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在冬季，由于氣溫低，給柴油機的起動帶來困難，主要原因是一般的機油和柴油在低溫時粘度增大，甚至凝結，冷卻水結冰，以及蓄電池容量降低和壓縮終了時的氣缸溫度太低，不易著火等。因此，柴油機在冬季工作時，需要采用相應的維護與保養措施，以及創造必要的防凍與保溫條件。
機組在冬季工作時，最好在室溫保持5℃以上的房間內進行。如果達不到這點要求，比如在0℃左右或者更低的室外工作時，除了應有避風，擋雪等措施外，還需要根據環境條件的變化和機組的工作情況，采取如下保溫和防凍措施：
（1） 換用冬季用燃油和潤滑油（包括潤滑脂）。
（2） 適當提高蓄電池的電解液比重。
（3） 采用預熱起動方法起動，停機后半小時把冷卻系統內的冷卻水放盡。如需長期停放，還應當把機油放盡。以防氣缸蓋和機體凍裂。
（4） 有條件的，用防凍液代替冷卻水注入冷卻系統中，防止結冰。最常用的防凍液是乙二醇（甘醇）和水按一定比例混合（見《柴油機使用保養說明書》），使用該防凍液時應注意：因乙二醇有毒、易揮發并腐蝕橡膠，因此嚴防入口，冷卻系統應嚴密加蓋無滲漏，注意檢查水管接頭，用后應密封保存，以備再用。
（5） 有條件的可安裝電熱塞，加溫器等低溫工作時的附屬設備。
目前，在低溫條件時起動機組采用預熱起動的方法較多。通常，用熱水（60~80℃）由加水口灌入冷卻系統，稍等一段時間后，從放水開關（或水泵進水口）流出來。接著再灌入熱水（90~100℃），等一段時間后再放出，并檢查流出來的水溫，能達到60℃時就將放水開關關閉，把熱水灌滿冷卻系統。
