商用汽车电控发动机冬季如何顺利起动

冬季环境温度基本都在摄氏零度以下，过冷的严寒气候条件（一般为-15℃以下）往往会造成商用汽车电控发动机起动困难。如何保证已投入使用的汽车新品国Ⅲ电控共轨式燃油喷射发动机顺利起动呢?
    首先让我们了解一下电控发动机的起动过程：电控发动机和常规发动机都属于内燃机，二者起动过程基本一样，其本身不能起动，发动机在起动时的工作过程与正常运转时的工作过程基本是相同的，要完成能量转换都得经过进气、压缩、燃烧，膨胀和排气，但电控发动机从静态需要至运转，必须具有自备的起动装置带动曲轴旋转，在借助起动装置的帮助下，发动机开始的爆发行程产生动力使发动机有了转大的转矩，此后，发动机才能凭借自身的能力连续运转。
    我们知道：发动机性能的核心取决于燃烧，燃烧的关键是柴油与空气的充分混合。为了使燃烧过程组织更好，电控发动机区别普通的发动机是在原国Ⅱ增压中冷发动机基础上增设了电控系统、改进了燃油供给系统以及其它辅肋系统，这样才能对燃油喷射系统进行电子控制，实现对喷油量与喷油定时随发动机运行工况的实时控制。电控系统组成及相互之间的关系见图。
    显然，电控发动机与常规发动机最大的不同之处是增设了电控系统，所以电控发动机要完成顺利起动，必须具备以下相应的条件：
    一、保证蓄电池必须有足够的电能，为启动发动机的起动机正常工作运转提供需要400-600A以上大电流，同时要保证电子控制系统工作需要的正常电压，电控系统才能进行工作；所以根据汽车总需用电要求合适选择相应起动机型的蓄电池。
    二、保证起动机必须有足够的功率，克服发动机的起动阻力矩，起动机将蓄电池输入的电能转换能为机械能，产生电磁转矩，要能供给足够大的起动扭矩，并能将曲轴加速到一定的转速。
    三、保证电控燃油供给系统满足发动机不同的工况燃油压力要求，起动着车所需共轨压力要大于200bar,因为只有在轨压大于200bar时，ECU才会发出喷油指令，这样发动机在压缩冲程终了时，压力的燃油与空气所形成的混合气才会具有着火限度以内的过量空气系数，此时增压了的空气温度高于燃油点燃点的温度.这样燃油才能形成自燃着火，产生了动力。
    四、保证发动机技术状况良好，调整达到规范，其发动机的机械部分配合间隙、压力、密封、温度、润滑等合乎要求。气缸压缩压力正常，压力值不低于标准值的80％，发动机相对运转机件之间的配合间隙适当。且润滑状况良好。发动机借助于压缩终了空气的高温使柴油着火。气缸内最大燃烧压力较大，每次和作功爆发后气体压力都应大于阻力，压力越大产生爆发力也越大,这样才能使发动机逐渐升到稳定转速。
    只要具备上述条件，电控发动机才能顺利起动。但是，北方到了寒冷的冬季，电控发动机起动为什么会比通常困难呢？其原因主要是受外界气侯环境的影响。在滴水成冰的季节汽车各部零部件受低温影响，材料力学性能会不同程度降低，在没有保温措施的条件下，影响电控发动机起动的方面主要因素有：首先，发动机的起动电源蓄电池容量随温度下降而减少，工作能力降低，使起动转速更加降低；其二，起动转速降低，吸入气缸内的空气和喷入燃烧室燃油压力温度较低，造成压缩空气渗漏偏多，缸壁散热量增大，致使压缩终了时的空气、温度和压力较为降低，使柴油发火的滞燃期增长，严重时甚至不能燃烧。其三，柴油牌号使用不合适，燃油粘度增加，柴油失去流动性的温度，流动阻力变大，造成滤清困难，严重时柴油结蜡，造成燃油供给困难。其四，柴油冬季粘度增大，使喷射速度降低，喷入气缸内柴油雾化质量差，难以与空气迅速形成良好的可燃气体及时发火燃烧，甚至不能着火。其五，发动机润滑机油粘度增大，流动性变差，使各运动件阻力增加，使起动转速降低。其六、传统的起动操作，由其是借助外力拖动汽车使发动机运转，起动时踩油门踏板等方法已不能适应电控发动机起动着车，只能适得其反。
    上述描述让我们解决了电控发动机不能顺利起动的问题。接下来谈谈如何做到冬季发动机顺利轻松起动？我认为主要从改善起动性能、着火条件和降低电控发动机的起动阻力入手。
    1、改善蓄电池工作条件，使蓄电池有足够的电量，只有保持蓄电池在充足电的状态下，才能保证起动机正常工作，冬季，影响蓄电池容量的因素，放电电流的影响，放电电流增大，化学反应速度变快，极板表面活性物质很快生成Pbso4，而堵塞极板微孔，使电解液扩散困难，蓄电池容量降低，所以冬季不要连续使用起动机，起动后要间隔时间30秒。在冬季影响蓄电池容量的是电解液密度和温度，蓄电池的容量在一定范围内随电解液密度升高而增大，但不能过大，密度过大，对极板隔板的摩蚀严重，使容量降低，也不能密度过小，使电解液密度下降会造成蓄电池结冰，容量也会降低。改善电解液温度的影响，温度降低，电解液粘度增大，扩散困难内阻增加，容量下降，反之温度升高，则蓄电池容量增大。因为蓄电池容量与温度存在一定关系，随实际工作温度的不同，蓄电池的容量能有很大的变化。工作温度越低蓄电池容量就越小，当电解液温度在25℃时，以10h率电流放电，容量为100％，而在-30℃时容量减到约25％，很明显，容量降低到约1/4，如使用起动机工作时，如需要400A以上大电流时，由于温度的下降造成蓄电池容量显著降低，就会很难起动发动机。也就是说，蓄电池在低温工作时，电解液的扩散作用迟缓，化学反应速度加慢，内阻增大，蓄电池的容量降低，温度越低蓄电容量降低程度越严重。蓄电池这一特征，给了我们一个清醒的提示，在冬季来临前一定要做到。定期检查蓄电池的电解液相对密度和液面高度，冬季电解液密度为1.26～1.28g/cm325℃,液面高度应为15mm。另外可在蓄电池的外部加装一增温保暖措施，根据蓄电池规格用保温材料做成保温套为蓄电池“添衣加被”，提高蓄电池的温度保护，这样不致于因温度下降引起蓄电池容量大幅下降。
    2、保证起动机有足够的起动转矩。冬季来临前，要定期保养起动机，需检查起动机的电枢绕组，磁场绕组，电磁开关线圈，不能有短路、断路和搭铁的故障。前、后端盖铜套、支撑板铜套，驱动齿轮铜套，都要在间隙配合标准范围内。电枢换向器，电刷、电刷架和电刷弹簧，都应符合技术要求，装配后电枢轴向间隙应为0.1～1.0mm。用手转动驱动齿轮，起动机应旋转自如，不能有滞止或转动困难现象，经空载试验和全制动试验，电流、转速，电压、扭矩均符合技术要求。起动线路外部接线良好。
    3、正确加注性能指标达的标准柴油，柴油是多种碳氢化合物的混合物，是汽车发动机的“食粮”。其物理性能和化学性能对发动机的性能有直接的影响，它的品质好坏，直接影响发动机起动性能和工作好坏。我国对柴油的主要性能有明确的要求。其蒸发性（十六烷值表示）应在合适范围，一般为40～50，过低过高都影响发动机工作粗爆性和起动性，粘度：有合适的粘度和工作温度，过高过低，会影响柴油的雾化质量、以及过滤性和流动性。凝点：柴油失去流动性而开始凝固的温度，是作为柴油牌号的编号依据。闪点：柴油中的硫含量、酸度等混合物对金属的磨蚀程度，限制在一定范围内。其次指标有硫含量、酸度、含水量，水溶性酸及碱，机械杂质等。我国是用凝点作为柴油的牌号，一般柴油的凝点需比环境度低3～5℃，目前国内应用的柴油是按凝固点分为6个标号，5#柴油和0#柴油，-10#柴油、-20#柴油，-35#柴油和-50#柴油。选用不同标号的柴油应主要根据使用时的环境气温决定。一般来讲：5#柴油适合于气温在8℃以上时使用；0#柴油适合于气温在8℃至4℃时使用；-10#柴油适合于气温在4℃至-5℃时使用；-20#柴油适合于气温在-5℃至-14℃时使用；-35#柴油适合于气温在-14℃至-29℃时使用；-50#柴油适合于气温在-29℃至-44℃或者低于该温度时使用。柴油的标号越低，流动性越好，结蜡的可能性就越小，如有条件的话，可预先将购进的柴油放在干净的容器时里沉淀48小时清除杂质后再使用，可提高发动机起动性和工作性。值得一提的是：倘若本地区柴油牌号达不到车辆使用要求，也可以在柴油中加入适量裂化煤油，其比例掺兑可参照，如0号柴油中加入40％的裂化煤油，即获得-10号柴油，此方法能解燃眉之急，但柴油中不能加入汽油。由其是对于国三电控发动机，燃油品质要求较高，对燃油的污染相当敏感，故燃油的标准应符合北京地区使用的国三柴油标准DD11/239-2004。
    4、在不改变原有机构基础上，合理配置改善发动机各功能的加温预热装置。
    （1）改善燃油供给条件上：采用燃油预热；可在燃油箱内加装预热装置，未起动前进行预热，也可加装带预热器柴油滤清器。如东风商用汽车雷诺DCi11发动机就是配置的这种滤清器，这种预热设计合理，它安装在燃油系统的中部，柴油过滤加温都在经过滤清器后再到喷油器，其时间距离短，带着温度的柴油其喷射响应速度快，雾化质量好。
    （2）改善运动件润滑条件：采用机油加温预热，可在油底壳内加装预热装置，如康明斯发动机在机油底一侧的边缘处就预留了接口，可增添机油加温器，提高了油底壳内机油温度，降低了机油的粘度，这样可减少发动机各运动件运动阻力。
    （3）改善进气温度条件：采取进气系统预热，可在进气管道中加装预热装置，有的发动机厂家就用此法，达到了预热效果，但增加了进气阻力。
    （4）改善冷却系统温度条件：采取对冷却液进行预热，也能取得一定效果，但冷却液储量多，预热时间要长，消耗电量多。
    （5）改善外部冷起动条件：如环境温度过于偏冷，也可用加注低温起动液的办法，打开空滤器，拆除滤芯，起动时，加注低温起动液，该液燃点低易燃易爆，便于起动。
    （6）要掌握正确操作方法，起动前，将车辆的电源总开关闭合，检查仪表及故障显示屏在电源完整的情况下发动机才能发动。在环境温度低于启动预热设定的温度时，有预热装置的车辆在钥匙开关打到ON档位后预热指示灯会自动亮起，当预热指示灯自动熄灭后，立刻启动发动机， 启动时不需要踩油门，踩踏油门不会加快启动速度，因为电控发动机的启动油量在整车标定时，控制单元ECU是完全设定的。所以，它只会造成启动后因油门过大而使发动机转速立刻上升到高转速，造成燃油的浪费。必须注意严禁在没有电源的情况下拖车起动电控发动机，这是一种劳而无功的操作。