柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)故障分析

陳車同　廖遠(yuǎn)東

【摘 ?要】柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)是柴油機(jī)重要組成部分，冷卻系統(tǒng)工作是否正常關(guān)乎柴油機(jī)的正常運(yùn)行，但是在柴油機(jī)使用過程中由于維護(hù)保養(yǎng)不及時、冷卻系統(tǒng)故障和誤操作等情況都會對柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)造成一定的影響，從而影響柴油機(jī)的正常工作。下面，根據(jù)對柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)故障分析，總結(jié)出柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)常見的故障及原因。

【關(guān)鍵詞】柴油機(jī);冷卻系統(tǒng);水循環(huán)

引言

柴油機(jī)是利用燃料在氣缸中燃燒使氣缸內(nèi)的氣體膨脹便推動活塞做功產(chǎn)生動能，柴油機(jī)工作時，氣體燃燒的最高溫度可達(dá)2000℃左右，使得直接與高溫氣體接觸的零件如活塞、氣缸、缸套和氣門等強(qiáng)烈受熱，零件的精密程度發(fā)生變化，在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中對零件造成不可逆的損傷。因此，冷卻系統(tǒng)對柴油機(jī)的正常工作至關(guān)重要。另外，柴油機(jī)在工作時需要保持一定的溫度，溫度過高或者過低都會影響柴油機(jī)的正常工作，所以，冷卻系統(tǒng)需要保持柴油機(jī)在合適的溫度下工作。

柴油機(jī)冷卻方式分為風(fēng)冷和水冷兩種方式，風(fēng)冷柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)常見故障有：

1.風(fēng)道或氣缸蓋、氣缸體散熱片太臟

在氣缸體和氣缸蓋外壁鑄有很多的皺折狀散熱片以此增加散熱效果，在風(fēng)扇將外界的空氣吹入到散熱風(fēng)道和散熱片時也將空氣中的灰塵代入進(jìn)來，長時間工作之后，在風(fēng)道和氣缸蓋、氣缸體外散熱片上附著一層灰塵，影響到散熱效果。因此要周期性清理風(fēng)道和散熱片上的灰塵。

2.導(dǎo)風(fēng)罩沒扣緊或有破損

在柴油機(jī)工作時，風(fēng)扇將吸入的空氣沿導(dǎo)風(fēng)罩流向氣缸體和氣缸蓋表面，如果導(dǎo)風(fēng)罩沒有扣緊或者有破損，空氣在風(fēng)道流動時會產(chǎn)生泄漏，流向氣缸體和氣缸表面的空氣減少，影響柴油機(jī)的散熱效果。

檢查方法：檢查導(dǎo)風(fēng)罩有無破損以及在密封處有沒有空氣泄漏。

3.冷卻風(fēng)扇傳動帶損壞或張緊輪張力不足

在液力耦合器的作用下，經(jīng)過皮帶帶動冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動。隨著柴油機(jī)使用時間的增加，皮帶的傳動效率在下降，張緊輪的張緊作用也在變化，如果風(fēng)扇達(dá)不到有限的轉(zhuǎn)速會影響柴油機(jī)的冷卻效果。

檢查方法：檢査風(fēng)扇皮帶。當(dāng)皮帶過松時應(yīng)進(jìn)行調(diào)整;如果皮帶磨損程度較嚴(yán)重或已折斷，應(yīng)立即進(jìn)行更換;若有兩根皮帶，只有其中一根損壞，必須同時換上兩根新皮帶，不可一舊一新地搭配使用，否則會大大縮短新皮帶的使用。

水冷柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)常見故障有以下幾點：

3.1冷卻液不足

當(dāng)柴油機(jī)內(nèi)冷卻水不足時會導(dǎo)致柴油機(jī)冷卻效果下降，不能夠持續(xù)地給柴油機(jī)進(jìn)行降溫，導(dǎo)致柴油機(jī)溫度過高，使得柴油機(jī)內(nèi)部零件如氣缸蓋、氣缸套、活塞組件及氣門等受到較大熱負(fù)荷，機(jī)械性能下降，使零件變形增加，縮小了零件間的配合間隙，加快機(jī)件磨損，甚至還會出現(xiàn)裂紋、機(jī)件卡住的現(xiàn)象。在溫度過高時也會使得機(jī)油化學(xué)性質(zhì)改變，粘度降低，內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部需要潤滑的部件得不到有效潤滑，造成異常磨損。

檢查判斷：

（1）內(nèi)燃機(jī)啟動前仔細(xì)檢査水箱內(nèi)冷卻液高度是否在規(guī)定的范圍內(nèi);

（2）內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時注意檢査冷卻液是否有滲漏，如散熱器、水泵、氣缸體、暖風(fēng)機(jī)水箱、水管，以及橡膠連接軟管和放水開關(guān)處。

3.2 水泵供水效率低

水泵工作異常時會影響系統(tǒng)的冷卻效果。冷卻水在柴油機(jī)內(nèi)循環(huán)流動是靠水泵的轉(zhuǎn)動提供壓力能，水泵將冷卻水持續(xù)送到水箱散熱器內(nèi)進(jìn)行降溫冷卻，冷卻后的冷卻液再送至柴油機(jī)的水套內(nèi)冷卻柴油機(jī)。當(dāng)水泵工作異常時，水泵提供的壓力能不足以將冷卻液及時壓送到冷卻系統(tǒng)內(nèi)時，會導(dǎo)致柴油機(jī)的冷卻效果變差。導(dǎo)致冷卻液溫度過高，影響柴油機(jī)的性能。

檢査判斷：冷卻液低溫時，用手緊握散熱器連接的出水管，由怠速至高速，如果感到循環(huán)水的流量不斷變大，認(rèn)為水泵運(yùn)作正常。高溫時，用改錐抵住散熱器連接的出水管，由怠速至高速，如果感到循環(huán)水的流量不斷變大，認(rèn)為水泵運(yùn)作正常。否則，說明水泵運(yùn)作異常，應(yīng)進(jìn)行檢修。

3.3循環(huán)系統(tǒng)管路結(jié)垢堵塞

水冷卻系統(tǒng)主要靠冷卻液在冷卻系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動給柴油機(jī)降溫，而冷卻液內(nèi)含有一定的雜質(zhì)，在冷卻液高溫變低溫，低溫變高溫不斷循環(huán)過程中使得冷卻液內(nèi)的雜質(zhì)聚集在散熱器、氣缸、水套內(nèi)，導(dǎo)致冷卻液的循環(huán)流動性變差，降低系統(tǒng)的冷卻效果。水垢的主要成分是碳酸鈣和碳酸鎂，長時間的使用過程中水垢不斷沉積，嚴(yán)重的會使水循環(huán)管路堵塞，損壞冷卻系統(tǒng)，導(dǎo)致柴油機(jī)溫度升高。當(dāng)添加的冷卻液不符合規(guī)定時，尤其當(dāng)添加水是含有大量鈣鎂離子的硬水時，會造成管路堵塞，使冷卻循環(huán)系統(tǒng)工作異常。

3.4節(jié)溫器故障

節(jié)溫器是控制柴油機(jī)冷卻液流動路徑的閥門，節(jié)溫器裝在柴油機(jī)燃燒室內(nèi)，控制燃燒室溫度，是一種自動調(diào)溫的裝置。柴油機(jī)運(yùn)行時需要保持一定的溫度，在柴油機(jī)冷卻狀態(tài)下剛啟動時，節(jié)溫器主閥門關(guān)閉，水循環(huán)只是在柴油機(jī)內(nèi)部小循環(huán)，保護(hù)柴油機(jī)低溫時的運(yùn)行。當(dāng)柴油機(jī)工作溫度高于正常工作溫度時，節(jié)溫器主閥門打開，冷卻水經(jīng)散熱器冷卻后流回至柴油機(jī)內(nèi)，給柴油機(jī)進(jìn)行冷卻降溫，保護(hù)柴油機(jī)在高溫環(huán)境下運(yùn)行。當(dāng)節(jié)溫器損壞，主閥門不能正常打開，冷卻循環(huán)水不能流至散熱器內(nèi)進(jìn)行散熱。局部小循環(huán)造成水溫過高。

檢查判斷：發(fā)動機(jī)運(yùn)行初期，循環(huán)水溫升溫很快;當(dāng)控制面板水溫值指示80℃后，升溫速度減慢，運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘后，水溫值基本在82℃左右時，認(rèn)定節(jié)溫器工作正常。相反，當(dāng)水溫在上升至80℃后一直升高，其升溫速度很快，當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)水壓達(dá)到一定程度時，沸水突然溢出，則表明主閥門有卡滯，突然打開。

在水溫表指示70℃-80℃時，打開散熱器蓋和散熱器放水開關(guān)， 用溫度計測量其水溫，若水溫度較高，則說眀節(jié)溫器工作正常;若散熱器加水口處水溫低，且散熱器上水室進(jìn)水管處無水流出或流水甚微，說明節(jié)溫器主閥門無法打開。

3.5風(fēng)扇或扇葉損傷

風(fēng)扇安裝在散熱器前面，給流經(jīng)散熱器內(nèi)的冷卻液降溫。在水溫達(dá)到正常工作溫度時，開啟風(fēng)扇 風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)分為兩種，一種是電磁閥控制，一種是跟隨柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，由皮帶傳動動力，由電磁閥控制的風(fēng)扇在冷卻液達(dá)到正常溫度時才會開啟。風(fēng)扇損壞無法轉(zhuǎn)動或者扇葉損壞都會影響散熱器內(nèi)冷卻液的散熱效果，造成水溫升高，影響柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

檢查方法：

（1）由電磁閥控制的風(fēng)扇在水溫達(dá)到正常溫度時如果能夠自動開啟，則風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)沒有問題，否則，風(fēng)扇系統(tǒng)有故障。由皮帶傳動的風(fēng)扇如果在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時能夠正常開啟，則風(fēng)扇系統(tǒng)沒有問題，否則，風(fēng)扇系統(tǒng)故障;

（2）檢查風(fēng)扇扇葉有無損壞。

4.結(jié)語

除上述外，內(nèi)燃機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)行以及機(jī)器安裝位置不宜造成空氣不流通也是機(jī)組水溫過高的重要因素。

在進(jìn)行冷卻水高溫故障分析時，應(yīng)先考慮冷卻水是否按規(guī)定添加; 其次考慮系統(tǒng)是否存在滲漏、結(jié)垢，散熱器是否堵塞;接著要查看皮帶是否松懈、開裂等;在排除上述原因后可考慮是否是水泵、節(jié)溫器或風(fēng)扇離合器損壞。排査過程要由淺入深，循序漸進(jìn)，做好內(nèi)燃機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)和檢查是確保設(shè)備正常運(yùn)行的重要手段！

參考文獻(xiàn)

[1]賈延林.工程機(jī)械用柴油機(jī)高溫故障原因分析[J].內(nèi)燃機(jī)，2016（02）：8-10.

[2]付海燕，丁技峰，張維彪.一種柴油機(jī)故障分析方法[J].現(xiàn)代制造工程，2014（03）：136-139.

[3]吳恒.MAN KSZ型柴油機(jī)活塞冷卻系統(tǒng)故障分析[J].世界海運(yùn)，2012，35（02）：22-23.