内燃机要顺利起动，必须满足如下条件:一是燃油与空气雾化良好，在发动机燃烧室内或燃烧室某局部区域形成足够数量的可燃混合气;二是该可燃混合气必须达到一定的温度，足以使混合气燃烧;三是此高温条件必须能够保持足够长的时间，以确保火核的稳定形成。因此从燃烧着火角度可以总结发动机冷起动困难的发动机方面的因素可为"三低"，即进气温度低、燃油温度低、机体及冷却水温度低。

发动机进气的初始温度由环境温度决定。低的进气初始温度，最直接的后果就是造成发动机压缩终点的缸内燃气温度不高，空气与燃油混合气的温度达不到自燃温度，造成内燃机特别是没有安装起动预热装置的内燃机难以起动。在内燃机起动阶段，由于温度低，燃气工质的热力状态极不稳定，即使发动机燃气着火，也是极易发生失火现象，造成起动失败。

在低温环境，无论是汽油还是柴油，黏度都会随温度的降低而显著增大，因而会致使燃油的蒸发性变差。在低温环境，低的进气温度也造成压缩终点温度降低，恶化了燃油与空气的有效混合，不能形成易于燃烧着火的可燃混合气。特别是发动机进行多次起动尝试后，会造成大量的燃料油滴沉积于燃烧室或气缸壁，更加恶化了发动机起动条件。

发动机不运转时，机体温度与外界环境低温一致。低的机体和冷却水温度的直接后果是，会强化压缩过程混合气通过缸壁对外的放热。这从另一角度也造成燃油雾化过程中的混合气温度降低，而恶化雾化质量，造成起动困难。

低温起动困难是目前困扰内燃机应用最为严重的一个工程问题。在我国西部及北方地区，由于地处高原或纬度较高，时有极端天气。在该地域使用的内燃机工程机械及承载交通运输的内燃机车辆在严寒季节经常会遇到发动机起动困难，甚至根本无法起动，出现工程机械"趴窝"或交通运输中断等严重情况。内燃机冷起动困难或无法起动，一方面会对国民生活、生产造成影响，另一方面由于发动机多次起动尝试，会导致燃油无端消耗，发动机磨损以及低温排放加剧，造成不必要的燃油损失和机械及环境损害。

发动机低温冷起动器，该低温冷起动器由长方形凹槽框架、电热元件、耐高温陶瓷块、金属卡座、绝缘垫片、绝缘套管、金属板和螺栓构成。固定框架为带底板的长方形凹槽，凹槽的上部设一金属板，底板与上部金属板之间形成一长方形管孔，长方形凹槽上沿向外设有裙边。金属卡座、电加热元件、陶瓷块装在管道内，金属档块将陶瓷块、电加热元件卡在管孔内，用螺栓将电发热元件两端头固定在框架上，用绝缘垫和套管将电加热片与金属框架隔开绝缘，该起动器装在气缸上的进气道内，进气阻力非常小、加热速度快、耗电少、效率高、结构简单、安装及操作十分方便，在低温和高原环境下能快速起动发动机。 ​

使用发动机低温起动器能够有效的对混合气进行预热，与此同时提高了进气温度，显著提高发动机的压缩温度，有利于燃烧室内燃料的蒸发与雾化，促进可燃混合气的形成，改善混合气的燃烧，同时还可以改善发动机的排放性能。