第一、 概述
第二、 發動機的低溫起動
1、 柴油發動機的起動過程
柴油機的起動轉速較低，在壓縮行程中被壓縮的空氣散熱時間較長，空氣洩漏的時間也較長，致使一部分空氣漏掉，於是壓縮終了的溫度也較低。一般說，柴油機的著火條件是壓縮終了的壓力達到3mpa（30個大氣壓力），溫度達到200℃。如果壓縮終了的壓力及溫度達不到上述數值，則不能著火，發動機曲軸只能被起動機帶動著旋轉。
隨著被帶動的迴圈次數增加，壓縮終了的空氣溫度逐漸提高。一旦某缸內的壓縮終了的空氣溫度與壓力達到上述數值，便壓燃噴入的柴油，出現第一次著火。
出現第一次著火後，產生的廢氣（正常運轉時溫度為400～700℃）將加熱氣缸蓋、活塞、氣門及氣缸，使這些零件溫度身高並積蓄熱量，在下乙個進氣過程中放出，加熱進氣，殘存的高溫廢氣與進入的空氣混合，進一步加熱進氣，從而進一步提高壓縮終了的空氣溫度，有利於第二次著火。出現了第一次著火後，發動機轉速將迅速增加為其餘各缸著火創造了條件。進而產生斷續著火，發動機轉速進一步提高。
由於出現第一次著火的氣缸比其餘各缸多了空氣被加熱的因素，因而比其餘各缸跟容易著火。
斷續著火出現一段時間，發動機轉速增加，氣缸內壓縮終了的空氣溫度與壓力增加。當各缸壓縮終了的空氣溫度達到柴油的著火溫度時，於是各缸按照柴油機的點火順序依次工作，發動機進入連續著火。當發動機產生的力矩大於或等於起動阻力矩時，便可脫開起動機，發動機開始獨立運轉。
如果在發動機產生的力矩小於起動阻力矩時就脫開起動機，則有可能導致起動失敗。因此在進行起動操作時要仔細察聽發動機的工作情況，避免因過早脫開發動機而使起動失敗。
在低溫條件下借助於低溫了起動裝置（如專用起動液加註器噴射起動液）起動發動機時在起動脫開後仍要使用這些裝置，一直到發動機能獨立的平穩運轉為止。過早的停止使用這些裝置，將會導致啟動失敗。
2、 柴油發動機低溫起動困難的原因
柴油機起動應具備以下條件：起動轉速不低於80r/min（6缸發動機，現在歐二排放發動機要求轉速在150 r/min）；壓縮終了的空氣溫度不低於200℃；壓縮終了的空氣壓力不低於3mpa。在低溫條件下，發動機轉速隨溫度的下降而迅速下降，如果起動轉速低於80r/min，即使採用了冷起動輔助措施，使用了低溫起動附加裝置，也很難使柴油機起動。
在低溫條件下，壓縮終了的空氣溫度與壓力比在常溫條件下低，當低到噴射到氣缸的柴油不能自燃時，發動機就不能起動了。一般說，在低溫條件下影響壓縮終了空氣溫度的原因有以下三個方面：
一是在低溫（0～－40℃）條件下進氣的溫度就比常溫（20℃）低20～60℃，這是使壓縮終了的空氣溫度與壓力下降的重要原因。
二是由於起動轉速在低溫條件下明顯下降。因此在壓縮過程中壓縮空氣向氣缸蓋、氣門、活塞、氣缸散熱的時間長，加上機體與壓縮空氣間的溫差大，散失的熱量大，使壓縮終了的空氣溫度與壓力降低。
三是由於起動轉速下降，壓縮空氣洩漏的時間長，洩漏量明顯增加，導致壓縮終了的空氣溫度與壓力下降。
在低溫條件下，柴油粘度增加，表面張力增大及起動轉速低，導致噴油壓力低，均會使柴油的霧化質量變差，延長了著火滯後期，使柴油機起動困難。
3、 柴油機起動效能
一般用發動機在某溫度下能起動的最低起動轉速表示發動機在該溫度下的起動效能。對於一台配有某一起動系統的發動機來說，一般用其能起動的最低溫度來表示其低溫起動效能。
發動機能起動的最低溫度可以由低溫低溫起動試驗求得圖一表示的是發動機起動特性。
藍色曲線表示發動機在各溫度點的最低起動轉速，紅色曲線表示起動系統能帶動發動機旋轉的轉速。前者反映發動機的效能，後者反映起動輸出系統的效能，兩條曲線的交會點對應的溫度－17℃就是該發動機配該起動系統後能起動的最低溫度。
圖1 某型號柴油機起動特性
由圖一可以看到，要想使發動機能在較低的溫度下起動，可以採取以下兩種技術途徑：一是提高發動機的起動轉速；二是降低發動機能起動的最低起動轉速。提高柴油發動機起動轉速的措施及附加裝置有：
使用低溫機油；使用低溫蓄電池；使用低溫防凍防鏽液；使用大功率起動機及起動電源等。降低柴油發動機能起動的最低起動轉速的措施及附加裝置主要有：進氣預熱裝置；機油預熱裝置；冷卻液預熱裝置等。
第三、 發動機低溫起動效能開發
早期的使用者烤油底殼或者手搖發動機起動是常事情，隨著經濟的發展，使用者的要求逐漸提高，發動機起動困難會帶來使用者強烈的抱怨。各個發動機主機廠和整車oem廠家越來越重視發動機的低溫起動效能。不少發動機廠和主機廠每年冬天都到黑龍江省進行寒區試驗，以驗證發動機（整車）的低溫效能。
發動機的低溫起動效能開發主要包括以下幾個方面：
1， 發動機提前角的確定;
發動機的提前角關係到什麼時候噴油，決定了發動機
2， 發動機起動油量的確定
3， 發動機燃燒室、噴油器和缸蓋的合理匹配
第四、 低溫機油
1、發動機低溫起動對機油的要求
隨著溫度的下降，機油的內摩擦力增加，發動機阻力矩增加，使發動機起動說需要的功率增加。而發動機配用的起動系統在各溫度下所能輸出的起動功率取決於蓄電池，由於蓄電池的容量隨著環境溫度的下降而降低，因此起動系統輸出的功率也隨著環境溫度的下降而降低，溫度越低，下降的越快。因此在低溫環境下，起動輸出功率一定的情況下，若想降低發動機的最低起動溫度，關鍵的一點就是降低發動機的阻力矩，選用低溫時粘度較小的機油，降低起動所需功率，提高發動機的起動效能。
機油的粘度也內部摩擦力小，功率損失小，耗油率低，但承載能力差。粘度過低還會引起零件加速磨損，嚴重時還會引起燒瓦。
正常的液體潤滑在摩擦副之間充滿了潤滑油。潤滑油把一對摩擦副相對應的表面分開，使這一對零件的摩擦表面互相不接觸，從而降低這對摩擦副之間的摩擦係數，而且不損傷零件的表面。對於有壓力供油的潤滑系統的發動機，如果供油不足，在零件之間就會發生接觸，形成半乾性甚至乾性摩擦。
這不但使摩擦係數增加，而且還會加速零件的磨損。對發動機來說，潤滑油還有另乙個作用，那就是使摩擦副產生的熱量帶走。如果不及時的把熱量帶走，熱量積聚，溫度公升高，機油粘度下降，油膜損壞，就會發生嚴重磨損甚至燒蝕零件。
在進行發動機低溫起動時，由於機油低溫粘度增加，常引起潤滑系統供油不足甚至供不上油。表現為機油壓力跳動或壓力指示在零不擺動。在上述情況下，如果駕駛員轟油門，就有可能發生燒軸瓦的故障。
因此在發動機進行低溫冷起動試驗，不僅要求機油的粘度低，而且要求發動機起動後能很快的把機油送到各潤滑點去。
2、內燃機粘度等級分類
表1 內燃機油粘度等級分類
舉例：0w/30機油，表示機油為多級機油，最低滿主sae 0w即-40℃的要求，最高滿主sae 30即40℃的要求，那麼0w/30機油適合的溫度應該為-40℃～40℃溫度下使用。
動力粘度：粘度是液體的內摩擦力，也稱粘性。低溫粘度是指低溫條件下的機油的動力粘度。
動力粘度亦稱絕對粘度，常用單位是的粘度與23.3℃的蒸餾水的粘度大體相當。在此溫度下，輕柴油的粘度約為其2～8倍，機油的粘度為其幾百甚至上千倍。
運動粘度：液體的動力粘度除以該液體同溫度下的密度就是液體的運動粘度，它的單位是mm2/s。普通車用機油用100℃時的粘度表示其使用效能。
粘度大的機油承載能力強，但內部摩擦力大，功率損失大，耗油率高。粘度小的機油內部摩擦力小，功率損失小，耗油率低，但承載能力差。粘度過低還會引起零件加速磨損，嚴重時還會引起燒瓦。
應根據發動機的型別、工況及強化程度等來選用機油的粘度。
第五、 蓄電池
低溫起動對啟動系統輸出功率的影響
發動機的起動系統主要由起動電機、起動電纜、起動蓄電池及起動傳動裝置等組成。其輸出功率與起動電機的功率、電纜的電阻（一般小於0.001ω）、蓄電池的容量和傳動裝置的傳動比（一般傳動比為11～14）等有關。
起動輸出系統的輸出功率影響發動機的低溫起動效能。輸出功率大，起動轉速高，則發動機能在更低的溫度下起動，提高了發動機的低溫起動效能，但隨著環境溫度的下降，蓄電池大電流放電，容量急驟下降，輸出功率下降，使起動系統輸出功率下降，起動轉速降低，從而使發動機能起動的最低溫度公升高，起動效能下降。
隨著溫度下降，蓄電池電解也（稀硫酸溶液）粘度增加，電阻率增加。表1可以看出，當電解液體由30℃下降到-40℃，電解液的電阻率增加了7.36倍。
表2 溫度對硫酸溶液電阻率的影響
電解液的電阻率增加使蓄電池內阻增加，從而導致蓄電池起動輸出功率急驟下降。
e蓄－i起.r內＝i起.r攬＋i起.r機
式中：e蓄——蓄電池的電動勢，v；
i起——起動電流，a；
r內——蓄電池內電阻，ω；
r纜——起動電纜內阻，ω；
r機——起動電機阻抗，ω；
式中，e蓄－i起.r內就是起動時蓄電池的端電壓，i起.r攬為電纜線內阻引起的電壓降，即被消耗的部分。
只有i起.r機來起動發動機，起動功率為i2起.r機。
蓄電池的電動勢與起動電纜線的電阻隨著溫度的下降變化很小，只有蓄電池的內電壓隨著溫度的下降而迅速增加。另一方面，由於低溫起動時起動阻力的增加使起動電流增加了3～4倍。在低溫條件下，由於蓄電池內阻與起動電流的迅速增加，使蓄電池的端電壓下降，起動輸出功率下降，起動轉速下降，最後導致發動機不能起動。
蓄電池的容量隨溫度的下降與放電電流的增加而急劇下降。因而蓄電池在低溫下輸出的總容量及大功率放電的持續時間大大地下降。
表3 蓄電池容量與溫度及放電率的關係
提高汽車蓄電池在低溫條件下的輸出功率，一般只有兩個辦法：乙個是使用低溫效能好的蓄電池，乙個是使蓄電池處於溫暖狀態。
低溫蓄電池的特點是使用薄極板，並加入一些活性新增劑。普通蓄電池極板的厚度為2.5mm，而低溫蓄電池極板的厚度只有1.
5mm，有的甚至只有1.1mm。這樣在同樣大小的蓄電池殼內就可以多放一些極板，一則因作用面積大，活性物質反映充分，使蓄電池容量增加；二則因作用面積大，內電阻減小，因而提高了蓄電池的低溫輸出功率和發動機的低溫起動效能。
柴油機起動困難原因分析與排除方
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135柴油機不能起動的原因和排除方法
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試述北方柴油機冬季起動難的應急措施
作者 關健 中國科技博覽 2016年第24期 摘 要 北方冬季柴油機車輛起動不著火，應採取有效的應急措施及時解決，以保證車輛的正常行駛。對其原因進行分析，並提出相應的應急措施，以供廣大駕駛員借鑑與參考。關鍵詞 柴油機 起動 應急措施 技術 中圖分類號 tk 文獻標識碼 a 文章編號 1009 914...