QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高的故障分析及排查方法

劉建永，徐文崗

（平朔煤炭工業(yè)公司宇辰發(fā)動(dòng)機(jī)維修中心，山西 朔州 036000）

引言

礦產(chǎn)工程機(jī)械因其工作負(fù)荷大、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長、作業(yè)環(huán)境惡劣等因素，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度超標(biāo)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)充氣系數(shù)降低，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足、油耗增加和排放超標(biāo)等現(xiàn)象。通?？煽康倪M(jìn)氣溫度是保障發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、正常功率輸出、節(jié)能環(huán)保的重要指標(biāo)[1-4]。在礦山設(shè)備運(yùn)行過程中，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高的原因較多，本文主要結(jié)合QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)引發(fā)的進(jìn)氣溫度高故障進(jìn)行分析。QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)為四沖程雙級(jí)渦輪增壓、中冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率達(dá)1986 KW（2700馬力），最大扭矩可達(dá)11953 N?m。通常配置QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)的礦山工程自卸車載重高達(dá) 320t以上。QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)采用雙泵雙循環(huán)冷卻模式，進(jìn)氣溫度受低溫冷卻系統(tǒng)控制，與之相關(guān)的主要部件有LTA水泵、LTA散熱器、低溫節(jié)溫器、中冷器、缸蓋及進(jìn)氣溫度傳感器等，這些部件中任何一個(gè)部件出現(xiàn)故障都會(huì)引起 QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)進(jìn)氣溫度高的故障[5,6]。因此，對(duì)QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度高的故障原因進(jìn)行科學(xué)合理的分析并給出有效的排查處理措施，對(duì)確保發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常工作、提高設(shè)備性能和生成效率等方面具有重要的意義。

1 QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高故障分析與排查

1.1 LTA水箱散熱器故障分析與排查

QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器受礦山作業(yè)環(huán)境惡劣的影響，其散熱芯表面通常會(huì)集聚大量的灰塵和臟污，或者在長時(shí)間使用過程中散熱芯內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)積垢或腐蝕等現(xiàn)象。這兩類因素均會(huì)造成防凍液冷卻效果降低從而造成冷卻系統(tǒng)循環(huán)過程中產(chǎn)生進(jìn)氣溫度偏高。LTA水箱散熱器與主水箱散熱器并排置于發(fā)動(dòng)機(jī)前端，通過排氣管與膨脹水箱連通。首先檢查時(shí)應(yīng)觀察散熱器表面是否有臟污堵塞，如堵塞應(yīng)使用強(qiáng)水進(jìn)行沖洗，保證足夠的空氣流通面積。對(duì)散熱器芯內(nèi)部檢查，應(yīng)在低溫冷卻系統(tǒng)處于大循環(huán)狀態(tài)下，可通過紅外測(cè)溫儀對(duì)散熱器的進(jìn)回水口進(jìn)行溫差對(duì)比，進(jìn)水口溫度為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，回水口為冷卻后的溫度，散熱器正常工作時(shí)進(jìn)回水口溫差為30℃左右，如果回水管溫度過低，說明散熱器發(fā)生堵塞，此時(shí)應(yīng)疏通或修復(fù)處理。

1.2 進(jìn)氣溫度傳感器故障分析與排查

QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)通過4個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器分別檢測(cè)四個(gè)中冷器的進(jìn)氣溫度，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)反饋給ECM，如果傳感器精度失效會(huì)導(dǎo)致 ECM 接受錯(cuò)誤信號(hào)，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高報(bào)警。 進(jìn)氣溫度傳感器為二線式熱敏式溫度傳感器。隨著溫度的升高熱敏電阻的阻值降低，正常情況下阻值在500 Ω和40kΩ之間變化。通過萬用表和專用測(cè)試導(dǎo)線對(duì)其測(cè)量阻值與表一進(jìn)行比對(duì)即可判斷傳感器是否工作正常。

表1 溫度傳感器的電阻值隨溫度而變化

1.3 LTA水泵故障分析與排查

LTA水泵為離心泵，負(fù)責(zé)為低溫冷卻系統(tǒng)提供循環(huán)保障。當(dāng)LTA水泵內(nèi)部軸承損壞或者葉輪損傷均會(huì)導(dǎo)致冷卻液無法正常循環(huán)，出現(xiàn)進(jìn)氣溫度升高。此外因葉輪穴蝕或磨損嚴(yán)重也會(huì)因冷卻液循環(huán)量不足引發(fā)進(jìn)氣溫度高故障。LTA水泵故障引起的進(jìn)氣溫度高，會(huì)出現(xiàn)四個(gè)中冷器進(jìn)氣溫度同時(shí)偏高現(xiàn)象，電腦連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可以檢測(cè)確認(rèn)進(jìn)氣溫度是否均偏高。通過使用紅外測(cè)溫儀對(duì)LTA水泵進(jìn)水管與出水管之間的溫度差來進(jìn)一步判斷水泵是否工作正常，如溫差明顯，則可判斷水泵故障。此時(shí)應(yīng)排放冷卻液并拆卸LTA水泵分解檢查，用手轉(zhuǎn)動(dòng)軸承檢查是否損壞，查看葉輪有無損傷等方式對(duì)故障進(jìn)行排查。

1.4 低溫節(jié)溫器故障分析與排查

低溫節(jié)溫器控制發(fā)動(dòng)機(jī)低溫冷卻系統(tǒng)的工作溫度，保證進(jìn)氣溫度處于合適的工作范圍內(nèi)，其調(diào)節(jié)溫度為46-57℃。如果冷卻液溫度到達(dá)開啟溫度時(shí)，節(jié)溫器不能正常開啟或開啟度不夠，低溫冷卻系統(tǒng)就不能正常進(jìn)行大循環(huán)，冷卻液熱量不能及時(shí)通過散熱器帶走，出現(xiàn)進(jìn)氣溫度高故障。檢查時(shí)應(yīng)保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使冷卻液溫度上升到57℃后，使用紅外測(cè)溫儀對(duì)LTA水泵大循環(huán)水管進(jìn)行測(cè)量，溫度明顯低于調(diào)節(jié)前的溫度時(shí)，應(yīng)拆卸節(jié)溫器檢查。找到一容器盛水并放置入溫度計(jì)，將節(jié)溫器放入其中進(jìn)行加溫，當(dāng)水加熱到 44-48℃時(shí)節(jié)溫器應(yīng)開始開啟，到57-65℃時(shí)則完全開啟，最大開啟時(shí)節(jié)溫法蘭與殼體之間的距離為9.5mm，停止加熱后節(jié)溫器則逐漸關(guān)閉并恢復(fù)到原來狀態(tài)。節(jié)溫器出現(xiàn)故障應(yīng)更換節(jié)溫器。

1.5 中冷器故障分析與排查

中冷器導(dǎo)致的進(jìn)氣溫度高主要表現(xiàn)在中冷器內(nèi)部冷卻芯臟污堵塞，造成冷卻液循環(huán)不暢，未能將空氣中的熱量及時(shí)帶走。其次是冷卻芯邊緣裂紋或固定螺栓松動(dòng)，部分壓縮空氣通過縫隙未經(jīng)冷卻芯散熱進(jìn)入中冷器下游，出現(xiàn)進(jìn)氣溫度高故障。檢查時(shí)應(yīng)拆卸中冷器并進(jìn)行分解，檢查冷卻芯有無邊緣裂紋或固定螺栓松動(dòng)、密封墊損壞現(xiàn)象，檢查冷卻芯有無臟污或堵塞現(xiàn)象，如出現(xiàn)上述問題應(yīng)修復(fù)或更換處理。

1.6 進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)故障分析與排查

因進(jìn)氣門間隙調(diào)整錯(cuò)誤、氣門錐角及座圈磨損，以及氣門導(dǎo)管磨損犯卡均會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)，在壓縮和排氣行程中缸內(nèi)高溫氣體通過缸蓋進(jìn)氣道反串到中冷器下游，發(fā)生進(jìn)氣溫度高故障。進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致的進(jìn)氣溫度故障通常拆卸溫度傳感器觀察會(huì)有熏黑的現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)首先檢查相近缸的氣門間隙調(diào)整是否正確，如果正常應(yīng)拆卸中冷器觀察所對(duì)應(yīng)的缸蓋進(jìn)氣道是否有排氣泄露痕跡，對(duì)判斷存在問題的缸蓋進(jìn)行打壓測(cè)試，檢查氣門關(guān)閉情況等。確定故障原因后，對(duì)缸蓋進(jìn)行修復(fù)或更換處理。

2 結(jié)束語

綜上所述，導(dǎo)致QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高的因素很多，除上述提到的主要因素之外，還有如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液液位偏低、冷卻液不達(dá)標(biāo)、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷過大、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)皮帶松動(dòng)或驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障、風(fēng)扇控制裝置故障等因素也會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度偏高，這些故障的發(fā)生將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高溫故障。為了能夠?qū)收线M(jìn)行全面快速的排查，就需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的實(shí)際狀況并要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)故障現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，準(zhǔn)確判斷故障原因快速排除。本文深入地分析了引起QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高的原因并針對(duì)相應(yīng)問題給出了排查和解決方案，不僅能夠提高我礦設(shè)備的利用率、保障生產(chǎn)任務(wù)的有序進(jìn)行，同時(shí)也能對(duì)相關(guān)鄰域的技術(shù)人員具有一定的指導(dǎo)和參考意義。