燃废气再循环的方法也可以对进气进行加热。原理是在进排气管之间连接一个废气再循环管,在废气再循环管靠近进气管的一侧装有催化点火器,启动初期气缸排出的含有没燃烧或不完全燃烧的燃油废气通过控制阀部分流向进气管,并经过催化点火器催化点着燃油蒸气,从而加热了进气,且使以后的工作循环燃烧变好,而达到既加热进气又降低排放的目的。这种方法不用像电火焰加热器那样耗费额外的燃油,且结构简单。
冷态启动其他的措施 (1) 改善蓄电池的低温性能
温度降低时,蓄电池的内阻和电解液的粘度增加,其容量、放电电流、放电功率均减小,如电解液的温度每降低1℃且缓慢放电时,容量减少1%,迅速放电时减少2%,且-40℃时蓄电池的容量为15℃时的32%左右,这样使蓄电池的启动能力下降。为了提高蓄电池在低温下的输出功率,保证足够的启动转矩,一般采用两个办法:一个是使用低温性能好的高能蓄电池,如镍氢电池、镍镉电池等等;另一个办法是加热或加热保温的办法,用电热板或热水、热空气加热蓄电池,使蓄电池升温,这样就可以使蓄电池的容量、输出功率保持与常温下相近的数值。
(2) 采用启动液
为了使发动机在低温下顺利启动,在发动机启动时,可以向进气管内喷入自燃点低的燃料,这就是所谓的启动液,它的主要成分是乙醚。十六烷值高的燃料其着火温度低,在3.2MPa下,柴油的着火温度为177-207℃,而乙醚的着火温度为57℃,这样就保证了在较低温度下燃料可顺利着火。用启动液进行柴油机的低温启动,其主要特点是启动时间短,完全可以满足应急启动的要求;另一个特点是,启动时气缸内容易产生较高的最高燃烧压力。但是,并不是启动液加注得越多越好,如果启动液加注过多,会使最高燃烧压力过高,柴油机的运动副和主轴承受到较大的冲击,影响其
6
使用寿命。为了避免产生过高的最高燃烧压力,启动液应具有良好的性能,启动液浓度应精确控制,多缸机各缸进气中启动液含量要均匀,这样还可缩短柴油机的启动时间,使其转速持续平滑地升高。
1.3.2 热态启动
进气预热装置可以明显地提高发动机的低温启动性能,尤其火焰进气预热装置发展很好,现已成为一种主要的柴油机低温启动附加装置。电加热进气装置,需要以蓄电池的电能为能源,一定程度上加大了蓄电池的工作负担,不利于低温启动。进气预热装置虽然冷态启动效果明显,但由于发动机机体温度很低,启动过程中润滑条件恶劣,经常使用对柴油机工作不利,相比之下,采用发动机预热方式进行低温热态启动,能够更好地解决低温启动所遇到的问题。
采用发动机预热方式进行热态启动,能保证汽车在-40℃的低温条件下顺利启动,有的甚至在-45℃下也能启动,并且机体温度较高,润滑条件良好,明显减小发动机总成的磨损。气温越低,热态启动比冷态启动的优势越明显,主要表现在以下几个方面:
(1)容易启动。发动机被加热后,汽缸、活塞、活塞环及各轴承的温度升高,存在于这些摩擦副之间的机油温度也随着升高,粘度下降,从而降低了曲轴放置阻力矩,汽车热态启动的阻力矩就比冷态启动的阻力矩小,环境温度越低,这种差异就越明显。M520B型发动机在-40℃,冷却液温度预热至40℃时,启动只要1-6S。而不经发动机预热,用FJ-60型加注器加注启动液进行启动需16S,甚至更长,而且启动机脱开后还要持续喷射启动液20-30秒钟。
(2)减少机件磨损。发动机冷态启动时,由于发动机温度低,机油粘度大,润滑条件差,形成润滑油膜缓慢,使“分子-机械”磨损增加。如果机油泵泵送性差,还会引起供油中断,这时“分子-机械”磨损加剧,
7
严重时还会出现机械故障。发动机预热后,机油粘度下降,润滑条件得到很大改善,容易形成润滑油膜,使“分子-机械”磨损工作状态的时间缩短,因此磨损小。同时,发动机预热还有利于汽车启动后发动机水温迅速升温至78℃,从而使“腐蚀-机械”磨损量相对要小。
(3)避免零件损坏。在低温条件下,由于材料的收缩率不同,引起配合零件原设计的配合间隙发生改变。配合间隙增大或减小,就会导致工作时零部件损伤和破坏。同时低温下材质变脆,操作不当易被损坏,而热态启动可避免这些问题的发生。
(4)节约燃料。热态启动,发动机温度要比冷态启动时发动机冷却液温度高。可以省下这段升温过程所耗燃料。
(5)其他方面。发动机热态低温启动后,由于发动机已升温,可以立即进行负荷运转。而冷态低温启动,需低速运转几十分钟,待发动机升温后才能进行负荷运转。发动机热态低温启动,燃烧完全,排气管不冒白烟,对大气污染小。而冷态低温启动后,排气管冒白烟,一氧化碳及碳氧化合物含量较高,对环境的污染较大。热态启动优于冷态启动,而且温度越低,其优越性明显,因此一些国外进口的军用越野车的说明书上,都向使用者推荐在气温低于-25℃时要对发动机预热,进行热态启动。
发动机预热装置按加热热源不同,可分为红外线辐射预热、热水预热、热蒸汽预热、热空气预热、电加热预热以及燃油加热器预热。其中燃油加热器预热装置,以车用燃油为能源,适合随车使用,简便易行,在世界范围内有形成推广的趋势。
1.3.3 汽车使用的低温预热启动装置简介
汽车使用低温预热启动装置,目的是提高发动机的低温启动性能,使汽车能在寒冷的条件下顺利启动,同时保证启动过程中磨损减少、排气污染降低、油耗率下降,从而缓解环保和能源等问题。以下介绍几种汽车的
8
低温预热启动装置。
(1)奔驰(BMNG)2026汽车(德国)。采用的低温预热启动装置是BMNG全自动火焰进气预热装置,在对蓄电池保温的前提下,可使OM402型发动机在-34℃直接启动。
(2)道依茨(DUETZ)汽车(德国)。采用的低温预热启动装置:第一种,BOSCH半自动火焰进气预热装置。第二种,WEBASTOHL2011型空气加热器,产热量为300KCAAL/H,燃料为柴油,可以加热蓄电池。第三种,EBERSPACHER火焰振荡加热器,产热量为1000KCAL/H.燃料为汽油,用150W风机将热空气鼓入曲轴箱与进气歧管来加热发动机。气温在-15℃~-25℃之间,可使用第一种预热启动装置。气温低于-25℃,综合使用三种装置可在-40℃直接启动,而且空气加热器可对蓄电池进行启动前加热,因此该车甚至可以在-40℃停放数日后顺利启动。
(3)曼(MAN)汽车(德国)。采用的低温预热启动装置;第一种,BOSCH全自动火焰进气预热装置。第二种,WEBADTODBW2020型水加热器,产热量为20000kcal/h,燃料为柴油、粗柴油、煤油,通过加热冷却液来加热发动机及蓄电池。气温高于-25℃,可以使用第一种装置启动;气温低于-25℃,可以综合使用两种装置启动。如果DBW2020型水加热器在-40℃下能够点燃与续燃,那么该车在-40℃停放数日后又以直接启动。
1.3.4 柴油机低温启动的辅助装置实例
(1)移动电站30GF低温启动措施
30GF电站是引进德国道依茨公司技术生产的F6L912风冷柴油机和T2S225S发电机组装而成的,主要用途是吊挂在铁路特种车下为单节车厢的空调供电。这种用途要求柴油机应具有不同低温环境下可靠的低温启动性能和在高气温、低气压下良好的载荷性能。
30GF电站的低温启动辅助设备主要为1台FJ型冷风加热器,安装在
9
相关推荐: