柴油機啟動性能主要影響因素分析

楊占鋒

摘 要：啟動性能是衡量柴油機的一個重要技術指標，啟動性能的好壞對柴油機工作的可靠性、排放性能都有直接影響。對影響柴油機啟動性能主要影響因素進行了分析，指導人們正確使用維護柴油機。

關鍵詞：柴油機；啟動性能；影響因素

中圖分類號：S21907 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.09.012

柴油機本身沒有自行啟動能力，欲使靜止的柴油機轉動起來必須借助于外力，以便使柴油機獲得第一個工作循環的條件。柴油機啟動過程：曲軸由外力帶動旋轉，促使活塞做上下往復運動，壓縮活塞上部燃燒室內的柴油與空氣的混合氣體；達到一定的溫度后，柴油混合氣體自燃，推動活塞做不等速的高速直線往復運動，帶動曲軸做旋轉運動，從而輸出機械功。柴油機能夠順利啟動主要依靠兩個因素：一是霧化良好的燃油能準時地到達燃燒室；二是燃燒室里的壓縮空氣能有足夠的溫度使燃油著火，二者缺一不可。由此可知，影響柴油機啟動性能的因素主要有汽缸的壓縮壓力、燃油量、啟動轉速、啟動系統起始扭矩。

1 汽缸的壓縮壓力

汽缸的壓縮壓力是指在柴油機壓縮終了時汽缸內的氣體壓力。壓縮壓力不足會使汽缸內氣體溫度、壓力達不到柴油的自燃溫度，不能使可燃混合氣正常著火燃燒。柴油機汽缸的壓縮壓力不足主要與進、排氣門的密閉程度、活塞環及活塞與缸套之間的磨損間隙大小緊密相關。如，氣門與氣門座密封環帶不密封產生氣門漏氣、活塞環開口間隙過大、活塞環彈力過小、缸套磨損較大引起活塞環和汽缸套磨損失圓而漏氣、使燃燒室壓縮壓力不足、燃燒室內壓縮溫度過低、冷啟動困難。冷啟動困難還與汽缸墊狀態的完好性關系很大。汽缸墊裝于柴油機汽缸蓋與機體的結合面之間，起著對冷卻水、高溫高壓氣體和壓力潤滑油的密封作用，其外包銅皮，內墊石棉，密封性能應良好。但汽缸蓋墊片內墊的石棉應當均勻，否則因汽缸蓋螺栓壓緊后汽缸蓋墊片仍然不平而產生漏氣或漏水漏油。汽缸蓋墊片漏氣則產生燃燒室壓縮壓力不足而造成啟動困難。因此，保證汽缸蓋墊片質量，也是保證順利啟動的條件之一。

2 燃油量

柴油機在冷啟動時需要有足夠的油量，但噴油泵柱塞偶件磨損將使供油時高壓油泄漏，使供油量不足，不僅影響柴油機的功率，同時也使冷啟動實現的時間拖長，甚至使冷啟動困難。油箱內油量不足或油箱開關未打開，油路中有空氣或水，油箱蓋通氣孔堵塞，油路或柴油濾清器堵塞不供油，輸油泵的濾網堵塞，輸油泵油閥粘滯或不密封，油箱內上油管破裂或松動，輸油泵連接油管鎖緊螺母進氣，輸油泵工作不良，或柱塞偶件使用時間太長、過舊都可能使柱塞偶件磨損以致供油不足，造成啟動困難。

3 啟動系統起始扭矩

能夠使曲軸旋轉的最低轉矩稱為啟動轉矩。啟動轉矩必須克服壓縮阻力和內摩擦阻力矩。啟動阻力矩與發動機壓縮比、溫度、機油黏度等有關。柴油機冷啟動主要以啟動電機帶動飛輪轉動而實現啟動，啟動機的功率、制動力矩、空載轉速，均直接影響啟動的順利實現。目前拖拉機上大量使用硅整流發電機，如果柴油機的硅整流發電機工作不正常，不能保證在柴油機工作時對蓄電池正常充電，那么蓄電池在柴油機工作不多時間即產生了虧電狀態，電壓不足，不能帶動啟動機正常運轉，啟動機的轉速、功率和制動力矩都不能正常發揮，出現啟動無力狀態，柴油機也就難啟動了。由于發電機故障不能正常對蓄電池充電，蓄電池很快出現虧電的這個情況不易被操作者發覺，而誤認為柴油機難以啟動，因此，保證柴油機的直流發電機的正常功能十分重要。

4 人為因素

人為因素是指操作者或維修人員對機器的管理與調整問題。柴油機使用年久維護調整不當或零配件更換以后調整錯誤都會造成柴油機啟動困難。如氣門間隙沒有調整正確，致使進氣量不足，新鮮空氣即氧氣的進氣量不足，氣門間隙調整超差較大，則造成配氣相位混亂，汽缸壓縮壓力不足，進氣門回氣等情況使柴油機難于啟動。供油提前角不對，使供油過早或過遲，使噴入汽缸的油霧與進氣渦流不能較好混合，不能形成混合很好的可燃混合氣和不能適應啟動過程中對燃油噴入的準確時刻的要求而影響整機迅速冷啟動。噴油器的噴油壓力沒有達到要求，也影響啟動。295柴油機要求噴油器噴入渦流室的最佳油束是在12 MPa壓力下，如果噴油壓力調整不對，噴入渦流室的油束形狀和油霧的油粒顆粒大小與進氣渦流不能很好混合而不適應冷啟動要求。

管理方面的因素主要有維修不及時導致機器狀態不好，如柴油機在使用過程中燃油系統各接頭密封性不良，造成燃油系統中有空氣進入，產生氣阻使噴油泵不供油，噴油器不噴油使柴油機不能啟動。使用劣質的柴油和潤滑油導致機器不能正常工作，劣質的潤滑油其運動黏度、凝固點、水分、雜質等都不適合柴油機的使用要求，導致柴油機過早損壞，尤其是在寒冷冬季柴油機冷啟動不能正常順利進行。

選擇柴油牌號不對，氣溫低應選用凝點較低的柴油，反之，則選用凝點較高的柴油。如果使用溫度低于所選用的柴油的牌號，發動機中的燃油系統就可能結蠟，堵塞油路，影響發動機的正常啟動。