在柴油机的正常运行中,当活塞运行到压缩冲程的末端时,产生高温高压空气。同时,喷嘴将雾化的柴油喷入燃烧室。柴油在燃烧室内与高温高压空气充分结合,燃烧做功。但在高原环境中,空气稀薄,环境温度低,达不到理想的高温高压;国产柴油机燃油雾化效果差,不能实现燃油与空气的充分结合;在高原环境条件下,人体的体能降低,达不到起动柴油机所规定的起动速度,因此起动困难。
为解决高原起动问题,可采取以下措施:
①配置喷油量控制装置,高原使用该装置,减少喷油量,达到适当的柴油和空气比例。
②提高喷射压力,喷射压力从18MPa提高到24MPa,使燃油具有更好的雾化效果,与空气结合更充分,提高点火能力。图1显示了在两种喷射压力下柴油雾化颗粒的直径和数量。
③提高压缩比,通过优化活塞的直径比、径深比和燃烧室形状,提高发动机压缩比,从19.5提高到21.5,气缸压力从2.1MPa提高到2.3MPa,压缩结束时气缸内空气温度从480 ~ 500℃提高到540 ~ 560℃,柴油更容易燃烧。
④采用进气预热技术,设置两个预热塞,在短时间内提高燃烧室内的温度,足以提高发动机压缩时缸内的温度,使柴油机更容易着火燃烧,在低温环境下更容易起动,提高起动成功率。
⑤增加电起动功能。解决高原环境下操作者体能下降,手动启动困难的问题。