常温与低温下柴油发电机的启动带载能力测试
摘要∶起动性能是柴油发电机的重要性能指标之一，直接影响柴油发电机的工作可靠性、使用寿命及其排放性能。起动的必要条件是∶必须提供足够大的起动力矩，起动转速；气缸内具有一定的压力和温度；必须供给浓度适当的混合气；各摩擦表面能得到充分的预润滑。如果上述条件之一恶化，则会发生起动困难。康明斯公司在本文中对常低温下的柴油发电机起动需求的差异进行了比较，通过实测发动机常低温起动时的发动机转速和启动电机电压，提出了柴油发电机常低温起动的启动电机特性要求。
柴油发电机组带载测试接线图
一、常温下启动性能的检查
由于柴油发电机起动内容较为复杂，在工程实际中除通过公式对气缸内压力、温度进行估算外还可实际测量柴油发电机起动转速、启动电机电压及气缸内压缩压力，评估柴油发电机气缸内混合气点火条件是否具备。本文以康明斯某型号柴油发电机及其启动电机为例进行试验测试。
1、常温不发火拖动测试
为直观判定启动电机在特定发动机上使用时的起动能力，对启动电机拖动柴油发电机的工作状态进行测试，在柴油发电机不发火状态时，对柴油发电机转速、启动电机电压进行监控，以判定启动电机起动能力是否满足柴油发电机的最低起动转速要求。本试验用柴油发电机的拖动转速情况和常温状态启动电机的拖动扭矩曲线需记录在案。在启动电机纯拖动状态时，还可对缸内压缩压力进行监控，以判定缸内气休是否满足发火温度要求。试验用柴油发电机在启动电机拖动状态时的缸内压缩压力测量结果也需记录。
2、试验的注意事项
在康明斯发电机组常温冷态情况下（非增压柴油发电机组不低于5℃，增压柴油发电机组不低于10℃），利用柴油发电机组的启动装置，按照使用说明书规定的方法，启动柴油发电机组三次，每两次之间的时间间隔为10min，三次启动中，有一次启动成功即为合格。在试验过程中应注意以下几点：
① 柴油发电机组使用的燃油、润滑油均按产品规范的规定；
② 柴油发电机组在试验室或自然环境中进行试验；
③ 具有两种以上启动方式的内燃发电柴油发电机组，每种启动方式应分别进行三次，启动成功后即停机，10min后方可进行下一次启动；
④ 按柴油发电机组使用说明书的规定做好启动前的各项准备工作；
⑤ 一人记录，一人操作柴油发电机组，启动过程中不允许做任何调整或更换零件；
⑥ 记录员下达“开始启动"指令后用秒表开始计时，操作人员立即启动柴油发电机组；
⑦ 启动后柴油发电机组建立电压，控制屏指示灯亮，可带满载稳定工作，表示启动成功（从下达开始启动指令至柴油发电机组带满载工作的全部过程所用的时间，即为启动成功时间）；
⑧ 记录环境温度、相对湿度、大气压力和启动成功时间。
二、低温启动和带载能力的检查
柴油发电机组应有低温启动措施。在环境温度-40℃（或-25℃）时，对功率不大于250kw的柴油发电机组应能在30min内顺利启动，并应有在启动后3min内带规定负载工作的能力；对功率大于250kw的柴油发电机组，在低温下的启动时间及带载工作时间按康明斯技术规范的规定。在试验过程中应注意以下几点：
① 柴油发电机组使用的燃油、润滑油均按产品规范的规定；
② 柴油发电机组在试验室或自然环境中进行试验；
③ 具有两种以上启动方式的内燃发电柴油发电机组，每种启动方式应分别进行三次，启动成功后即停机，10min后方可进行下一次启动；
④ 一人记录，一人操作柴油发电机组，启动过程中不允许做任何调整或更换零件；
⑤ 启动柴油发电机组时，采用产品规范规定的低温启动措施，低温启动措施的准备时间应计入启动成功的时间之内；
⑥ 记录员下达“开始启动”指令后用秒表开始计时，操作人员立即操作低温启动措施并启动柴油发电机组；
⑦ 启动后柴油发电机组建立电压，控制屏指示灯亮，可带25％额定负载稳定工作，表示柴油发电机组启动成功；
⑧ 记录环境温度、相对湿度、大气压力和启动成功时间。
柴油发电机组负载测试系统图
三、常温与低温下起动差异比较
柴油发电机低温起动较之常温起动在不使用辅助起动装置的情况下更难实现，其主要因素有∶
（1）低温起动时，气缸内压缩始点温度低，向气缸壁传热增多，由于起动转速低而引起漏气量增加，从而使压缩终点温度和压力下降，不利于混合气的形成和燃烧。
（2）低温时燃油粘度和密度增大，使 流动性变差，蒸发和雾化不良，致使大部分燃油以液态存在于气缸内，从而影响混合气的形成，造成混合气过稀。低温时，柴油中的蜡质易析出，有时会造成燃油滤清器和管路的堵塞。
（3）摩擦副中摩擦阻力的大小，主要取决于润滑油的润滑作用。润滑油的粘度随温度的降低而大幅增加，0℃时的运动粘度达到100℃时运动粘度的几千倍。润滑油粘度大，起动阻力就大。
（4）在低温下蓄电池电解液的粘度和电阻值增大使蓄电池输出电压降低，还使起动电流减小，造成发动机起动乏力。
不同用途和型号的发动机，其低温起动性能的要求不同，结合启动电机起动特性测量数据，测试柴油发电机拖动转速和启动电机起动端电压即可计算出柴油发电机初始起动力矩和拖动阻力矩；结合温度对柴油发电机阻力矩的影响，可求得低温起动状态下的阻力矩，代入低温启动电机特性公式可得对应温度和阻力状态下的柴油发电机转速，由此简化了对柴油发电机低温起动系统的判定程序，从而节省了低温标定的测试费用。
