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柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難分析與輔助循環(huán)加熱裝置的應(yīng)用

2020-11-30 09:28陳勇衛(wèi)侯文海
山西建筑 2020年23期
關(guān)鍵詞:缸體柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液

訾 永 陳勇衛(wèi) 朱 毅 侯文海 王 超 王 靖

(陜西建設(shè)機(jī)械股份有限公司,陜西 西安 710200)

0 引言

由于我國(guó)幅員遼闊,各地溫差會(huì)有明顯不同,尤其是在高原、高寒地區(qū),購(gòu)買各種工程機(jī)械后燃油發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)各種啟動(dòng)困難的問(wèn)題,這就要求我們采用不同的有效方式來(lái)解決工程機(jī)械柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難問(wèn)題,各工程機(jī)械主機(jī)廠家根據(jù)主機(jī)產(chǎn)品的特點(diǎn)來(lái)找出解決發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難問(wèn)題,輔助循環(huán)加熱裝置就是解決問(wèn)題一種很好的方法。

1 高原、高寒地區(qū)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的影響因素

1.1 高原地區(qū)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難的影響

1)海拔高度含氧量對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的影響。

發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要消耗氧氣,而氧氣在高原上是比較稀薄的,這樣就容易在啟動(dòng)時(shí)造成一定的困難,以青藏高原為例,不同海拔高度該地區(qū)空氣中含氧量是不相同的(見(jiàn)表1)。

表1 海拔高度與空氣中理論含氧量的關(guān)系一覽表

表1說(shuō)明由于不同海拔高度導(dǎo)致空氣中含氧量降低,對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)容易造成一定的困難。

2)海拔高度與含氧量的降低后而造成的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)同負(fù)載情況下啟動(dòng)困難(即造成功率的衰減)。

在高原地區(qū)甚至?xí)?lái)由于海拔高度不同(相對(duì)海平面),而導(dǎo)致柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分,從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降問(wèn)題(見(jiàn)表2)。

表2 海拔高度與功率衰減的關(guān)系表

從表2可以看出由于空氣中含氧量的減少而發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間在同負(fù)載情況下就顯得更加困難了。

1.2 高寒地區(qū)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難的影響

1)柴油低溫結(jié)臘現(xiàn)象,易導(dǎo)致燃油系統(tǒng)油路阻塞問(wèn)題,影響發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

2)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)在該地區(qū),易導(dǎo)致機(jī)油系統(tǒng)潤(rùn)滑粘度高發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑不充分,也易造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。

對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)講,高寒地區(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)由于燃油、機(jī)油問(wèn)題等都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難,為此提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體溫度,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)和機(jī)油系統(tǒng)都有很大的好處。為此,有了發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱理念,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助循環(huán)加熱裝置奠定一定基礎(chǔ)。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)輔助循環(huán)加熱裝置的組成

這種輔助循環(huán)加熱裝置由發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(水道)、電動(dòng)水泵、溫度傳感器、溫度設(shè)定控制器、電控節(jié)流閥、加熱元件等組成(見(jiàn)圖1)。

3 加熱系統(tǒng)控制原理

水箱內(nèi)有一電加熱管,在水箱上有溫度控制器,溫度控制傳感器固定在水箱內(nèi)部下側(cè),實(shí)時(shí)對(duì)水箱內(nèi)的冷卻液進(jìn)行溫度測(cè)量,在控制器上將冷卻液的溫度設(shè)定在一個(gè)溫差范圍內(nèi)(例如:40 ℃~55 ℃),當(dāng)溫度低于40 ℃時(shí)箱內(nèi)冷卻液電加熱裝置開始工作,當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到55 ℃時(shí)加熱裝置停止工作,這時(shí)水泵仍然在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱到40 ℃時(shí),加熱裝置循環(huán)泵停止工作,關(guān)閉加熱回路上的兩個(gè)球閥,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài),直接啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)即可。

4 冷啟動(dòng)冷卻液循環(huán)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的連接及加熱介質(zhì)

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的連接

在工程機(jī)械柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上有很多水道,但在連接時(shí),一般繞過(guò)節(jié)溫器(即在節(jié)溫器的后端接口處安裝一個(gè)球閥連接加熱泵的出水口管路),在缸體的另一側(cè)拆除水道堵頭換上球閥即為水箱的回水口,通過(guò)不斷地循環(huán)以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱的目的,為冷啟動(dòng)創(chuàng)造條件。

該輔助循環(huán)加熱裝置在冬季施工時(shí)可以將循環(huán)加熱裝置通過(guò)球閥關(guān)閉裝置放置在設(shè)備上,使用時(shí)打開球閥即可(不用每天拆裝)。

4.2 加熱介質(zhì)的確定

在對(duì)此類高寒地區(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行此項(xiàng)加熱工作時(shí),要了解原發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻介質(zhì)是什么牌子,杜絕混用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液,例如當(dāng)了解到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液是長(zhǎng)城冷卻液FD-2時(shí),在輔助加熱裝置水箱應(yīng)繼續(xù)加入長(zhǎng)城冷卻液FD-2,這樣能夠節(jié)省成本、杜絕冷卻系統(tǒng)故障。

4.3 冷卻介質(zhì)加熱時(shí)間與啟動(dòng)窗口期

冷卻介質(zhì)的加熱與周邊的環(huán)境溫度有很大關(guān)系,所以缸體預(yù)熱到40 ℃時(shí)間長(zhǎng)短不一;以加熱管在2 000 W,加熱水箱為8 L為例,在環(huán)境溫度-8 ℃情況下,一般循環(huán)加熱1 h即可達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)要求(40 ℃的啟動(dòng)窗口期),在這個(gè)溫度下一般可以實(shí)現(xiàn)一次性點(diǎn)火成功。

5 這種輔助循環(huán)加熱裝置的優(yōu)缺點(diǎn)

冷卻水泵接到啟動(dòng)指令,就開始進(jìn)行系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán),當(dāng)達(dá)到指定溫度時(shí)就可進(jìn)行循環(huán)泵停止工作。這從另外一個(gè)角度可以看出,其優(yōu)點(diǎn)實(shí)際上是提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體溫度等于在寒冷的地帶將現(xiàn)有的15W-40CH牌號(hào)或其他牌號(hào)機(jī)油進(jìn)行預(yù)熱。同時(shí)將柴油預(yù)熱消除結(jié)臘現(xiàn)象;缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)周邊需要有交流電源進(jìn)行維持。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)輔助加熱裝置的原理分析與操作實(shí)際應(yīng)用,該裝置可以解決高海拔、高寒地區(qū)尤其在冬季施工出現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難問(wèn)題,這給施工單位帶來(lái)了便利,給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)增加一套冷啟動(dòng)輔助循環(huán)加熱裝置,對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的一次點(diǎn)火成功率大有益處,受到施工單位認(rèn)可。

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