 ， 零部 件 的 各 磨 损量 会 迅 速 增 大 ， 其 是 活 塞 和 轴 瓦 等 磨 损 更 为 严 尤
用是 对柴 油机在 高 温条件 下工作 的零部 件 、 油和 增压 更加 困难 。 机
性能 ， 证 柴 油 机 发 出规 定 的 功 率 和 经 济 性 。 由此 可 保 见 ， 油 和冷却 水 系统对 柴油机 的工 作 可靠 性 和延 长其 机 使用 寿命 具有 十分重 要意 义 。
内燃 机 车柴 油机 的预 热
董志 忠 ，牟恕 宽
（ 大连机 车 车辆有 限公 司 技 术 中心 ，辽 宁大连 １ ６ ２ ） １ ０ ２
摘 要 介 绍 了 预 热 系 统在 内燃 机 车上 的作 用 和重 要 性 ， 析 了 内 燃 机 车 柴 油 机 低 温 启 动 困 难 的 原 因 ， 冷 气 候 分 寒
响 ， 其是 冬季气 候寒 冷 ， 尤 机油黏 度增 大 ， 更增 加 了启 动
阻力 矩 ， 由于环 境 温 度 和气 缸 套 壁 面 的温 度 低 ， 低 转 在
微粒 及燃 烧后 附在 气缸壁 上 的积炭 ， 封活 塞 环与 气缸 密 壁 间隙 ， 以防燃 气进 入 曲轴箱 ， 防锈 、 防腐 及 缓 冲和 减少 噪声振 动 ， 还有 传递力 等 一系列 功 能 。冷 却 水 系统 的作
第 ３ 卷 增 刊 １
２１ ０ １年 １ Ｏ月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ Ｗ ＡＹ Ｌ Ｌ０Ｃ０Ｍ ０ＴＩ ＶＥ ＆ Ｃ ＡＲ
Ｖｏ ． １ Ｓ ｐ ｌ １ ３ ｕ ｐ ０ｃ ． ｔ ２ １ ０ １
文章 编号 ：０ ８ ８ ２（ ０ １ Ｓ 一０ ７ —０ １ ０ —７ ４ ２ １ ） ｏ ０ ５ ６
董 志 忠 （ ９Ｏ ） ， 林 白城 人 ， 级 工 程 师 （ １７ 一 男 吉 高 收稿 日期 ：０ ０ Ｏ — １ ） ２ １ － ６ ２
铁 道 机 车 车 辆 —— 第 十 七 届 全 国大 功 率 柴 油 机 学 术 年 会 论 文 集
第 ３ 卷 １
燃 壁 油膜 ， 增加 气缸 壁磨损 ， 重时 甚至 引起 活 塞拉 伤 ， 严 造 统 是对 内燃 机车 柴油机 的机 油 、 油及 冷却 水 预 加热 的 成拉缸 事故 。当柴油 机燃用 重油 时 ， 虽然 采 用加 热方 法 装 置 。 内燃 机 车 柴 油 机 启 动 或 停 机 时 ， 柴 油 机 的机 对
油水 温度 。 ３ 内燃 机车 柴油 机的预 热方 式
（ ）低 温 启 动 时产 生 化 学 腐 蚀 。柴 油 机 低 温 启 动 ３
时， 由于气 缸壁 温度较 低 ， 使燃气 中的水 蒸汽 凝 结成 水 ，
尤其 是燃 用含 硫 燃 油 时 ， 烧 产 物 中 的 Ｓ 燃 ０２和水 蒸 汽
空气 进行适 当的冷却 ， 这些零 部件 在设 计 允许 的间 隙 使 和最佳 的温度状 态下 工作 ， 保持 机油 正 常 的工作 黏度 和
速下 有较 大 的气 体泄 漏量 和散热 损失 ， 使压 缩终 了时 致 的空气 温 度 和 压 力 极 大 降低 ， 燃 料 着 火 的延 迟 期 增 使 加， 燃料 就更 不容 易着 火 ， 重时甚 至 不能 燃烧 ， 启 动 严 使