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

蒋宪亮

呼和浩特工务段重点维修车间 内蒙古呼和浩特市 010000

摘要：由于我国幅员辽阔，各地温差会有明显不同，尤其是在高原、高寒地区，购买各种工程机械后燃油发动机就会出现各种启动困难的问题，这就要求我们采用不同的有效方式来解决工程机械柴油发动机启动困难问题，各工程机械主机厂家根据主机产品的特点来找出解决发动机启动困难问题，辅助循环加热装置就是解决问题一种很好的方法。

关键词：柴油发动机;加热装置应用

前言

柴油是我国铁路空调发电车所采用的主要动力能源，但由于凝固点较高，使其存在在环境温度较低时工作性能较差的问题，特别是在我国冬季较为寒冷的北方地区，为了保证其工作性能，需要使用凝固点较低的高标号柴油，这样才能够使铁路空调发电车中的发电机正常运行，因此会大大增加运行成本。同时，铁路空调车在冬季运行中经常需要跨越存在较大温差的地域，如我国冬季南北方的温差能够接近50℃，这就为铁路空调发电车提出了一个明确的要求，即其发电机必须要满足在不同温度环境下能够正常工作。但现阶段的解决办法只有使用高标号的柴油，以保证其在经过冬季较为寒冷的地区时所使用的柴油仍然尚未达到凝固点，这样一来便不仅造成了运行成本的增加，还会浪费大量的工时来更换铁路空调发电车中发电机所使用的柴油。为了解决现有铁路空调发电车适应环境的温差范围小的问题，国内大多采用在铁路空调发电车下邮箱安装自动加热设备的办法。

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，也就足说达到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，30一40℃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．缺点是低温下起动一246一功能过剩，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。其优点足起动可靠，可以在一40℃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—QIO／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问较长，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问内代替柴油起动。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号一一10号柴油可代替一20号和一35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足一项创新；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。需要特别指出的足：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柴油自动加热装置的工作原理

柴油自动加热装置是以柴油发电机组的冷却水为热源，通过油泵、水泵、热交换器及自动控制箱，下油箱中柴油热交换的经过可归纳为：将柴油发电机组冷却水出口管路与热交换器中的水循环泵吸水管路进行连接，再将热交换器中的水循环回水管路与柴油发电机组冷却水进水管路进行连接；自动化控制箱中的智能化测量仪表实时的接收由温度传感器测量得到的下油箱柴油温度，智能化测量仪表设15℃和20℃两个信号点。当下油箱柴油温度降到15℃时，智能化测量仪表15℃信号点发出信号，执行元件接收到信号吸合，油泵1（油泵2）开始工作，其将油箱中的柴油抽入到热交换器之中，并且和热交换器中的热水回路进行热交换，从而实现对柴油的加热。当下油箱温度升至20℃时，智能化测量仪表20℃信号点发出信号，执行元件接收到信号后断开，油泵关闭，停止换热工作，然后继续监测油箱中的油温。柴油自动加热装置利用柴油机组冷却水的热量作为热源，下油箱中的柴油实现了通过热交换器循环加热，不仅保证了在温度较低的情况下，铁路空调发电车中发电机的正常工作，还能够为冷却水降温，减少冷却系统的功率损耗。

4操作方法

（1）外温低于5℃时开启柴油自动加热装置对下油箱柴油进行加温。（2）下油箱柴油温度控制仪控温范围为15-20℃（一次调整到位，日常不作调整）。（3）柴油机组启动后，柴油机组冷却水温已达到80度，换热箱回水温度低于20℃时，需开启水泵强制循环；待回水温度高于40℃后关闭水泵。（4）根据下油箱两侧温度差异调整吸油及排油油管，保证两侧油箱温度均匀。（5）选择吸油及排油管路时，须在控制箱内断电后进行调整。（6）停用前将换热箱内水排出。（7）发电车库内停留，应适时开启加热装置，保证油温15℃-20℃。

结束语

通过对辅助加热装置的原理分析与操作实际应用，该装置可以解决高海拔、高寒地区尤其在冬季施工出现柴油发动机启动困难问题，这给施工单位带来了便利，给柴油发动机增加一套冷启动辅助循环加热装置，对提高发动机的一次点火成功率大有益处，受到施工单位认可。

参考文献：

［1］陆刚，刘波.工程机械发动机维修指南［M］.北京：中国轻工业出版社，2018.

［2］程守珠，江之永.大学物理（第2册）［M］.北京：人民教育出版社，2015.

［3］秦曾煌.电工学（第2册）［M］.北京：人民教育出版社，2018.