柴油发电机低温启动作业的危害与预热器机理

　　通常分为两种程序，即室气预热系统和冷却水预热系统。其机理是起动预热机构在柴油发电机冷态起动前，通过电子系统加热压缩空气，提升柴油发电机冷起动的性能，在启动后，依据防冻液的温度，将对空气继续加热一段时间，从而减轻柴油发电机爆燃与冒白烟的状况。

　　      当气温在-10℃以下时，柴油发电机冷起动就有一定困难；当气温降至-40℃以下时，不选择一些低温起动举措，则根本起动失败。柴油发电机在冬季低温起动的必要因素如下：

　　      柴油发电机的起动转速通常大于100r/分钟，其低温起动详细受起动阻力的危害，启动时主轴的旋转阻力包括：汽缸内压缩空气的反用途力、运动部位的惯性力、各摩擦副的摩擦阻力等。

　　      柴油发电机的压缩比很高，通常通用机型的压缩比为14～22左右。压缩冲程终了时，燃烧室内混合气的压力应达到3～5MPa。

　　      压缩冲程终了时，气缸内的混合气要具备足够的温度。一般柴油发电机要点压缩冲程终了时，汽缸内的温度应达到400℃以上。

　　      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，气缸内形成混合气后才可充分燃烧。

　　      柴油发电机主轴旋转阻力矩和起动速度在低温因素下详细受机油黏度的危害。随着外界温度减小，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，从而加大了主轴的旋转阻力矩，使柴油发电机启动速度减轻。压缩终了时，气缸内压缩空气若达不到柴油燃烧所需的压力和温度，柴油发电机难以起动。

　　      柴油发电机所选择的机油黏度等级越大，柴油发电机启动所需要的功率也越大。例如，某柴油发电机在-23.3℃温度下，操作SAE10W机油只需3.7KVA的启动功率，使用SAE20W机油起动容量则需7.4KW，而操作人人又SAE30W机油起动功率竟增加到11.8KVA。

　　      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℃降到-10℃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，雾化不佳，增长了着火滞后期，造成柴油发电机启动困难。

　　      蓄电池的最佳工作温度在10℃～40℃范围。在低温条件下，电瓶电动势变化不大，即环境温度有较大变化时，电瓶的单格电压下降并不多。但是，随着温度的减少，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；而为了预防电解液结冰，处界温度越低，越需加市电解密度。同时，起动柴油发电机时，蓄电池的放电电流很大，蓄电池的端电压和容量下降明显。电瓶输出能力在-30℃时，只有额定输出的34%左右。柴油发电机低温启动时本来就需要较大的启动容量，但是低气温使电瓶的输出功率减少，无力拖动起动机带动柴油发电机旋转或无法过到最低启动速度，都将导致柴油发电机难以着火运行。

　　      进气预预热塞一般装在柴油发电机进气管上，其用途是预热柴油发电机的进气，结构与电路示意图如图1所示。外表绝缘的空心阀体由线膨胀系数较大的金属材料制成。一端与进油管接头相连，另一端通过内螺纹与带有外螺纹的阀芯连接。阀芯的锥形端在预热器不工作时将油管接头的进油孔堵塞。阀体外绕有外表绝缘的电热丝。

　　      起动时，接通预热器电路后，电热丝通电过热并加热阀体，阀体受热伸长，带动阀芯移动，使阀芯的锥形端离开进油孔。燃油流入阀体内腔受热而汽化，从阀体的内腔喷出，并被炽热的电热丝点燃生成火焰喷入进气管，使进气得到预热。当关闭预热开关时，电路切断，电热丝变冷，阀体冷却收缩，其锥形端又堵住进油孔而截止燃油的流入，所以火焰熄灭，预热停止。该机构的最低作业温度为-40℃，使用简易、可靠性高，启动效果良好，但在启动柴油发电机后立即应切忌加大油门运行，否则易造成拉缸事故。起动液  有的cummins柴油发电机在进气管上装有启动液喷射器。冷启动时将一些易燃燃料喷入进气管，使其与空气一起进入气缸，促使混合气的初次着火。起动液一般由乙醚（64%）、丙酮（16%）、11号润滑油（10%）、硫（添加剂）和石油醚（10%）等混合而成康明斯柴油发电机参数表。

　　      PTC预热器是在进气系统布局一个具有一定质量的加热储能体，起动前用小电流将储能体加热到设定温度，启动时储能体可以作为一个热源不断地向进气管内空气供应热量。如图2所示，PTC预热器机构是一种储能型电热陶瓷透气预热加热器，它选用正温度系数热敏陶瓷作为热体。以储热一热交换方法工作，构成为同心分布多级串联散热片形式。正温度系数的PTC电热陶瓷材料是属于铁钛酸钡类半导体，其电阻值可随温度变化而改变，使加热器的电流发生变化，加热温度得到自动控制。当外界温度为20℃时，其电阻仅为0.2～0.4Ω。电路一接通，即柴油发电机启动开关一打开，瞬时加热电流很大，温度迅速升高，1min内即可达到60～80℃，3min内即可达到200℃。此时，电阻值趋向无穷大，电流趋于0，温度不再升高，电路几乎切断。

　　      cummins6BT5.9柴油发电机安装的PTC预热器，安装在柴油发电机增压器至进气管盖总成之间。PTC预热器电路机构，具体由预热器保险、预热开关、预热时间控制器、预热指示灯、预热继电器和预热器等结构。该装置与常载的火焰塞、电热塞相比，具有结构紧凑、热量集中、热效率高、功耗低、可靠性好、发热体不氧化、寿命长、适用温度范围广等特点。

　　      当柴油发电机在5～-40℃因低温不能起动时，可利用PTC进气预热器先行预热后再启动柴油发电机。其工作步骤是拉出预热器气门装置手柄，按下预热开关，时间监控系统工作使继电器得电闭合，PTC预热器通电开始预热。经过设定的预热时间（通常为6min），操作系统使继电器失电断开，切断预热器电路，同时指示灯闪烁，蜂鸣器鸣叫。此时可启动柴油发电机。启动后关闭预热开关，推回气门手柄。预热器气门装置用以控制进入柴油发电机进气支管的空气流量（发电用）。在加热时康明斯柴油发电机参数，减少流量，提高预热效果；工作时则恢复流量。如果使用“非法”或调节“非法”，都能造成预热效果不好，或柴油发电机动力不佳等人为损坏。

　　     燃油加热器的作业由电脑控制，操作员可以通过定时器来预选加热时间。燃油加热器不仅可以与柴油发电机冷却机构相连，通过加热由附带水泵强制循环的防冻液在低温起动前对柴油发电机进行预热，而且还可以与发电机组供暖装置相连，这种低温预热程序的整个加热程序需30～40min，能将柴油发电机缸体温度加热到40～50℃左右。此时柴油发电机的润滑油也得以加热，润滑油的粘度减轻，柴油发电机在低温要素下的润滑要素改善，使柴油发电机顺利起动。

　　      水套加热装置则是为柴油发电机组防锈水、润滑油专业预热的一种机构，在工作环境可能低于4℃时，水套加热机构是柴油发电机启动设备时必备的配套系统，它可使缸体冷却机构温度达到并保持在要点的范围内（25℃-50℃），由于润滑油受到热传递而间接加热，发电机组也保持一定温度，冬天防范柴发机组冻裂，从而使柴油发电机组时刻处于热后备状态，不管严冬腊月，柴油发电机在严寒低温状态下也能够快速、稳定、可靠地应急起动，并在最短时间内加载到全负荷，机组的机械磨损降低，输出功率稳定。

　　      在水套加热系统供电线路的JK继电器中间串接入一个温度操作界面和一个JK1固态继电器，温度控制界面的温度传感器接到金属水管壁上，以此实时采集水温，然后通过温度监控系统感应环境温度的变化，进而精确地控制水套加热装置供电线路的导通与断开。

　　      通过对柴发机组加装水套加热装置，柴油发电机始终处于良好的暖机待运行状态，高效精准地控制水套加热机构的水温温度，远程监控客户端监测发现柴油发电机组的水温能够很好地控制在25度到50度之间，延长了加热器装备以及防锈水管路的使用年限，减轻了柴油发电机维护作业量，杜绝了水套加热系统在高温度环境下无效运行情况的产生，节约了电能。

　　      电喷ECM 可根据柴油发电机冷却液温度决定预热时间（前预热、预热、后预热）、预热塞继电器及QOS 指示灯的动作。QOS装置可提升低温时启动性能、并可降低启动后的白烟及噪音。钥匙开关 “ON”位置，ECM根据来自冷却液温度传感器（ECT）的信号康明斯50kw发电机型号，检查出柴油发电机冷却液温度，通过改变预热时间，得到最佳的启动条件。同时，利用后预热，保证启动后，柴油发电机在怠速能稳定地运转。 柴油发电机预热机构启动曲线所示。

　　      综上所述，柴油发电机的预热机理对于保证发电机的正常运转和延后使用年限具有重要意义。在实际使用中，应充分了解柴油发电机预热系统的机理和特点，按照规定进行保养与保养，确保预热机构始终处于良好的工作状态。同时，应注意观察发电机的运行情形，如发现异样应及时排除，以保障柴发机组的正常运转和延后使用年限。----------------