[发明专利]涡流室式柴油机低温起动的方法和装置

说明书

本发明涉及到柴油机起动技术，特别是手摇涡流室式柴油机在低温下的冷起动技术。

我国生产的某些柴油机，有的是五十年代或六十年代设计的，由于在设计结构上存在一些问题，或者是生产厂家技术不过关，冷起动时，在温度低于10℃就感到困难，尤其是涡流室、预燃室及球型燃烧室式柴油机，冷起动性能就更不好。如果增加起动次数，不仅延长了起动时间，消耗燃料。同时，由于高压泵总是处于满负荷的供油位置，进入气缸内的柴油不能完全燃烧，将冲洗掉气缸壁的润滑油，导致气缸壁过度的磨损。造成柴油机在低温状况下起动困难的主要原因，是由于气缸内气体温度达不到燃油着火点所致。中国内燃机学会主编的“内燃机”杂志，85年第3期登载了一篇“球型燃烧室柴油机的进气节流起动”的报导，介绍了一种在球型燃烧室柴油机上使用节流起动器来提高柴油机冷起动性能的方法。它是在柴油机空气滤清器与气门室之间安装一个节流起动器，起动时，关闭节流起动器的风门，控制进气量，提高气缸内的气体温度，从而提高柴油机在低温下的冷起动性能。例如在190型柴油机上采用这种节流起动器，柴油机在零下5℃能顺利起动。该种节流起动器已由湖南省衡阳县界牌农机厂生产，并在190型柴油机上使用。由于涡流室式柴油机的燃烧室与球型燃烧室式柴油机的燃烧室结构不一样，单单是在涡流室式柴油机上采用节流起动器，柴油机在低温下 的冷起动还是很困难。申请人在涡流室式柴油机上做过试验，对一台新的受试柴油机冷冻16小时后（环境温度、机油、柴油温度均为0℃），采取进气节流措施（即在柴油机空气滤清器与气门之间安装一个节流起动器）。手摇起动，每次均能点火爆发（初爆），但爆发2～3次后，便自动熄火，不能连续运转（完爆）。熄火的主要原因是柴油机未能达到稳定着火的条件。即喷入气缸中燃料滞燃期应少于从开始喷油至活塞运行到上止点的时间，应满足关系式：Ti≤（t₂-t₁）。

式中：Ti-喷入气缸内燃料的滞燃期    ms

t₂-压缩行程活塞运行到上止点的时间 ms

t₁-喷油开始时间 ms

若Ti＞（t₂-t₁），就破坏了稳定着火条件，柴油机不易起动。若令初爆前t₂为t₂₀，t₁为t₁₀，Ti为Ti₀，初爆后随着转速的提高，t₂缩短为t₂′，t₁缩短为t₁′。理论上以时间计的燃料滞燃期也将随着转速增加而缩短（变为Ti′），但由于涡流室式柴油机的缸盖、活塞等均为铝制件，散热较快，故由个别或少量条件发火源引燃初爆后气缸内的温度提高很慢，可认为Ti₁≈Ti₀，而转速提高却很快，手摇时曲轴转速约450转/分左右，初爆2～3次可提高到1000转/分以上，与每循环所占的时间相比，显然（t₂′-t₁′）较（t₂₀-t₁₀）缩短较多，故将出现Ti＞（t₂-t₁）的情况，造成发动机失火不能完爆。

本发明的目的是针对涡流室式柴油机加装节流起动器后，在低温下起动不能完爆而提出的一种技术解决方案。该技术解决方案包括方 法和装置。在柴油机供油泵上安装一个手控供油提前机构，将柴油机在额定工况下的最佳供油提前角提前，以满足Ti≤（t₂-t₁），在此关系式中，当Ti、t₂不变时，减少t₁，可获得起动时燃烧过程的连续性（完爆）。