柴油机起动性能主要影响因素分析

徐信峰　佟长宇　乔云

摘 要：起动性能是衡量柴油机的一个重要技术指标，起动性能的好坏对柴油机工作的可靠性、排放性能都有直接影响。我国地域辽阔、气候条件差异很大，这些都对柴油机的起动性能提出了更高的要求，为此，对影响柴油机起动性能的主要因素做具体的分析，希望能够对改善柴油机的起动性能有参考价值。

关键词：影响；起动；性能；因素

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）12019201

0 引言

柴油机是通过压缩的空气产生高热，然后喷入柴油雾化后膨胀爆炸，产生的作用在活塞上压力，推动活塞沿气缸做不等速的高速直线作用往复运动，经活塞销，连杆和曲轴等组成的曲柄连杆机构，将活塞的直线运动变为曲柄的旋转运动，从而输出机械功。起动性能是衡量柴油机的一个重要技术指标，起动性能的好坏对柴油机工作的可靠性、排放性能都有直接影响。我国地域辽阔、气候条件差异很大，这些都对柴油机的起动性能提出了更高的要求，本文对影响柴油机起动性能的主要因素做具体的分析，希望能够对改善柴油机的起动性能有参考价值。

1 柴油机起动性能影响因素

柴油机本身没有自行起动能力。欲使静止的柴油机转动起来必须借助于外力，以便使柴油机获得第一个工作循环的条件，即在外力作用下进行进气、压缩、喷油，直至燃油燃烧膨胀作功而自行运转。这一过程称柴油机起动。在起动过程中，为保证压缩终点缸能够达到自燃发火的温度，需要柴油机必须达到一定的转速。柴油机正常运转的条件是柴油良好雾化后能够精确无误的喷入燃烧室，在燃烧室的压缩空气达到一定的温度后，着火、爆发。在满足这两个先决的条件，就必须要求柴油机在起动时达到足够高的转速和气缸中有较高的点火温度。实践中，柴油机一般情况下，在-5～10℃温度环境下，可以正常起动。但当柴油机处于更低温度环境中时，机器起动将出困难。

2 压缩比

压缩比为柴油机气缸总容积与燃烧室容积之比，它的变化，不仅影响柴油机的动力性和经济性，而且影响其起动性能。在设计时每台柴油机都规定了一个最佳压缩比，我国柴油机的压缩比多在在19～21之间，有的则为15～23，但在使用中，由于各种相关因素的影响，其压缩比往往会降低。柴油机的压缩温度受压缩比变化的直接影响，当柴油机压缩比因各种因素，下降到一定数值时，就会出现柴油机起动困难，因此，合理的压缩比对柴油机的起动有着直接影响。

从上面公式可知，压缩比和压缩终点温度之间是正比关系，当压缩比低，则压缩终点的温度就低。只有压缩终点温度足够高时，才可能使使柴油机起动可靠点火，因此，柴油机较高的压缩比，可以保证柴油机可靠起动。

3 起动转速

在起动过程中必须使柴油机达到一定转速，才能保证在压缩终点缸内达到燃油自燃发火的温度。起动的关键在于喷入气缸的柴油能否与被压缩的空气迅速组成可燃混合气和及时点火燃烧。而柴油机起动所要求的最低转速称起动转速，起动转速也是保证柴油机顺利起动的主要因素之一。随着柴油机起动转速的变化，机器气缸压力也随之变化（在1.5～2.5MPa左右），此时，气缸同最低着火温度在350℃左右，只有压缩温度高于此温度时，柴油才能被点燃，从而机器起动。当起动转速较低时，因气缸传热，使得通过气阀、活塞环的漏气，进气量减少，压缩终点温度快速下降，无法满足气缸最低着火要求。

柴油机随着缸体数量和缸体直径的变化，所需的起动转速也随着改变，当缸体数量和缸体直径减小时，所需要的起动转速增高。另一方面，在起动时燃料的蒸发性对可燃混合气的形成起着重要的作用。在低温环境中起动时，燃料的雾化条件变差，燃油通过油膜表面挥发形成混合所，若起动转速较低，蒸发时间就会变长。如果起动转速太高，压缩终点的温度和压力也增加，但缩短了蒸发时间。总而言之，对于柴油机有一个最佳的起动转速，不仅保证机器能够正常起动，同时，减小起动功率的消耗。

4 起始扭矩

在柴油机起动时，只有当起始扭矩克服起动总阻力矩，加速曲轴到一定转速后，柴油机顺利起动。在上述因素中，最主要的是各机器零部件相互之间产生的摩擦阻力，这决

定于在起动温度下润滑油的粘度。众所周知，润滑油的粘

度随着环境温度的降低而大幅升高，为了减小起动摩擦阻力，在柴油机添加润滑油，应选择粘度指数高的油品，也就是选择粘度随温度变化小的润滑油，从而有效降低柴油机零部件之间相互摩擦阻力，使起动转矩能够很好克服起动总阻力矩，达到利于柴油机起动的目的。摩擦力矩与温度及发动转速的关系如图2所示。

5 结束语

柴油机的工作条件一般都比较差，通过对影响柴油机起动性能的主要因素进行深入分析，可以提高、改进柴油机的起动性能。不同型号、不同用途、不同结构的柴油机对起动性能的要求也不一样，但是，良好的起动性能可以缩短柴油机起动时间、提高柴油机运行的可靠性，使得柴油机设备适应更复杂工作环境。

参考文献

[1]周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]魏长河，王忠.低温环境下ISG技术柴油机起动性能分析[J].农业机械学报，2010，（9）.

[3]章建宏，张玉峰.柴油机的低温起动[J].工程机械与维修，2006，（1）.

[4]周广平，鄂加强，钟定清.严寒条件下矿用自御车柴油机冷起动对策探讨[J].内燃机，2003，（2）.

[5]曲明轩.影响机车柴油机起动的因素及改善措施[J].铁道机车车辆工人，2005，（4）.