內(nèi)燃機適應性及運用方式（續(xù)）

3.1.3 對潤滑油的影響

內(nèi)燃機過熱現(xiàn)象會導致燃燒室、活塞以及活塞環(huán)及油底殼地區(qū)的溫度過高，加劇潤滑油的熱分解及氧化過程，引起潤滑油變質(zhì)。當不正常燃燒的產(chǎn)物竄入曲軸箱之后，會使?jié)櫥褪芪廴?、溫度上升。?nèi)燃機整機溫度越高，潤滑油變質(zhì)速度越快。

我國西部干旱地區(qū)，由于夏季炎熱，空氣中灰塵較多，而南方濕熱地區(qū)，夏季空氣中水蒸氣濃度較高。灰塵與水蒸氣通過進氣系統(tǒng)或曲軸箱通風口進入內(nèi)燃機后，使?jié)櫥褪艿轿廴緩亩l(fā)生變質(zhì)。

3.1.4 加劇磨損

內(nèi)燃機在高溫條件下運行，雖然因潤滑油黏度降低，在起動后加速至怠速的過程中整機磨損會減少，但在長時間運行過程中，尤其是高負荷工況下，潤滑油會因黏度降低及污染而品質(zhì)下降，同時高溫條件下不正常燃燒導致高溫、高壓而容易使內(nèi)燃機磨損加劇。

3.1.5 對內(nèi)燃機燃油系統(tǒng)的影響

在高溫條件下運行時，汽油機燃油系統(tǒng)吸收熱量后，部分汽油會蒸發(fā)形成氣體并在管道中產(chǎn)生氣泡，阻礙汽油流動；同時由于氣體自身可壓縮性，隨著燃油泵供油系統(tǒng)產(chǎn)生的脈動壓力，使氣體產(chǎn)生壓縮及膨脹現(xiàn)象，因而破壞了燃油泵吸油過程中的真空度的建立，導致汽油機產(chǎn)生供油不足現(xiàn)象。該現(xiàn)象被稱作供油系統(tǒng)氣阻。

3.2 內(nèi)燃機在高溫地區(qū)的運用方式

根據(jù)內(nèi)燃機在高溫條件下的使用特點，可采取下述措施以提高內(nèi)燃機的使用性能。

3.2.1 加強整機維護保養(yǎng)

在夏季進行的日常維護保養(yǎng)中，尤其要注意冷卻系統(tǒng)的檢查。為適應其正常運行的需要，在內(nèi)燃機進入夏季階段前，應對內(nèi)燃機進行全面檢查及調(diào)整，尤其是對冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)等進行全面檢查及調(diào)整，并對潤滑油進行及時更換。

為確保內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)具備良好的散熱能力，在維護過程中應注意檢查并調(diào)整冷卻風扇，定期檢查調(diào)溫器的工作狀態(tài)，按清洗要求清洗冷卻系統(tǒng)，去除水垢，提高冷卻系統(tǒng)的散熱效果。

為保證內(nèi)燃機在高溫條件下能保持有效潤滑，在維護過程中，需注意檢查潤滑油是否充足，并適當縮短換油周期。發(fā)動機應選用優(yōu)質(zhì)潤滑油作為夏季用油。長期在炎熱地帶運行的內(nèi)燃機，需加裝機油散熱器。對于長期在灰塵含量較高地區(qū)工作的內(nèi)燃機，需注重對空氣濾清器的維護保養(yǎng)。

由于在高溫條件下空氣密度較低，應調(diào)整內(nèi)燃機的燃油系統(tǒng)，減小供油量，從而防止混合氣濃度過高。在高溫條件下的混合氣燃燒速率較高，對汽油機而言，應減小點火提前角。

在高溫地區(qū)的蓄電池電解液蒸發(fā)速度較快，應注意檢查電解液液面的高度，并適時補充。

3.2.2 預防爆震現(xiàn)象

汽油機在高溫條件下運行，容易產(chǎn)生爆震。爆震燃燒會使汽油機的熱負荷及機械負荷過高，使汽油機磨損加劇或?qū)е铝悴考p壞，因此需適當推遲點火或降低混合氣濃度。可根據(jù)汽油機抗爆震的需求，選擇辛烷值合適的汽油，同時需注意保持汽油機的正常工作溫度，并及時清除汽油機燃燒室積碳。也可以根據(jù)需求，加裝爆震限制器，改善進氣方式，降低進氣溫度，以防止爆震現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.2.3 預防供油氣阻現(xiàn)象

為防止燃油系統(tǒng)氣阻現(xiàn)象，可采用能改善內(nèi)燃機散熱和通風的措施，并將燃油系統(tǒng)受熱部分與熱源隔離，或者采用結構及性能出色的燃油泵。

3.3 內(nèi)燃機高寒適應性

冬季嚴寒季節(jié)，國內(nèi)大部分地區(qū)的最低氣溫會降至0℃以下，北方地區(qū)的最低溫度一般為-25～-15℃，而東北、西北等地的嚴寒地區(qū)氣溫可降至-40～-35℃。內(nèi)燃機在低溫條件下的使用問題主要有：起動困難，磨損嚴重，油耗上升，零部件性能惡化、易于損壞等。

3.3.1 對內(nèi)燃機起動性能的影響

不同用途的內(nèi)燃機對起動性能要求會有所差異，不同類型的內(nèi)燃機起動性能也會有所差異。起動性能主要與內(nèi)燃機類型、燃燒室結構形式等因素有關。當氣溫在-15～-10℃時，內(nèi)燃機的冷起動就會有一定困難；而在環(huán)境溫度降至-30℃以下時，無輔助起動裝置的內(nèi)燃機則難以起動。內(nèi)燃機起動包括2部分：1）電動機帶動內(nèi)燃機轉(zhuǎn)動，并達到一定轉(zhuǎn)速；2）內(nèi)燃機點燃或著燃。低溫下電動機帶動內(nèi)燃機轉(zhuǎn)動困難的主要原因有：曲軸旋轉(zhuǎn)阻力矩較大、蓄電池工作能力惡化。低溫下內(nèi)燃機點燃或著燃困難的主要原因有：燃料自身蒸發(fā)性較差、燃油黏度增大，壓縮終了時的缸內(nèi)壓力和溫度低。

內(nèi)燃機可正常起動的基本前提是曲軸轉(zhuǎn)速需升至一定的值。曲軸旋轉(zhuǎn)阻力矩的增大會使內(nèi)燃機起動轉(zhuǎn)速下降。對于汽油機而言，進氣管的溫度下降會影響汽油整機的霧化效果；對柴油機而言，進氣溫度下降會導致壓縮終了時的壓力和溫度下降。

曲軸在起動時的旋轉(zhuǎn)阻力矩主要由以下力矩組成：缸內(nèi)壓縮氣體的反作用力矩、運動零件的慣性力矩和摩擦副之間的摩擦阻力矩。氣溫變化時，前兩者的變化不大，但摩擦阻力矩卻由于低溫時潤滑油的黏度迅速增大而隨之增加。曲軸旋轉(zhuǎn)阻力矩的增大會使內(nèi)燃機的起動轉(zhuǎn)速降低，從而造成起動的困難。

同時，溫度的降低也會導致燃油的黏度與密度增大，流動性變差從而難以霧化；不僅如此，低溫條件下燃油難以蒸發(fā)，大部分燃油以液相狀態(tài)進入氣缸，導致混合氣過稀從而難以起動。

3.3.2 對內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)與蓄電池性能的影響

水冷式內(nèi)燃機的水套與散熱器在低溫條件下會存在凍裂的危險，因此對冷卻系采取防凍措施十分重要。

隨著溫度降低，蓄電池的電解液黏度上升，內(nèi)阻隨之增加，起動時的起動電流也隨之增大。因內(nèi)阻增大同時引起壓降增大，從而使蓄電池端電壓顯著降低，會在以下2個方面影響內(nèi)燃機的低溫起動過程。首先低溫起動時需要更大的起動功率，而蓄電池的輸出功率不升反降，容易使起動電動機難以拖動曲軸旋轉(zhuǎn)或難以到達最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。不僅如此，蓄電池端電壓的降低還會使汽油機的火花塞點火能量降低，使發(fā)動機起動困難。此外，低溫條件下會使蓄電池電解液產(chǎn)生冰凍從而難以正常工作。

3.3.3 加劇磨損

在內(nèi)燃機的使用過程中，一般情況下，約有50%的缸內(nèi)磨損會發(fā)生在起動過程中，而冬季起動過程會占總起動過程磨損的60%～70%。低溫下發(fā)動機起動導致磨損嚴重的主要原因如下。

（1）潤滑條件惡劣。在低溫條件下，潤滑油的黏度增大，流動性變差，難以及時到達氣缸壁、活塞環(huán)等摩擦副；未充分蒸發(fā)的液相燃油進入缸內(nèi)，對氣缸壁上附著的潤滑油膜進行沖刷，并沿著氣缸壁進入曲軸箱，稀釋潤滑油，導致其潤滑效用惡化。燃料不完全燃燒形成的排放物會隨著廢氣一同進入曲軸箱，使?jié)櫥瓦M一步變質(zhì)。

（2）燃燒過程中產(chǎn)生的水蒸氣會凝結并附著于氣缸壁，與汽油在燃燒過程中產(chǎn)生的氧化硫產(chǎn)生酸類物質(zhì)，腐蝕氣缸壁并引起腐蝕及磨損。

（3）曲軸主軸承與曲軸主軸頸及連桿軸承與連桿軸頸的膨脹系數(shù)通常存在差異，使其配合間隙減小，破壞油膜建立，加劇了磨損。

3.3.4 對內(nèi)燃機經(jīng)濟性的影響

內(nèi)燃機在低溫條件下使用時，會使油耗增加，原因如下。

（1）內(nèi)燃機怠速運行時間更長。

（2）工作溫度降低，燃料氣化變差，導致燃燒不完全。

（3）潤滑油黏度上升，使摩擦損失變大，發(fā)動機功率下降。

3.3.5 導致零件損壞

在低溫條件下，材料的力學性能會變差，尤其在-30℃下，鋼材的沖擊韌性急劇降低，使得鑄件脆化，橡膠變硬，導致由相關材料制成的零部件在外力作用下極易發(fā)生損壞。長期在低溫下使用的內(nèi)燃機，需要采用耐低溫的橡膠密封件、鑄件等。

3.4 內(nèi)燃機在高寒地區(qū)的運用方式

依據(jù)內(nèi)燃機在高寒條件下的使用特性，可采取下述措施以提高內(nèi)燃機的使用性能。

3.4.1 預熱

內(nèi)燃機在起動前進行預熱的目的主要為提高燃油的霧化特性以及蒸發(fā)性能，并改善混合氣的形成條件，降低內(nèi)燃機的整機阻力，有利于內(nèi)燃機的順利起動。在無起動輔助裝置的情況下，一般常用的預熱方式主要要有熱水預熱及蒸汽預熱。

熱水預熱為應用最廣泛的預熱方式。在預熱時將水加熱至90～95℃后，注入冷卻系統(tǒng)，加注滿后打開放水閥，讓熱水邊加注邊流出，當流出的水溫為30～40℃時，將放水閥關閉，利用熱水迅速提高缸內(nèi)溫度。

蒸汽預熱也是一種有效的預熱方式。將蒸汽通過蒸汽管先導入散熱器，然后通入內(nèi)燃機的冷卻水套中。當缸體溫度上升到一定數(shù)值后，從放水閥處放出蒸汽。該方式可有效預熱潤滑油，降低其黏度，使內(nèi)燃機更易于起動。因蒸汽比較容易傷人，采用此方法需要注意安全。