從熱量生轉(zhuǎn)角度分析190系列柴油機(jī)水溫過(guò)高的原因

侯云峰 萬(wàn) 峰

（中國(guó)石化 中原油田鉆井四公司，河南 濮陽(yáng)457000）

0 引言

柴油機(jī)工作過(guò)程中,正常情況下，燃料在氣缸內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱量,一部分轉(zhuǎn)化為有效功,一部分隨著廢氣排到大氣中去,另有一部分的熱量則通過(guò)與燃?xì)饨佑|的零件,傳給冷卻介質(zhì)被帶走,再由散熱系統(tǒng)散發(fā)出去，使柴油機(jī)始終在允許溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。如果柴油機(jī)出現(xiàn)故障，有時(shí)會(huì)比正常情況多產(chǎn)生熱量，造成水溫過(guò)高；傳熱系統(tǒng)由于積垢嚴(yán)重等原因，傳熱效率下降，也使水溫升高；再者強(qiáng)制散熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障，生成的熱量不能及時(shí)散發(fā)，會(huì)造成水溫急劇升高。無(wú)論何種原因造成水溫過(guò)高，都必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析、排除柴油機(jī)水溫過(guò)高。

柴油機(jī)工作時(shí)水溫75-85°為理想范圍，水溫超過(guò)85°并有繼續(xù)上升的趨勢(shì)，我們稱之為水溫過(guò)高。通常情況下,可以直觀地從水溫表、油溫表上觀察柴油機(jī)的溫度,也可以用手觸摸機(jī)體,其次就是觀察水箱口或機(jī)體側(cè)面呼吸器口所散發(fā)的熱氣。如果柴油機(jī)的水溫過(guò)高,應(yīng)根據(jù)具體情況從熱量生成、轉(zhuǎn)移的角度，從散熱、制熱、傳熱三個(gè)方面進(jìn)一步分析原因。

1 造成水溫過(guò)高的散熱方面原因

柴油機(jī)散熱系統(tǒng)如果出現(xiàn)問(wèn)題，柴油機(jī)水溫上升很快，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除，后果會(huì)很?chē)?yán)重。因此，在柴油機(jī)使用過(guò)程中，這部分應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注、檢查。

(1)冷卻系統(tǒng)水量不足；

(2)散熱水箱散熱片或散熱銅管表面積垢過(guò)多；

(3)節(jié)溫器工作不正常；

(4)散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不足；

(5)風(fēng)扇皮帶松馳斷裂或張緊輪調(diào)節(jié)不當(dāng)；

(6)水泵葉輪與水泵軸松脫,滾鍵或葉輪損壞；

（7）水路中有氣阻、氣障。

2 造成水溫過(guò)高的制熱方面的原因

有時(shí)柴油機(jī)工作中，傳熱、散熱方面沒(méi)有問(wèn)題，由于供油燃燒系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、零部件本身缺陷、超負(fù)荷、配載不均衡等原因，產(chǎn)生了過(guò)多的熱量，已經(jīng)超出了原有傳熱、散熱系統(tǒng)的能力范圍，從而導(dǎo)致水溫過(guò)高。

（1）產(chǎn)生嚴(yán)重拉缸現(xiàn)象；

（2）供油提前角過(guò)遲；

（3）燃油質(zhì)量不符合要求，爆燃嚴(yán)重；

（4）柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行；

（5）缸套上有裂紋或砂眼；

（6）增壓器污堵；

（7）燃燒室的積炭過(guò)多

（8）氣門(mén)間隙值不符合要求；

（9）排氣總管、消聲器不匹配、阻力大。

3 造成水溫過(guò)高的傳熱方面的原因

柴油機(jī)在設(shè)計(jì)制造時(shí)，已經(jīng)考慮到材料及冷卻介質(zhì)導(dǎo)熱性能方面的因素，正常情況下能夠滿足傳導(dǎo)熱量性能要求?？蓪?shí)際使用過(guò)程中，冷卻水中不可避免的含有礦物質(zhì)，久而久之就會(huì)附著在冷卻表面，形成水垢，影響熱量的傳導(dǎo)。這種影響有一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)程，沒(méi)有顯著的特征，容易被忽視，然而覆垢嚴(yán)重能造成水溫居高不下。

（1）柴油機(jī)機(jī)體內(nèi)及缸套外壁、冷卻水道的水垢過(guò)多；

（2）散熱水箱散熱銅管內(nèi)表面積垢過(guò)多。

4 造成水溫過(guò)高原因綜合分析

分析判斷水溫過(guò)高時(shí)應(yīng)注意一個(gè)重要環(huán)節(jié),看其是否是急劇升溫,對(duì)急劇升溫的情況應(yīng)果斷、迅速查找原因所在,首先用手觸摸機(jī)體的外表,以確定水溫的真實(shí)情況,如果水溫虛高,那明顯是水溫表或傳感器失靈所致。

如果急劇升溫應(yīng)立即散熱裝置是否正常工作。檢查冷卻水是否循環(huán)流動(dòng)或者觀察流速的變化現(xiàn)象,加以確定水泵的工作性能以及判斷冷卻水道內(nèi)的堵塞情況。如果缸套壁有沙眼或裂紋的話,那么水箱中的水會(huì)產(chǎn)生大量氣泡或者有沖浪的感覺(jué)。對(duì)節(jié)溫器失靈與否,可以更換一只節(jié)溫器進(jìn)行對(duì)比觀察, 或者在逐漸加溫?zé)崴杏^察其閥門(mén)在68～72e 時(shí)能否開(kāi)始開(kāi)啟,在80～83e 時(shí)完全開(kāi)啟,以確定節(jié)溫器的工作性能。對(duì)于因風(fēng)扇皮帶松馳、斷裂、張緊輪調(diào)節(jié)不當(dāng),液力偶合器工作不正常,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速明顯不足。

如果散熱裝置正常，就要轉(zhuǎn)向制熱環(huán)節(jié)，摩擦生熱，燃燒不良，超負(fù)荷。

柴油機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重拉缸現(xiàn)象必須停車(chē)后進(jìn)行逐步檢查,柴油機(jī)拉缸有幾種征兆,排氣管冒黑煙,運(yùn)轉(zhuǎn)聲音不正常,類(lèi)似超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的感覺(jué),呼吸器口處有大量燃?xì)庥砍?停車(chē)后盤(pán)車(chē)費(fèi)勁,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)缺乏一定的彈性,可根據(jù)摩擦阻力位確定某一缸后,打開(kāi)機(jī)體側(cè)蓋板再進(jìn)行仔細(xì)檢查及時(shí)修理。

供油時(shí)間是決定燃燒過(guò)程的重要因素,如果供油提前角過(guò)遲,就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的后燃,部分燃料來(lái)不及燃燒就被排出氣缸,形成二次燃燒，產(chǎn)生大量熱量。

混合氣的質(zhì)量也是決定燃燒過(guò)程的重要因素,燃料霧化良好,與空氣混合均勻,能縮短著火延遲期,保證燃料迅速和完全的燃燒,一旦燃油質(zhì)量不符合要求,噴油器滴油、漏油、霧化不良,燃油和壓縮空氣得不到良好的混合,燃燒不完善,甚至出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象，熱量集聚。

燃燒室的積炭過(guò)多, 改變了燃燒室的容積, 增大了柴油機(jī)的壓縮比,氣體在氣缸內(nèi)被壓縮得更厲害,壓力和溫度更加升高,使柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷大為增加,降低了柴油機(jī)的使用壽命,柴油機(jī)工作性能受到影響。柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，一是配平負(fù)載，二是減少負(fù)荷，使柴油機(jī)持續(xù)功率范圍內(nèi)運(yùn)行。

如果散熱和制熱環(huán)節(jié)都沒(méi)有問(wèn)題，水溫變化也不是很明顯，只是隨著柴油機(jī)使用時(shí)間逐步增高，當(dāng)環(huán)境溫度升高，帶重負(fù)荷時(shí)，水溫也會(huì)偏高，這主要是傳熱環(huán)節(jié)出了問(wèn)題。

散熱水箱散熱銅管內(nèi)表面積垢過(guò)多, 柴油機(jī)機(jī)體內(nèi)及缸套外壁、水道水垢過(guò)多。處理方法是用除垢劑或配比的酸堿溶液進(jìn)行清洗。

5 結(jié)論

柴油機(jī)水溫使用時(shí)必須控制在允許范圍之內(nèi)；

柴油機(jī)散熱系統(tǒng)保持正常高效是是水溫正常的必備條件；柴油機(jī)傳熱出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)分析處理，不能忽視；

及時(shí)判斷柴油機(jī)非正常制熱，必須迅速排除；

分析判斷柴油機(jī)水溫過(guò)高講究方法，對(duì)癥下藥。

［1］方宏，顧致成.對(duì)195 柴油機(jī)鑒定試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題的探討[J].機(jī)械制造，1963（02）。