邢玉飞
中铁电气化铁路运营管理有限公司济南维管处聊城维管段 山东聊城 252000
摘要：根据工程机械车辆柴油机的主要结构特点进行分析，从而对柴油机润滑油加热装置进行合理设计。具体来说，在不对柴油机结构进行改变的前提下，可以使油底壳和进油管路实现快速加热，从而使润滑油温度和流动性得到有效提高，同时还能够使起动运转阻力有所降低，避免柴油机内部相关滑动部件出现磨损问题，并使柴油机在一些严寒和低温环境中的冷起动性能得到有效改善，防止柴油机出现相关故障问题，充分保障柴油机的安全稳定运转。
关键词：工程机械；柴油机；润滑油；加热装置
工程机械车辆具体包括装载机、自卸卡车、汽车起重机以及挖掘机等，目前此类工程机械车已成为我国在道路运输和工程建设方面的重要基础设施。相关工程机械车辆所使用的柴油机输出功率相对较大，具有着极强的输出转矩，因此其内部运转零件在制造时具有着较高的强度。所以，在该类型柴油机运行过程中，需要合理使用相对年度比较大的发动机润滑油，从而减少其内部相关运转部件之间的摩擦，使各零件能够稳定运行。而此类润滑油由于黏度相对比较高，因此在低温环境当中，润滑油自身的流动性也会变差，进而导致黏度有所增大，这会使得相关柴油机在冷启动过程中，机油泵往往需要花费一段时间方能够将机油准确送到各个零件表面，进而使得柴油机内部运转部件之间的干摩擦有所加大，增大了柴油机的磨损程度[1]。
一、工程机械车辆柴油机润滑油加热装置设计的重要性
根据相关计算可以知道，工程机械车辆柴油机在每一次进行冷启动后，其内部的磨损量几乎达到了0.08%，而且如果柴油机在一些寒冷区域，气温降低到零下25摄氏度之后，冷启动的磨损量往往会超过0.1%。由此我们可以看出，柴油机冷启动的磨损在工程机械车辆柴油机使用磨损当中的占比相对较高，几乎达到了70%以上。除此之外，工程机械车辆设备的外形相对较大，通常在室外进行露天存放，当周围环境的温度过低时，柴油机在进行启动时往往十分困难，有时甚至无法启动。而且每一次柴油机在启动后都会产生相应的磨损，这不仅增大了柴油机的故障发生概率，而且也缩短了柴油机的使用寿命。对此，通过合理设计柴油机润滑油加热装置可以有效缓解磨损问题，使柴油机各部件的磨损问题得到减少，保障柴油机的正常使用[2]。
二、工程机械车辆柴油机润滑油加热装置设计分析
（一）油底壳加热装置设计
工程机械车辆为了能够具有足够的动力，需要对具有加大排气量和动力较强的柴油机进行使用，这也使得相关柴油机的尺寸相对较大，而且油底壳占地面积较大。结合这一特点，相关设计人员在工程机械车辆的柴油机油底壳位置安装了相关的电子加热片，可以有效加温油底壳表面，从而形成相应的电加热器。该装置可以将热量通过热传递到润滑油，从而使润滑油的低温流动性得到提高。结合油底壳形状特点，可以在油底壳的外侧面以及底面等位置粘贴电子加热片，同时要做好外层的保温和防水处理工作。在使用电子加热器时需要采取并联处理，其在机油收集器附近位置进行安装效果最佳，可以更加快速的加热油底壳，从而使润滑油温度上升。除此之外，还可以在油底壳底面黏贴电子加热器，此时需要使用耐热绝缘材料，并在其周围安装相关的保护装置，这样可以起到良好的防水和保温效果。在保护壳上固定好硅胶套管，避免导线受热出现损坏。电子加热片只需要12V或者24V电压，便可保持恒温发热。
PTC加热片在具体使用过程中具有无明火和恒温发热的特点，热转换率相对较高，而且基本不受到电源电压的影响，使用寿命也相对较长，在正常环境当中可以由10年以上的使用寿命。除此之外，由于PTC加热片具有自动恒温的特点，因此不需要使用温度控制系统，只需要直接对加热片进行通电便可以实现相关操作[3]。
（二）进油管加热装置
工程机械车辆柴油机的润滑系统相对较大，而且还具有较大尺寸的滤清器。对此，在柴油机滤清器的出口管道位置可以加装相关的电子加热器，其电压值为12伏或者24伏。通过此电子加热器的安装，可以使润滑油在流经加热器后得到快速加热，进而更快的进入到主油道当中，使润滑油的低温流动性得到有效提高，同时还能够使润滑油的粘度得到充分保障，进而减少各零件表面的磨损程度。具体来说，柴油机在冷启动过程当中，首先需要将加热器接通。加热器在通电之后会逐渐变热，而启动发动机机油泵，可以将润滑油送至到滤清器当中，并在其出口管道位置与加热器相接触，有效加热低温高粘度的润滑油。如此一来，润滑油可进入到柴油机的主润滑油道当中，降低润滑油的稠度，提升润滑性，使其与各零件的摩擦表面相接触，有效降低柴油机在冷启动过程当中的磨损。而此装置在具体应用时需要安装温度传感器，结合油温对加热器的电流进行调节，以此来有效控制加热器的温度，这可以使润滑油的流动性得到充分保障。在柴油机运行一段时间之后，温度传感器可对油温进行检测，并判断其已达到正常工作温度后关闭加热器，使润滑油不再加热。
三、试验比较分析
（一）测试设备
本文针对某品牌液压挖掘机为例进行分析，将其作为测试车辆，并在挖掘机的柴油机上安装相关润滑油加热装置，以此来进行具体的对比实验。该挖掘机主要采用电控涡轮增压柴油机，其排放标准与国家相关标准相符合。在本次试验当中，共采用两辆型号完全相同的液压发电机，其工作时间均达到1000小时以上，相关的技术状况也十分接近。在具体实验过程当中，2号挖掘机的柴油机并未安装加热装置，由其作为对照组，而1号挖掘机则在油底壳位置和出油管道位置安装加热装置，此为实验组。在具体实践中将两辆挖掘机同时放置于气温为零下25℃的环境当中，并开展冷启动实验。当接通电源之后，将两辆挖掘机的柴油机进行预热，而1号挖掘机的加热装置也同时接通，在15分钟之后，从两台柴油机当中分别取出一定量的润滑油进行检测和对比。
（二）试验数据分析
在本次试验当中，两台挖掘机在处于低温寒冷环境下都能够完成启动过程，其中1号挖掘机由于带有加热装置，因此在冷启动之前，润滑油的温度有所升高，这使润滑油黏度有所下降，使润滑油的流动性和润滑性得到了有效提升，进而缩短了冷启动时间，也降低了冷启动的磨损程度。
结束语：
综上所述，相关设计人员需要结合工程机械车辆柴油机的主要特点进行考虑，从而对柴油机润滑油加热装置进行合理设计。而在设计过程中，油底壳和进油管加热装置的结构相对比较简单，在具体运行时具有较高的安全性和可靠性，可以快速加热柴油机的润滑油，使润滑油的流动性和润滑性得到提升，从而使柴油机在低温环境当中的冷启动性能得到改善，避免柴油机内部相关零部件出现磨损问题。而且在本文当中，以挖掘机为例进行了相关试验，通过具体的试验分析可以看出，通过加热装置的应用，可以使柴油机在低温严寒的环境当中有效减少预热时间，而且还能够使冷启动工况的燃油消耗得到节省。这不仅能够使柴油机运行时的废气排放污染物得到降低，而且还能够辅助动力系统快速达到工作状态，使工程机械车辆的施工效率得到有效提高，而且也极大地提升了节能减排环保效果。
参考文献：
[1]于秩祥.工程机械车辆柴油机润滑油加热装置设计[J].农业装备与车辆工程,2017,55(11):88-90.
[2]叶丽华,孙平,施爱平, 等.菜籽油在柴油机上的耐久性试验研究[J].拖拉机与农用运输车,2017,34(6):16-17,19.
[3]卢熙群,何山,罗江龙, 等.基于润滑油颗粒效应的柴油机轴系扭振特性研究[J].柴油机,2020,42(4):37-43.