目前国内内燃机车采用蓄电池组启动柴油发电机组，不使用其它辅助装置。电池组存在充电时间长、寿命短、运行维护成本高、环境污染等问题。

如果使用电容器作为电动启动的辅助装置，可以很好地解决这些问题，提高电动启动的性能；然而，传统电容器的容量不能满足内燃机车电池组的要求。20世纪80年代，日本开始生产超大容量电容器。这种电容器由活性碳超微孔纤维材料制成，技术含量高。只有俄罗斯、美国、日本等少数国家能够批量生产，已成功应用于内燃机车发电机租赁机组的电动启动。近年来，中国成功开发了超大容量电容器，其性能接近国际水平，价格仅为国外产品的三分之一，为国内内燃机车使用超大容量电容器作为电动启动辅助装置创造了良好的条件。

惠州发电机租赁分享利用超大容量电容器提高内燃机车柴油发电机租赁机组的电启动性能。

2.电容器辅助内燃机车电启动的工作原理如下。原始启动装置包括电池组XDC、电池闸刀XK、启动接触器QC和启动发电机MG；新增辅助装置包括超大容量电容器组C、二极管VD、晶闸管VT、充电限流电阻R和启动泵接触器QBC。对于东风内燃机车，电池组由48节462Ah内燃机车用电池组成。充满电时，每节电压为2.1V，总电压为0，启动发电机内阻为0.0180。对应辅助装置的超大容量电容器组可采用4个并联电压为96V、7F的电容器。

启动时闭合蓄电池闸刀XK和接触器QC，启动电流最大值为2100A，蓄电池端电压最低值为38V，启动结束时约7s。

在使用辅助装置的情况下，根据柴油发电机租赁机组的启动步骤，关闭电池闸刀XK后，关闭启动泵接触器QBC，启动泵开始工作；同时，晶闸管VT触发导通，电池组通过限流电阻R给电容器组充电。电阻的电阻值可以根据发动机正式启动前12分钟给电容器组充满电的准备时间来确定。正式启动时，关闭启动接触器QC，电池组和电容器组同时输出储存的电能，启动发电机的电流是电池组输出电流和电容器输出电流之和。启动瞬时最大电流约3000A，电池端最低电压约55V；相应地，电池组的瞬时最大输出电流为1500A，电容器组的最大输出电流为1。放电时间为1.11.5s.至此，电启动辅助装置作用于柴油发电机租赁机组的启动结束。与不使用辅助装置的情况相比，当电池组输出最大电流降低28%时，启动发电机的最大输入电流增加43%左右，电池端电压最低值增加45%左右，启动瞬时扭矩增加100%左右，启动时间缩短1.01.5s。超大容量电容器作为内燃机车电启动辅助装置的线路原理触器；MG启动发电机；C超大容量电容器组；VD二极管；VT晶闸管；R充电限流电阻；QBC启动泵接触器电容辅助启动装置与充满电的电池组联合启动时，电池组的输出电流与电容器组的输出电流之比约为1:1；但当电池容量因过放电而降低时，电容器组的输出电流可达电池组输出电流的1.52倍。

因此，电池的技术状态越差，就越能体现电容器组辅助启动装置的作用。

3内燃机车电启动试验为了检验超大容量电容器作为内燃机车启动辅助装置的实际性能，并与电池的单独启动性能进行比较，北京铁路局北京内燃机车段和石家庄机车段分别在DF12内燃机车(与DF4机车装载相同功率的柴油机)和DF4内燃机车上进行了超大容量电容器辅助电启动柴油机试验。

DF12内燃机车试验采用1组4个并联电压96V、电容7F的电容器。原车电池为NG462Ah(残留容量80%)，还准备了一组东方红5型调车机车使用的NG300Ah电池(残留容量80%)。测试仪为546008型记忆示波器1台，20008分流器2台。

DF4内燃机车试验采用1组3个并联电压96V、电容8.5F的电容器。原车电池为NG420Ah(残留容量80%)，还准备了一组NG300Ah电池(残留容量80%)。测试仪为HP54602A四通道150MHz数字存储示波器1台，1000A分流器4台。

在以下三种情况下，两种型号分别进行了柴油机启动试验：将超大容量电容器连接起来，辅助原车462Ah将电池换成300Ah，辅助超大容量电容器。

在这三种情况下，惠州发电机租赁共享电流最大值和电压最低值的测试数据，如表1和表2所示。

表1DF12内燃机车启动柴油发电机租赁试验数据启动装置电压最低值/V电池输出电流最大值/A电容器输出电流最大值/A启动发电机最大输入电流/A启动时间附注单独使用电池电容器辅助462Ah电池7次启动试验成功电容器辅助300Ah电池3次启动试验成功表2DF4内燃机车启动柴油机试验数据启动装置电压最低值/V电池输出电流最大值/A电容器输出电流最大值/A启动发电机最大输入电流/A启动时间附注单独使用电池3次启动试验成功电容器辅助420Ah电池3次启动试验成功电容器辅助300Ah电池4次启动试验成功DFi2内燃机车启动柴油机试验电流曲线如下。从测试数据可以看出，用超大容量电容器辅助462Ah电池启动，电池端电压的最低值比单独使用电池提高了60%80%，电池输出电流降低了30%50%，有利于电池；同时，启动瞬时扭矩增加，有助于缩短启动时间，提高启动可靠性。

容器配合启动，电池最大输出电流只有670A，低于启动铅酸电池允许的最大放电电流(35)。标准。但在超大容量电容器的辅助下，多次启动试验成功，说明东风内燃机车采用超大容量电容器作为电动启动辅助装置，可以减少现有电池的容量或延长其使用时间。

动态电流曲线图，电压最低值为30V，电流最大值为2100A.(b)为了连接超大容量电容器，辅助原车462Ah电池启动的电流曲线图，电压最低值为49V，电容器输出电流最大值为2240A，电池输出电流最大值为1060A.(c)为了将电池改为300Ah和超大容量电容器共同启动的电流曲线图，两次启动均成功，电压最低值为40V，电池输出电流最大值为670A.4，经济效益分析超大容量电容器作为内燃机车电启动的辅助装置，最适合频繁启动的调车机车。以前为了防止电池断电，要求短时间待机时不要停机。辅助装置安装启动后，待机时可随时停机，无任何限制。这不仅减少了柴油机的机械磨损，而且节省了燃油。

安装电动启动辅助装置后，柴油机启动时，由于30%50%以上的启动电流来自超大容量电容器，电池的负担比过去小得多，可以大大延长电池的使用寿命，也可以适合惠州发电机租赁分享，减少现有内燃机车电池的容量、成本和重量。

安装电动启动辅助装置后，柴油发电机租赁启动的可靠性大大提高，尤其是在低温和电池组断电或电参数恶化时。

由于启动瞬时扭矩的增加，柴油机的旋转速度增加，提高了燃油点燃质量，缩短了柴油发电机组的启动时间。