工程机械冬季柴油结蜡启动困难解决方案

1.现状概述

工程机械在高原严寒环境中作业时，常常面临柴油结蜡和启动困难的难题。为了启动发动机，一些驾驶员总结出火烤油底壳、发动机灌热水、推车溜坡等民间经验方法。但是在很多条件下，简单的施救并不能解决问题，高原高冷为什么启动难？ 相应的解决措施有哪些？

1.高原地区大气压力较小，冬季温度低，比平原地区低20-30度左右，极限温度在-40℃左右。发动机进气温度和压力都较低，导致压缩行程结束时达不到压燃的温度压力，故发动机很难启动。

2.空气中氧含量随着海拔升高而降低，海拔上升到3000米以上，空气含量只有平原地区的60%-70%，柴油机吸入的混合气体中氧含量太低时将会难以启动。

3.高原低温情况下，蓄电池的输出能力下降，导致启动电机的输出功率有限，柴油机的启动转速过低，也会导致难以启动。

4.低温条件下，机油的粘度增大，发动机各部件的摩擦阻力增大，也会进一步导致柴油机的启动转速下降。
      5.低温条件下，柴油的粘度增加，喷油雾化效果不好。一些低标号的柴油还会发生凝固结蜡的情况，更不利于启动燃烧。

综上所述，客观的严苛作业条件限制了冬季发动机的正常运行，环境是无法改变的，改变只能从内部着手，那就是 要想办法最大限度的解决发动机自身的问题，比如更换大容量寒区版电瓶，及时更换冬季机油，增加发动机自身温度，提高柴油温度，降低柴油结蜡问题，根据十通牌柴油加热器多年来高原地区严寒地区的安装经验，解决好这些问题后，工程机械的高原高寒冷启动正常率可以达到99%以上。同时，在工作中，客户因为运作成本问题，对发动机正常启动关心，对冬季降低柴油燃料价格成本更加关注，这种情况下使用0号柴油过冬成了一种追求的趋势。

       众所周知，冬季0号柴油比负号柴油在价格上便宜，而在动力性能而言0号柴油也比负号柴油有优势；这就使得车主更青睐于使用0号柴油；在上述寒冷地区，尽管加油站都会通过添加抗凝剂来降低柴油析蜡温度；但是，早晨的低温仍然会造成许多户外放置的柴油车在油管、滤清器和油箱产生挂蜡问题，有些车很难启动，即使勉强启动不久，也会因为结蜡柴油堵塞滤清器和油路而断续熄火。

2.核心技术

       为解决寒冷地区柴油车冬季结蜡问题，十通牌柴油加热器系统具备了以下核心技术：

a. 抛弃传统上使用加热丝直接加热燃油的方法，采用国际上比较先进的碳素塑料半导体发热技术。传统的加热丝加热突出问题首先是电阻丝直接加热燃油不安全；其次，无法针对长管路实施整体温度控制，所以特别容易造成烫坏油管和油管接头漏油问题。而十通牌柴油加热管应用的直流电驱动碳素塑料半导体材料发热，是运用了半导体塑料的自动调节加热功率，从而自动控制限定加热温度的技术。这个材料的应用使油管内燃油温度始终保持在一定范围内，而适宜温度的柴油进入发动机后，会使得燃油雾化更好，燃烧更充分，动力性能更强，从而在一定程度上起到节油燃油的作用；同时充分的燃烧也使得尾气排放更接近环保要求。

b. 十通牌柴油加热管在结构设计上实施了管壁不接触柴油加热的方案。在输油管外壁，沿管线方向铺设碳素塑料电加热体，既实现了不接触柴油加热，提高了安全性，同时解决了电阻丝生锈污染燃油的问题；关键的沿管线铺设加热体，既让全管路控温得以落实，又可以实现几分钟时间加热，就可以形成一个融化的燃油通路，保障发动机启动。

c. 柴油车油路加热最方便的热能来源是电瓶的电能转化，而冬季电瓶的实际输出电能明显低于夏季，利用有限的电能加热油路，又必须保障发动机启动所需的电量要求，节能必须考虑。十通牌柴油加热器系统所采用的半导体加热技术完美解决了这些问题；半导体加热技术的优点比如安全、可控温、加热速度快、加热无明火等等相关公开资料均有论述；此技术的应用，除去仅需一分钟左右的启动电流略大，随着温度的升高，耗电量迅速衰减，有效的节约电能，而加热时间仅需要3~5分钟，所耗电能有限。根据多年的严寒地区测试，不影响发动机正常启动。

3. 寒冷地区柴油车运行现实问题

      目前，市场上销售和运行的柴油车一般可分为带加热系统和不带加热系统两类。带加热系统的俗称寒区版柴油汽车，带加热系统的柴油车分为水循环加热、电加热和水电一体加热。水循环加热柴油车是利用发动机循环防冻液的热量对燃油进行加热，这种加热方式一般不需要其他能量转换和补充，可以说是比较好的加热方式。

a. 水循环加热最常见的就是把防冻液通过管路引导进入油箱，常见的是水循环加热油浮子式的方式，这种加热改装方法，由于发动机距离比较远管路长，容易造成发动机启动初期长时间低温，对发动机健康工作产生不利影响，但直观上看这种改装方法比较容易理解和接受；另外需要引起注意的一点是油箱内置水循环在发动机正常水温后，油浮子内水腔温度比较高，而油浮子上的油量传感器部件温度同样比较高，而油箱内柴油的温度是低的，车辆运行过程中柴油在油箱内部产生的潮涌现象，会使高温的油量传感器因温度急剧降低而损坏，这是目前水循环油量传感器大量损坏失灵的主要因素。

另外值得一提的是燃油空气加热器。俗称空暖或驻车暖风，这个产品的出现解决了车辆停止时，车内温度低的问题；同时因为新款的开发，现在市场上也有带水循环加热的管路配置，这个设计使车辆未启动时，发动机防冻液得以升温，有利于发动机启动；但是这个产品需要高标号柴油燃烧加热，一是比较复杂，另外就是存在安全隐患。

b. 电加热是实验室和装车路线比较追求的加热技术。电加热分为发动机预热和油路预热，我们在这里讨论的主要是发动机供油系统的加热问题。传统的油路电加热方式是使用电阻式加热丝在输油管内部直接对燃油进行加热，由于长管路中各个不同位置的温度无法测量和控制，经常出现烫坏油管漏油问题，和接头部位因热塑性材料的变形问题，在使用一段时间后产生漏油或漏气问题；加热丝在油路中因油路中的水分和腐蚀性，会造成断路和燃油污染，故障率比较高；优点就是价格低廉。

在加热丝加热方式的应用中，为改进温度不可控问题，有的厂家采用加配热敏电阻的方法来弥补，有的厂家采用单片机或者PLC电子显示控制加热，但实质是电子产品是靠热电偶来获取被测点的温度，而不是整个长管路的各处温度，即使加热电路可以根据所测点的温度信号实现通断控制，但仍然存在诸多实质缺陷不能解决；比如测点温度可能低或者高，而其他位置有可能存在加热过程中温度过高或者过低问题，有噱头卖点考虑。

c. 改油箱加热方式。这种加热方式本质上属于水循环加热，其特点是采用高号柴油启动发动机，发动机运行后利用防冻液循环加热另一个油箱的零号柴油，当温度达到一定状态时，切换高号油和零号柴油的转换阀门，使用零号柴油运行。这种方式在东北地区应用比较多，解放等寒区版汽车就是采用了这一加热方法，但是在实际运行中还发现了一段时间后防冻液泄露进油箱问题，有的造成共轨电喷系统元件烧毁，维修费用不下万元。同时由于油箱的体积越来越大，造成油箱内腔体柴油潮涌动能过大，容易损坏油箱部件问题。同时，由于远距离加热油箱柴油，造成发动机温度与做功所需不匹配，而防冻液冷却系统压力过大，出现呲缸垫问题比较多。

4. 解决方案

我们所提供的工程机械柴油车油路冬季加热解决方案，侧重点在油路，原因是根据多年来安装经验，大部分柴油发动机机身内部结蜡的柴油，在发动机内部高压油泵的压力作用下是可以被打进发动机缸体内的。寒冷地区由于气温非常低，根据我公司客户多年的安装经验，在气温低于零下-15℃时，工程机械车辆只加零号柴油的油路加热方案如下：

a. 原则上不改变原车设计参数。不更换滤清器，不更换油量传感器，不需要改油箱。

b. 在发动机不存在故障的前提下，一般只要油路畅通，发动机即可顺利启动。个别品牌小马力由于发动机缸内设计压力低，不容易启动问题，不在讨论范畴。

c. 更换原车不加热油管为同内径规格的十通牌智能控温柴油加热油管。

d. 原车滤清器外面包裹合适周长的十通牌自动控温滤清器加热套。

e. 原车油箱内的油量传感器吸油管上加装智能控温的PTC油箱加热板。

f. 使用专用的常开型大电流继电器，单独布线加热控制电路。加装适宜电流的保险装置。

g.加装可以预热防冻液的柴暖锅炉，先利用锅炉对防冻液进行加热，以提高发动机机体温度。

f.在油路当中加装利用防冻液加热油路中柴油的外置油箱加热器。

简单说就是完全采用十通牌柴油加热系统的电加热配置，只要安装正确，工程机械可以达到冷启动不再困难，切冬季烧0号柴油运行效果良好。需要提醒的是电加热是需要耗费电瓶电量来维持运行的，当气温不是很低，发动机温度正常半个小时后，建议关闭电加热电源，防止因多消耗电能而增加发动机负担，增加油耗。当然天气过冷时也可以常开加热装置。这时候考虑的就不仅仅是节油问题，而是要保证发动机正常运行问题。况且，不加高号柴油，只使用零号柴油经济效益已经很明显了。