机电之家论文网

发动机

您现在的位置：机电论文网>> 发动机>> 正文内容

作者： 来源： 发布时间：2018/2/11 16:12:47  点击数：1224

发动机起动性能是发动机的重要性能指标之一，直接影响发动机的工作可靠性和使用寿命。发动机的起动是指发动机曲轴在外力作用下开始转动，直到发动机开始自动地进入怠速运转的全过程。
由发动机工作原理可知，无论是冷起动还是热起动，起动的必要条件是：必须提供足够大的起动力矩；气缸内具有一定的压力和温度；必须提供足够高的起动转速；必须供给浓度适当的混合气；各摩擦表面能得到充分的预润滑。如果上述条件之一恶化，则会发生起动困难。
1 低温起动
1.1 影响低温起动的因素
1.1.1 压缩终点的温度和压力低
低温起动时，气缸内压缩始点温度低，向气缸壁传热增多，以及由于起动转速低而引起漏气量增加，从而使压缩终点温度和压力下降，不利于混合气的形成和燃烧。
1.1.2 燃油气化不良
燃油对起动性的影响主要是其蒸发和雾化性。低温时燃油粘度和密度增大，使流动性变差，蒸发、雾化不良，致使大部分燃油以液态存在于气缸内，从而影响混合气的形成，造成混合气过稀。低温时，柴油中的蜡质易析出，有时会造成燃油滤清器和管路的堵塞。
1.1.3 润滑油粘度增加
摩擦副中摩擦阻力的大小，主要取决于润滑油的润滑作用。从润滑油的粘度特性可知，润滑油的粘度随温度的降低而增大(如：一种100 ℃时运动粘度为几 mm2/s的油，温度到0 ℃以下时，
其运动粘度可达几千甚至几万mm2/s)。润滑油粘度大，起动阻力就大。
1.1.4 蓄电池性能下降
在低温下蓄电池电解液的粘度和电阻值增大。粘度增大使电解液渗入极板内层非常困难，故放电时极板内层活性物质不能充分利用，造成输出容量减小。一般情况下，电解液的温度每下降1 ℃，容量约减小1 %～2 %。粘度和电阻值的增大使蓄电池输出电压降低，造成火花塞点火能量下降，火花减弱。另外，由于低温时发动机被连续拖动的时间过长，进入气缸的混合气过多，使火花塞的电极被燃料濡湿，或者由于不完全燃烧造成火花塞污损，使绝缘阻值增大，因而影响了火花塞的正常跳火。蓄电池的性能下降，还使起动电流减小，造成发动机起动乏力。
1.2 改善低温起动的措施
1.2.1 用燃油加热器加热
利用燃油加热器(即燃烧燃油，将其发出的热量通过换热器传递给被加热介质的装置)或电加热器，将冷态发动机的冷却液(风冷发动机则是冷却空气)和润滑油加热，使整个发动机升温，以便能顺利地起动。
1.2.2 用进气预热器加热
用进气预热器(电热预热或火焰预热)对进入气缸的混合气(或空气)进行加热，从而提高压缩终点温度，改善着火条件。电热预热方法是在进气管内安装电热塞或电热丝，直接加热进气，它不消耗空气中的的氧气，也不污染进气，但是它消耗蓄电池的电能，只适合小排量的发动机。燃烧燃油来加热进气管内的充量，它消耗的电能相对较少，加热的温度高，但由于它消耗一部分氧气，还会有部分废气产生和功率损失，因此需要对燃烧器的供油量进行较精确的控制和调节，避免耗氧量过多和废气过多。
另外，采用催化点燃废气再循环的方法也可以对进气进行加热，即将起动初期没有燃烧或不完全燃烧的燃油在排气管中催化点燃，再将废气部分引入进气管，达到既加热进气又降低排放的目的。
1.2.3 安装电热塞
在发动机燃烧室中安装电热塞，提供一个高温的点火源(而不是一个热源)帮助点燃混合气，以解决发动机低温下压缩终点温度低而不能使燃油着火的问题。燃烧室电热塞较多地用在起动性能较差的分隔式燃烧室——涡流室和预燃室中。用电热塞低温起动效果如何，这不仅与发动机本身的起动性能有关，还与电热塞的安装位置等因素有关。
1.2.4 利用适量起动液
以乙醚或其它易燃物为基础，配制成一种特殊液体(起动液)，将其渗入柴油机中或喷入进气管，以改善燃油的着火条件。用起动液进行发动机的低温起动，其主要特点一是起动时间短，完全可以满足应急起动的要求；二是起动时气缸内容易产生较高的燃烧压力。
需要注意的是，起动液不是加的越多越好。如果起动液加注过多，会使最高燃烧压力过高，发动机的运动件和主轴承受到较大的冲击，影响其使用寿命。为了避免产生过高的最高燃烧压力，起动液应具有良好的性能，起动液浓度应精确控制，多缸机各缸进气中起动液含量要均匀。
1.2.5 提高混合气浓度
增加每循环供油量，使燃料蒸发的数量增大，提高混合气的浓度以改善起动性能。
1.2.6 采用低温润滑油
使用低温润滑油，降低润滑油粘度，以提高润滑油的流动性和减少液体的内部摩擦阻力。
1.2.7 利用高能蓄电池
采用高能量蓄电池，如目前的镍氢电池及镍镉电池等。注意对蓄电池的加热或加热保温，以保持蓄电池的容量和输出功率。
对于不同用途和型号的发动机，由于对它的低温起动性能的要求不同，所采用的低温起动措施也不同。对于低温起动性能要求高的发动机，为保证其在很低的温度下能顺利起动，有时需要同时采用多种措施。
2 热车起动
热车起动是指发动机在热机状态下的起动。
2.1 影响热车起动的因素
2.1.1 润滑油粘度下降
热车时润滑油的粘度下降，使相对滑动表面的油膜变薄或遭到破坏，出现半干摩擦状态，造成机械损失增加。
2.1.2 起动转速低
若起动转速低，使压缩气体容易通过其气缸密封不严处泄漏，引起压缩终点温度和压力的降低。此外，转速低使燃烧室中空气扰动弱，燃料不易蒸发；另外转速低时喷油压力也低，使燃油雾化变差，着火过程变慢。这些都使发动机着火条件变差，出现热车难起动。
2.1.3 供气量减少
热车起动时，因缸内的温度高，使进入气缸内的新鲜气量减少，影响混合气的数量和浓度，从而影响热车起动。
2.1.4 供油量不足
供油量不足会影响混合气的形成，从而影响起动。如热车时，部分柴油机由于喷油器散热不良，使喷油器针阀咬、卡而引起循环供油量不足；控制喷油泵油量调节机构的操纵机件受热变型，影响了喷油泵柱塞斜槽相对于回油孔的位置，造成柴油机供油量不足；燃油受热产生的燃油蒸气增多，燃油蒸气在燃油系统中形成气阻而使循环供油量不足等等，都会使热车起动困难。
2.1.5 机件间配合间隙过小
各机件间在热车时不能保证正常的工作间隙，会因摩擦阻力增大造成起动困难。如曲轴轴向间隙过小时，会使轴颈端面发生碰撞；活塞与缸套、活塞与活塞环等的配合间隙过小，热车时易出现“刮缸”等现象，使起动困难。气门间隙过小，则会因热车时配气机构受热膨胀，气门关闭不严，造成漏气，使压缩压力不足而难于起动。
2.1.6 发动机技术状况差
发动机的技术状况差会直接影响起动性能。如缸套与活塞或活塞环、气门与气门座磨损，造成漏气，使压缩压力不足而难起动；喷油器针阀磨损过甚而漏油，影响混合气形成质量，从而影响起动；喷油泵柱塞、输油泵活塞严重磨损，热起动时因柴油粘度小，转速又低，导致柴油从磨损处的泄漏量增多，造成供油量不足而起动困难；缸内积碳多，使运动件运动不灵活，甚至卡死而导致起动困难。
热车起动困难的影响因素很多。分析可知，它们大多与发动机机体温度升高有关。
2.2 改善热车起动的措施
2.2.1 保证冷却系统的正常工作，避免因发动机散热不良造成温度升高。
2.2.2 装配正确，确保各运动件间的正常配合间隙，以减小摩擦损失。
2.2.3 重视发动机的使用与维护，避免机件咬合和过度磨损；防止缸内漏气过多而影响压缩终点压力和气体数量。

更多	字体：【小】-【中】-【大】【关闭此页】