新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組低溫條件下的使用常識(shí)

 

 

一、低溫條件下的使用常識(shí)

 

1、在低溫條件下將會(huì)出現(xiàn)不完全燃燒，使未燃燒的焦油和碳的沉積物聚積在氣門導(dǎo)管和氣門上，并最終導(dǎo)致氣門粘滯。

2、在較低的環(huán)境溫度下，如果輻射和對(duì)流的熱損失未受到阻止，柴油發(fā)電機(jī)將不能消耗足量的燃油來保持冷卻液溫度及燃燒溫度。建議對(duì)系統(tǒng)提供足夠的支持，避免使柴油發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。

3、無論如何建議，操作人員都很難避免柴油發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果操作人員堅(jiān)持長(zhǎng)期怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，建議將柴油發(fā)電機(jī)怠速轉(zhuǎn)速維持在一定水平，足以將冷卻液溫度保持在 60°C 以上。

4、在-18°C 的溫度下，柴油發(fā)電機(jī)低怠速轉(zhuǎn)速需要高于 1200 rpm。對(duì)于這種類型的作業(yè)，必須采用完全接通/斷開型風(fēng)扇及防寒前護(hù)罩。節(jié)溫器、節(jié)溫器密封和除氣系統(tǒng)不得使冷卻液通過散熱器芯泄漏（當(dāng)節(jié)溫器處于閉合位置）。

 

二、低溫下啟動(dòng)系統(tǒng)的使用

 

1、蓄電池和導(dǎo)線

蓄電池是起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)的常規(guī)能源。隨著蓄電池溫度下降，蓄電池產(chǎn)生電力更少，恢復(fù)電力更慢。伴隨著蓄電池電力損失的問題，柴油發(fā)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載會(huì)在環(huán)境溫度降低時(shí)增大。

對(duì)于特定的柴油發(fā)電機(jī)系列，柴油發(fā)電機(jī)廠家通常建議蓄電池和電氣系統(tǒng)能在-18°C 時(shí)提供足夠的起動(dòng)能力。為了在較低的環(huán)境溫度下良好運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)蓄電池加熱，使其恢復(fù)原有的拖動(dòng)能力，或增加蓄電池的數(shù)量。蓄電池電量不足會(huì)導(dǎo)致拖動(dòng)轉(zhuǎn)速偏低。拖動(dòng)轉(zhuǎn)速在拖動(dòng)周期內(nèi)繼續(xù)降低，可能會(huì)逐漸降至柴油發(fā)電機(jī)無法起動(dòng)的水平。

蓄電池加熱能夠通過以下途徑實(shí)現(xiàn)，如來自加熱器的熱的新鮮空氣，來自柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)熱的排氣和熱的液體。

起動(dòng)馬達(dá)電路的導(dǎo)線直徑、長(zhǎng)度和連接決定了蓄電池自由地向起動(dòng)馬達(dá)傳輸電力的能力。直徑偏小的導(dǎo)線電阻增大，導(dǎo)線和接頭松動(dòng)或腐蝕可能會(huì)在蓄電池的電力到達(dá)起動(dòng)馬達(dá)之前就大量被消耗，最多時(shí)超過 50%損失。

柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速在 100 到 150 rpm 之間時(shí)起動(dòng)馬達(dá)的起動(dòng)效率最高，在更低的轉(zhuǎn)速下，效率下降，電流升高。如果允許起動(dòng)馬達(dá)停轉(zhuǎn)，柴油發(fā)電機(jī)將不能起動(dòng)，電能會(huì) 100% 地轉(zhuǎn)換為熱能，燒毀起動(dòng)馬達(dá)和導(dǎo)線。如果拖動(dòng)轉(zhuǎn)速持續(xù)偏低，則需要提供更多的能量（蓄電池蓄電量）、更高的起動(dòng)馬達(dá)扭矩或降低拖動(dòng)負(fù)載。

 

蓄電池放電內(nèi)阻示意圖

 

備注：

Cold Cranking Amps (CCA) 冷起動(dòng)電流定義見 SAE J537。－18℃時(shí)，蓄電池在短時(shí)間內(nèi)能輸出的的最大電流值。

串聯(lián)蓄電池組：總 CCA 不增加

并聯(lián)蓄電池組：總 CCA＝單個(gè) CCA X 電池?cái)?shù)

 

2、蓄電池使用注意事項(xiàng)：

（1）經(jīng)常保持蓄電池清潔干燥，要保持通氣孔的通暢。安裝極柱連線時(shí)需要涂凡士林，以免接頭氧化嚴(yán)重，導(dǎo)致線路接觸不良，電路工作不穩(wěn)定。當(dāng)極柱或夾頭出現(xiàn)氧化物時(shí)應(yīng)將其擦凈，涂上少許黃油以免腐蝕。

（2）向蓄電池充電時(shí)，電壓不要過低或過高，一般 12V 充電標(biāo)準(zhǔn)電壓為（13.5~14.5）V 范圍內(nèi)；24V 充電標(biāo)準(zhǔn)電壓為（28~29.9）V 范圍內(nèi)。

（3）電解液液面高度應(yīng)高出無極板（10~15）mm，液面過低應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水不要補(bǔ)充電解液，無蒸餾水可用雨水或雪水代用，不要用河水和自來水。

（4）不要連續(xù)使用起動(dòng)機(jī)，每次使用不超過 5 秒，兩次起動(dòng)間隔至少 20~25 秒。嚴(yán)冬蓄電池放電程度不得超過 25%，夏天不得超過 50%。

（5）加足電解液的蓄電池不得長(zhǎng)期在充電不足的情況下放置，要定期充電，否則報(bào)廢。

 

3、起動(dòng)馬達(dá)

起動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)功率必須大于柴油發(fā)電機(jī)本身和附件的負(fù)載總和。

 

三、低溫下燃油使用標(biāo)準(zhǔn)

 

（1）請(qǐng)務(wù)必添加中國(guó)石油或中國(guó)石化銷售的正規(guī)燃油。

（2）在國(guó)家公布柴油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：0 號(hào)的柴油其冷濾點(diǎn)為 4℃（柴油能通過濾網(wǎng)的最低溫度），其凝點(diǎn)是不高于 0℃（柴油凝結(jié)的溫度）；-10 號(hào)的柴油其冷凝點(diǎn)為不高于-10℃，其冷濾點(diǎn)為-5℃；-20 號(hào)的柴油其冷凝點(diǎn)為不高于-20℃，其冷濾點(diǎn)為-14℃。無論是哪種標(biāo)號(hào)的柴油，隨著氣溫的不斷降低，都是先經(jīng)過冷濾點(diǎn)再經(jīng)過冷凝點(diǎn)。

（3）同汽油一樣，柴油也有不同的標(biāo)號(hào)，不同的是汽油標(biāo)號(hào)由辛烷值確定，而劃分柴油標(biāo)號(hào)的依據(jù)則是柴油的凝固點(diǎn)。例如 0 號(hào)柴油的凝固點(diǎn)為 0℃，因而選用不同標(biāo)號(hào)的柴油應(yīng)主要根據(jù)使用時(shí)的氣溫決定。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的柴油按凝固點(diǎn)分為 6 個(gè)標(biāo)號(hào)：5 號(hào)柴油、0 號(hào)柴油、-10 號(hào)柴油、-20 號(hào)柴油、-35 號(hào)柴油和-50 號(hào)柴油。由于結(jié)蠟的溫度要比凝固點(diǎn)高 6℃-7℃，所以一般 5 號(hào)柴油適合于氣溫在 8℃以上時(shí)使用；0 號(hào)柴油適用于氣溫在 8℃至 4℃時(shí)使用；-10 號(hào)柴油適用于氣溫在 4℃至-5℃時(shí)使用；-20 號(hào)柴油適用于氣溫在-5℃至-14℃時(shí)使用。-35＃柴油適用于氣溫在-14℃至-29℃時(shí)使用；-50＃柴油適用于氣溫在－29℃至-44℃或者低于該溫度時(shí)使用。

（4）柴油的自由流動(dòng)取決于它的溫度、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)。低溫環(huán)境下燃油增稠的現(xiàn)象稱為蠟化。形成蠟的溫度隨燃油基料不同而不同。如果柴油發(fā)電機(jī)工作溫度低于燃油濁點(diǎn)，隨燃油流動(dòng)的蠟狀物晶體將會(huì)堵塞濾網(wǎng)、濾清器或堵塞燃油管的銳彎處、接頭等。傾點(diǎn)抑制劑只能減小燃油中蠟狀物晶體的尺寸，不能改變形成蠟狀物晶體的溫度。唯一已知的防止燃油中形成蠟狀物晶體的方法是使用低濁點(diǎn)的燃油或?qū)⑷加蜏囟缺３衷跐狳c(diǎn)以上。這可通過使用燃油加熱器解決，柴油發(fā)電機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)或非運(yùn)轉(zhuǎn)條件均能適用。

傾點(diǎn)：是指油品在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被冷卻的試樣能夠流動(dòng)的最低溫度；凝點(diǎn)指油品在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被冷卻的試樣油面不再移動(dòng)時(shí)的最高溫度，都以℃表示。傾點(diǎn)是反映油品低溫流動(dòng)性的好壞的參數(shù)之一，傾點(diǎn)越低，油品的低溫流動(dòng)性越好。

濁點(diǎn)：油類、清漆等液體樣品在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下冷卻至開始出現(xiàn)混濁的溫度為其濁點(diǎn)?；鞚崾怯捎谒只蚬腆w從樣品中析出。燃料油、潤(rùn)滑油等的濁點(diǎn)越低，則其所含的水分或固體石蠟越少。

（5）采用燃油加熱器時(shí)，選用的規(guī)格必須將燃油溫度保持在濁點(diǎn)以上，但低于導(dǎo)致燃油潤(rùn)滑質(zhì)量下降的溫度點(diǎn)。如為指定柴油發(fā)電機(jī)選擇燃油加熱器或?yàn)V清器，在燃油泵進(jìn)口處測(cè)量到的其對(duì)燃油系統(tǒng)帶來的阻力不得超過 100 mm Hg。

 

四、低溫下機(jī)油使用標(biāo)準(zhǔn)

 

在冷起動(dòng)時(shí)，機(jī)油的兩種物理特性即粘度和傾點(diǎn)對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑很重要。粘度是最重要的。機(jī)油必須能夠從容器中自由傾倒出來，并且必須能夠在柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)自由循環(huán)流動(dòng)。盡管曲軸箱中的機(jī)油固化后可以起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，但是起動(dòng)時(shí)會(huì)使柴油發(fā)電機(jī)因缺乏潤(rùn)滑而產(chǎn)生破壞性停機(jī)。寒冷氣候工作機(jī)油具有足夠低的傾點(diǎn)，在需要的最低溫度下仍保持液態(tài)。

 

機(jī)油粘度是影響柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)能力的最重要因素之一。如果粘度過高，柴油發(fā)電機(jī)的起動(dòng)性能阻力過大，使其難以達(dá)到適宜的起動(dòng)轉(zhuǎn)速。粘度過低，不能有效地建立潤(rùn)滑油膜而加劇機(jī)件磨損。一般新柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)選擇粘度較小的潤(rùn)滑油，磨損嚴(yán)重的柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)選擇粘度較大的潤(rùn)

滑油；如果使用的機(jī)油傾點(diǎn)或粘度不正確，必須在起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)之前加熱柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油。加熱機(jī)油會(huì)使其粘度下降，從而增加潤(rùn)滑能力，降低起動(dòng)過程中的摩擦力。所有濾清器必須位于柴油發(fā)電機(jī)室的受限區(qū)域內(nèi)，從而使柴油發(fā)電機(jī)熱量得到利用，防止機(jī)油出現(xiàn)凝膠。

 

康明斯柴油發(fā)電機(jī)推薦根據(jù)氣溫選用如下規(guī)格的多級(jí)機(jī)油：

推薦的 SAE 機(jī)油粘度等級(jí)與環(huán)境溫度

 

備注：

市場(chǎng)中現(xiàn)有的機(jī)油按 SAE（美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)）法分類，單級(jí)機(jī)油：冬季用油有 6 種，夏季用油有 4 種，

多級(jí)機(jī)油：冬夏通用油有 16 種。

W 代表冬季是 Winter(冬天)的縮寫，

（1）冬季用油牌號(hào)分別為：

0W、5W、10W、15W、20W、25W，W 前的數(shù)字越小，低溫粘度越小低溫流動(dòng)性越好，適用的最低氣溫越低；

（2）夏季用油牌號(hào)分別為：

20、30、40、50，數(shù)字越大其粘度越大，適用的最高氣溫越高；

（3）冬夏通用油牌號(hào)分別為：

5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、10W-20、10W-30、10W-40、10W-50、15W-20、15W-30、15W-40、15W-50、20W-20、20W-30、20W-40、20W-50，代表冬用部分的數(shù)字越小，代表夏季部分的數(shù)字越大，適用的氣溫范圍越大。

 

機(jī)油粘度示意圖

 

五、低溫下進(jìn)氣系統(tǒng)的使用

 

對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行防寒準(zhǔn)備時(shí)，必須對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的兩個(gè)方面加以考慮，即空氣密度和溫度。

（1）空氣密度

當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，空氣密度增加。對(duì)于渦輪增壓柴油發(fā)電機(jī)最終會(huì)導(dǎo)致最大氣缸壓力升高。缸壓升高會(huì)出現(xiàn)以下各種問題：

○ 缸體破裂 

○ 氣缸墊漏氣

○ 曲軸軸承負(fù)荷過大

○ 在采用液力柴油發(fā)電機(jī)制動(dòng)時(shí)，凸輪軸斷裂

○ 缸蓋螺栓松脫或斷裂

○ 活塞環(huán)破裂

○ 活塞破裂

（2）空氣溫度

進(jìn)氣溫度和燃燒溫度之間有直接的關(guān)系。對(duì)于柴油柴油發(fā)電機(jī)，進(jìn)氣溫度低的一個(gè)最終結(jié)果就是降低了燃燒溫度。當(dāng)燃燒溫度降低時(shí)，較低一端的柴油不會(huì)燃燒。這些未燃燒的重端燃油將在氣門導(dǎo)管和氣門桿上聚集形成類似焦油的清漆物質(zhì)，使其在開啟位置卡死。氣門開啟，活塞動(dòng)作時(shí)，會(huì)發(fā)生損壞。進(jìn)氣溫度低還會(huì)產(chǎn)生爆震（非受控燃燒）和活塞燒蝕。

在低于 0°C 時(shí)，建議從柴油發(fā)電機(jī)保溫罩內(nèi)進(jìn)氣，這樣就能向進(jìn)氣室提供暖氣，降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱損耗。如果空氣濾清器沒有位于柴油發(fā)電機(jī)保溫罩內(nèi)，則所用的管路 必須布置在柴油發(fā)電機(jī)和空氣濾清器進(jìn)口處之間。柴油發(fā)電機(jī)艙需要提供足夠的密封。只有側(cè)壁不總能起到滿意效果。如果散熱器罩周圍及柴油發(fā)電機(jī)下部有開口，則這些區(qū)域必須密封。取決于環(huán)境溫度和柴油發(fā)電機(jī)艙尺寸，可加熱柴油發(fā)電機(jī)艙內(nèi)部空氣來維持燃燒溫度。在這些條件下中冷式柴油發(fā)電機(jī)工作性能好，因?yàn)橥ǔ峥諝饫鋮s到冷卻液溫度水平的冷卻器濾芯會(huì)使低溫進(jìn)氣加熱到冷卻液溫度。提供溫度控制接通/斷開型風(fēng)扇使柴油發(fā)電機(jī)艙內(nèi)的幅射熱量和對(duì)流熱量不會(huì)被氣流耗散，有極大好處。

鑒于此，康明斯建議在-12℃以下環(huán)境溫度中工作的柴油發(fā)電機(jī)，必須在簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)選裝進(jìn)氣預(yù)熱器，其作用是將進(jìn)入進(jìn)氣歧管的冷空氣先加熱至適當(dāng)溫度后再進(jìn)入汽缸燃燒。

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六、低溫下冷卻系統(tǒng)的使用

 

（1） 冷卻液

柴油柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)的冷卻液主要是作為傳熱媒介使用，在寒冷和嚴(yán)寒氣候下也容易發(fā)生冷凝。

當(dāng)氣溫在-32°C 以上時(shí)，使用 50% 的乙二醇防凍劑和 50% 的純凈水，絕對(duì)不允許直接加自來水或水池里的水，防止將柴油發(fā)電機(jī)缸體，缸蓋等凍裂。當(dāng)氣溫在-32 至 -54°C 時(shí)，使用約 60%乙二醇與 40%水的溶液即可使冷卻液獲得最低的冷凝溫度?；旌先芤簩?huì)在-50°C 左右半凍結(jié)。

當(dāng)氣溫在 -1°到 10°C 之間或者更低時(shí)，建議加熱冷卻液或使用乙醚起動(dòng)輔助裝置獲得成功起動(dòng)。在低于 -23°C 的氣候條件下工作時(shí)，建議同時(shí)采用冷卻液加熱器和乙醚起動(dòng)輔助裝置。

市場(chǎng)上有三種基本的冷卻液加熱器。選擇的加熱器必須能夠在任何溫度下將冷卻液溫度保持在最低 50°C。

♦ 浸入式加熱器

♦ 箱式加熱器

♦ 燃油燃燒式冷卻液加熱器

 

七、冬季寒冷天氣的維護(hù)保養(yǎng)

 

按溫度范圍分 3 個(gè)區(qū)間：

● 0 至-23°C 時(shí)的防寒措施

○ 保持油箱加滿以減少濕氣凝結(jié)。

○ 每天排放沉積物。

○ 遵守潤(rùn)滑油更換時(shí)間表，這對(duì)保持機(jī)油清潔是必要的。

○ 每天一次，檢查預(yù)熱器線圈和電氣系統(tǒng)。

○ 每周一次，檢查寒冷天氣支持系統(tǒng)。

● -23°C 至-32°C 時(shí)的防寒措施

○ 保持油箱加滿以減少濕氣凝結(jié)。

○ 每天排放沉積物。

○ 遵守機(jī)油更換時(shí)間表，這對(duì)保持機(jī)油清潔是必要的。每?jī)蓚€(gè)小時(shí)檢查一次油位。

○ 每天一次，檢查預(yù)熱器線圈和電氣系統(tǒng)。

○ 每周一次，檢查寒冷天氣支持系統(tǒng)。

○ 每周一次，檢查溫度控制、節(jié)溫器和百葉窗。

● -32 至-54°C 時(shí)的防寒措施

○ 保持油箱加滿以減少濕氣凝結(jié)。

○ 每天排放沉積物。

○ 遵守機(jī)油更換時(shí)間表，這對(duì)保持機(jī)油清潔是必要的。每?jī)蓚€(gè)小時(shí)檢查一次油位。

○ 每天一次，檢查預(yù)熱器線圈和電氣系統(tǒng)。

○ 每周一次，檢查寒冷天氣支持系統(tǒng)。

○ 每周一次，檢查溫度控制、節(jié)溫器、防寒前罩、空間加熱器起動(dòng)馬達(dá)和起動(dòng)馬達(dá)電氣系統(tǒng)。

 

八、低溫起動(dòng)困難故障

 

1、起動(dòng)困難的原因

柴油機(jī)的起動(dòng)性能，不僅決定于其本身的技術(shù)狀況，還受外界氣溫的影響。冬季低溫下起動(dòng)更困難的主要原因是：

（1）冬季氣候寒冷，環(huán)境溫度低，機(jī)油粘度增大，各運(yùn)動(dòng)機(jī)件阻力增加，使起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。

（2）蓄電池容量隨溫度下降而減少，使起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更加降低。

 

（3）由于起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，壓縮空氣滲漏增多，氣缸壁散熱量增大，致使壓縮終了時(shí)的空氣溫度和壓力大為降低，使柴油著火的延遲期增長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)甚至不能燃燒。

 

（4）  低溫下的柴油粘度增大， 使噴射速度降低，加上空氣在壓縮終了時(shí)的旋流速度、空氣溫度和壓力低，致使噴入氣缸的柴油霧化質(zhì)量差，難以與空氣迅速形成良好的可燃?xì)怏w和及時(shí)著火燃燒， 甚至不能著火， 致使起動(dòng)困難。

 

2、順利起動(dòng)應(yīng)該具備的條件

（1）要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)速。一般要求直噴式柴油機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速為100-125rpm以上

（2）氣缸的密封性要好。這可使起動(dòng)時(shí)漏氣量減少，保證壓縮終了時(shí)氣體有足夠的燃燒溫度和壓力。

（3）要求柴油機(jī)的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)部件之間的配合間隙適當(dāng)，且潤(rùn)滑良好。

（4）蓄電池要有足夠的起動(dòng)電容量，且起動(dòng)電路的技術(shù)狀況正常。

（5）起動(dòng)油量要符合規(guī)定，噴射質(zhì)量良好，且噴油提前角要符合要求。

（6）使用的燃料符合要求。

 

3、冬季解決起動(dòng)困難的原則和措施

（1）選擇合適牌號(hào)的機(jī)油和柴油。

（2） 加大三濾的維護(hù)頻次，以免堵塞。

（3） 合適濃度的防凍防銹液（冷卻液）。

（4）冷卻液加熱器。

（5）燃油加熱器。

（6） 機(jī)油加熱器。

 

發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置

 

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