我国北方地区冬季最低气温可达–30℃以下,在这种低气温条件下工作的工程机械,其柴油机启动十分困难。对于采用分动箱驱动液压泵的工程机械,低气温启动困难问题更为突出。
1.低气温启动困难原因
(1) 启动扭矩减小
对于电启动柴油机来说,其启动扭矩的大小与蓄电池的容量有关。蓄电池工作的最佳环境温度在10~40℃之间。当环境温度降低时,蓄电池电容量随之降低,柴油机启动扭矩大幅度减小。
(2) 启动阻力矩增大
柴油机曲轴与轴瓦、活塞与缸套等零件材质不同,热膨胀系数也不同。在低温条件下,不同材质冷缩变形可致使配合间隙减小,从而导致启动阻力矩增大。在低温条件下,柴油机机油、分动箱中的齿轮油及液压泵中的液压油黏度增大、流动性变差,也增大了柴油机启动阻力矩。由于启动阻力矩增大,使柴油机难以达到启动所需转速(一般应大于100r/min),便会出现启动困难。
(3) 进气温度和压力过低
低温条件下,柴油机汽缸内的进气温度很低,且柴油机缸筒、活塞等相关机件以及冷却液温度也很低,由此造成进气压缩过程中的热损失较大,压缩终了时的混合气温度达不到压燃所需温度。汽缸内压缩空气温度过低,缸筒、活塞等零件润滑不良,还会造成压缩空气的压力低于正常启动时所需压力。
(4) 柴油黏度和密度增大
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%。柴油黏度提高和密度增大,导致其流动性变差,雾化不良,从而延长了柴油机点火滞后期。