Процесс пуска двигателя до перехода на заданный режим работы можно разбить на три этапа: пуск сжатым воздухом или другим пусковым устройством до получения первых вспышек в цилиндрах; устойчивая работа без пропусков вспышек и достижение числа оборотов, заданного регулирующим устройством; прогрев с постепенным повышением нагрузки до заданного режима работы.
Пусковой период требует особого внимания, так как характеризуется наибольшими износами трущихся деталей; подавляющее число аварий и повреждений двигателя происходит именно в этот период. Чтобы осуществить пуск, нужно достигнуть определенного числа оборотов, вызываемого минимальным пусковым числом оборотов Nmin. Его величина зависит от конструкции, быстроходности, способа и условий смесеобразования, теплового состояния двигателя. Основные факторы, определяющие продолжительность и надежность пуска - смесеобразование и сгорание. При пуске холодного дизеля и при низкой температуре наружного воздуха самовоспламенение топлива может произойти только после подачи в цилиндр нескольких порций топлива. Рабочий цикл при первых вспышках протекает с высоким давлением сгорания и большой скоростью его нарастания, так как при малом числе оборотов вала двигателя вследствие увеличения утечки топлива в насосе давление нагнетания резко снижается и качество распыливания ухудшается.

Давление топлива в нагнетательном трубопроводе при малом числе оборотов имеет значительные колебания, ввиду чего могут наблюдаться неоднократные посадки и подъем иглы форсунки. Кроме того, имеет место значительный теплоотвод в стенки цилиндра. Это приводит к такому увеличению периода задержки самовоспламенения, при котором начало процесса сгорания переносится далеко на линию расширения, а в камере сгорания не создаются условия для возникновения очагов горения рабочей смеси (происходят пропуски вспышек в цилиндрах). При дальнейшем вращении вала двигателя к впрыскиваемой порции топлива частично прибавляется топливо от предыдущих порций и происходит сгорание увеличенного количества топлива, что сопровождается высокой скоростью нарастания давления в цилиндре и сильным стуком в нем.
Пусковые качества двигателя во многом зависят от цетанового числа топлива и его испаряемости, а также степени износа втулки цилиндра и поршневых колец. Величина износа стенок втулки цилиндра дизеля после каждого пуска его в холодном состоянии эквивалентна его работе в течение 3-8 ч с номинальной нагрузкой, так как высокое р,, имеющее место в пусковой период, увеличивает удельное давление поршневых колец на стенки цилиндра и дополняет корродирующее и абразивное воздействие продуктов сгорания.

Заводы-изготовители обычно гарантируют пуск двигателей без прогрева при температуре окружающего воздуха и воды в водяных рубашках не ниже +8° С. Период от начала пуска до перехода к работе на топливе при нормальных условиях составляет всего 2-6 сек и сопровождается большой неравномерностью вращения вала и дымностью выпуска. Неравномерность вращения объясняется пропусками вспышек в цилиндрах, а также тем, что обороты двигателя возрастают толчками по мере перехода к работе на топливе отдельных цилиндров. При нормальных условиях окружающей среды и исправном состоянии двигателя переход к работе на топливе происходит за 1-3 оборота у тихоходных дизелей и за 8-10 оборотов у быстроходных. При этом Nmin у тихоходных дизелей должно быть 50-70 об/мин, а у быстроходных 100-150 об/мин. Двигатели с малыми диаметрами цилиндра отличаются более трудным пуском и требуют относительно большей затраты мощности для обеспечения пуска. Это объясняется тем, что с уменьшением диаметра цилиндра возрастает его относительная поверхность охлаждения.

На пусковые качества влияют также способ смесеобразования и конструкция топливной аппаратуры. Наилучшими пусковыми качествами обладают дизели с неразделенными камерами сгорания. Предкамерные и вихрекамерные дизели имеют весьма затрудненный пуск. Для облегчения пуска холодного дизеля прибегают к мерам, облегчающим и ускоряющим смесеобразование и самовоспламенение. В зависимости от конструкции, назначения, места установки и условий использования, к ним относятся подогрев воздуха при впуске, смазочного масла и топлива; заполнение зарубашечного пространства горячей водой; периодическая работа вхолостую. Для дизелей наиболее эффективным способом следует считать подогрев топлива непосредственно перед впрыском в цилиндр. Использование простого приспособления в виде спирали, окружающей корпус форсунки и питаемой электроэнергией от аккумуляторов, позволяет обеспечить надежный пуск в самых неблагоприятных условиях.

Для безопасной и надежной работы двигателя после пуска необходимо соблюдать определенный режим прогрева. Прогрев - это неустановившийся тепловой процесс, характеризующийся изменением: температур стенок цилиндра и температурных напряжений в крышке цилиндра, втулке и поршне; зазоров между втулками и поршнями; температуры и вязкости смазочного масла; температуры охлаждающей воды. Если после пуска без предварительного прогрева холодный двигатель нагрузить на полную мощность, то суммарные напряжения в ряде деталей могут превзойти допускаемые, в результате чего возникнет опасность появления трещин. Например, у двигателя 18 Д (п = 400 об/мин, D = 300 мм, S = 380 мм, цилиндровая мощность 74 квт) в случае выхода сразу после пуска на режим 0,75 Nном максимальные напряжения в крышке цилиндра наступают уже через 2 мин, близки к предельно допускаемым и появляются чаще, чем в других деталях.

Поршень и втулка также работают в неблагоприятных условиях. Так как прогрев поршня и втулки происходит неравномерно, то это приводит к неравномерному расширению и деформации поршня и втулки; зазоры между ними меняются также неравномерно, хотя стабилизация температур поршня и втулки при прогреве двигателя происходит почти одновременно. Если зазоры при монтаже установлены правильно, то задиры поршня из-за более быстрого прогрева его головки по сравнению с втулкой происходить не должны. Так, для того же двигателя 18 Д температуры, при которых зазор между поршнем и втулкой сводится к нулю, составляют для головки поршня 280° С, для тронка в районе бобышек 140° С, для нижней части тронка 120° С. Испытания показывают, что эти температуры не достигаются даже при выходе сразу после пуска на полную нагрузку, а нормальная величина зазора устанавливается через 20 мин после пуска. Это говорит о том, что при правильном выборе величин зазоров по мере прогрева зазор между поршнем и втулкой изменяется плавно, и появление задиров поршня не связано с характером изменения температур поршня и втулки при прогреве; они чаще всего появляются в результате местного перегрева отдельных участков поршня или втулки.

Пуску всякого двигателя предшествует тщательная подготовка и проверка исправности двигателя и его систем. Последовательность и перечень операций по приготовлению к пуску излагаются в инструкции для каждого двигателя. Однако для всех двигателей имеются общие положения, выполнение которых обязательно для обеспечения надежности и безопасности пуска. В основном эти положения уже известны, так как рассматривались при изложении вопроса о подготовке к первому пуску после ремонта. Нужно только иметь в виду, что объем операций при подготовке к пуску в период нормальной эксплуатации несколько меньший, чем при подготовке к первому пуску после ремонта; это объясняется тем, что он строго регламентирован инструкцией по обслуживанию каждого двигателя. Подготовка же к пуску после ремонта в значительной мере определяется не только инструкцией, но и объемом и характером проведенных ремонтных работ; она также должна предусматривать ряд мер предосторожности и повторение ряда операций с целью более надежного контроля состояния двигателя.

Последовательность действий при пуске определяется особенностями конструкции двигателя и его пусковой системы. В настоящее время наиболее распространены воздушный и электро-стартерный пуск. Убедившись в готовности двигателя к пуску,
устанавливают устройство, управляющее подачей топлива, в положение, указанное в инструкции, и при воздушном пуске открывают главный пусковой клапан. Когда двигатель начнет работать на топливе, главный пусковой клапан и запорный вентиль на пусковом баллоне закрывают, а воздух из трубопровода стравливают. Стартерный пуск осуществляют нажатием кнопки пускового устройства; при этом запрещается проворачивать двигатель стартером более 30 сек и производить более четырех попыток пуска во избежание глубокой разрядки аккумуляторов.
В двигателях с разделенными камерами сгорания непосредственно перед моментом пуска на 30-50 сек включают спираль накаливания.

Сразу же после пуска нужно отрегулировать давление масла, воды и топлива. Особое внимание обращают на исправность системы смазки. Если в течение 1 мин после пуска давление масла не достигает величины, предусмотренной инструкцией, двигатель следует остановить и возобновить пуск только после устранения неисправностей. Если температура масла ниже 10° С, возникает опасность чрезмерного повышения его давления. Поэтому для предотвращения повреждений масляной системы рекомендуется обращать внимание на исправность работы автоматического редукционного клапана или открывать разгрузочный клапан до пуска двигателя (в зависимости от конструкции). В равной степени следует опасаться как чрезмерного повышения, так и снижения давления масла. При пуске оно должно поддерживаться ближе к верхнему пределу.
В летнее время, когда температура масла составляет 20-25° С, длительность прогрева до принятия полной нагрузки может быть сокращена до 5-8 мин для быстроходных дизелей и до 20-25 мин для тихоходных.

Работающий двигатель нуждается в постоянном контроле и наблюдении. Обслуживание должно быть основано на точном выполнении инструкций и правил, учитывающих особенности конструкции данного двигателя и специфику установки.
Пользуясь показаниями приборов, необходимо следить за поддержанием рекомендуемого режима охлаждения.
Если вода не отвечает данным, то ее подвергают фильтрации и обработке на специальной установке (способ обработки зависит от назначения и солевого состава исходной воды). Эксплуатация системы охлаждения проводится так, что рабочие параметры не выходят из следующих пределов: давление в нагнетательном трубопроводе не превышает 4-5 дан/см2; температура воды при выходе из крышек цилиндров при проточной схеме для тихоходных дизелей не более 40-50° С, а у быстроходных 50-55° С; при одноконтурной открытой циркуляционной схеме у тихоходных дизелей 50-55° С, а у быстроходных 55-60° С; при одноконтурной закрытой или двухконтурной циркуляционной схеме с холодильником 60-65° С; перепад температур воды до входа в дизель и после выхода из него составляет 2-20° С в зависимости от нагрузки (2° С - холостой ход, 20° С - полная нагрузка); температуры воды, выходящей из отдельных крышек цилиндров одного и того же дизеля, не должны отличаться друг от друга более чем на 2-3° С.