CAT柴油機(jī)高水溫故障判斷與處理

趙偉

摘要：柴油機(jī)是平臺上不可缺少的動力源，其安全有效的運(yùn)行對保障平臺生產(chǎn)至關(guān)重要。柴油機(jī)高水溫是最常見的故障之一，如不及時處理會延伸成重大設(shè)備故障，影響平臺生產(chǎn)，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：CAT柴油機(jī);高水溫;故障;診斷

1? 柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)簡介

柴油機(jī)燃油產(chǎn)生的能量有相當(dāng)一部分需通過冷卻系統(tǒng)帶走，占總數(shù)的30%之多。如圖1所示。

柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)分為缸套水和中冷器水兩部分，冷卻方式有一體和分體的兩種。

特別注意的是，卡特分體式中冷系統(tǒng)中，有部分機(jī)型中冷器熱交換器的冷卻面積有可能大于缸套水的熱交換器，廠家服務(wù)工程師也經(jīng)常搞錯。因?yàn)楦杏X上缸套水需交換的熱量要大得多，但因?yàn)橹欣淅鋮s溫差較小，熱交換效率低，所以所需冷卻面積較大。新車安裝時一定要廠家確認(rèn)好，以免返工影響進(jìn)度。冷卻器海水出水溫度一般不要超過54度，過高的海水溫度會生成一種化合物吸附在冷卻器的表面，影響熱交換器冷卻效果。

2? 高水溫故障診斷和處理

可能的原因：①冷卻液液位過低;②冷卻器或散熱器（風(fēng)冷）堵塞;③導(dǎo)風(fēng)板和護(hù)罩損壞（風(fēng)冷）;④風(fēng)扇損壞或皮帶損壞、未正確張緊（風(fēng)冷）;⑤出風(fēng)百葉窗卡在關(guān)位或僅部分打開（風(fēng)冷）;⑥節(jié)溫器失效;⑦冷卻水泵損壞;⑧系統(tǒng)里有空氣;⑨可燃?xì)怏w進(jìn)入冷卻系統(tǒng);⑩發(fā)動機(jī)正時有偏差;{11}排氣溫度過高（僅指水冷排氣管）;{12}發(fā)動機(jī)有拉缸現(xiàn)象。

①發(fā)動機(jī)液位低。

最先最容易檢查的就是冷卻液液位。不要迷信低液位報(bào)警開關(guān)，有時液位開關(guān)的細(xì)水管堵塞會誤導(dǎo)檢查人員。而且高水溫停車后必須等水溫降下后再補(bǔ)水，不然可能會造成缸頭裂開等重大設(shè)備事故。

②冷卻器或散熱器（風(fēng)冷）堵塞。

這也是常見原因。冷卻器、海水進(jìn)水濾器或散熱器（風(fēng)冷）堵塞。散熱器堵塞有可能是灰塵或其他臟物造成，也可能是有彎曲或折斷的散熱翅，限制空氣流動。用高壓空氣或水清洗時需注意不要打彎散熱翅，特別是中冷器散熱片，CAT代理利星行機(jī)械有慘痛的教訓(xùn)——中冷器散熱片沖彎后燃燒不良，未燃燒的柴油進(jìn)入曲軸箱，致使?jié)櫥褪?，缺乏有效的潤滑造成缸套拉缸，整機(jī)重新大修。有時冷卻器使用時間太久，會有一層化合物吸附在冷卻器表面，影響熱交換效果，造成高水溫，判斷冷卻器效果，可用測溫槍測量熱交換器進(jìn)出水溫差和發(fā)動機(jī)進(jìn)出水溫差，根據(jù)卡特廠家提供的參數(shù)和CC-FF原理（后面會講到）就能判斷出是冷卻器效果不好還是冷卻循環(huán)有問題。

③導(dǎo)風(fēng)板和護(hù)罩損壞（風(fēng)冷）。

風(fēng)冷柴油機(jī)還要檢查導(dǎo)風(fēng)板和護(hù)罩有沒有損壞，損壞會造成熱風(fēng)循環(huán)至進(jìn)風(fēng)口，影響冷卻效果。出風(fēng)口一般要為冷卻器面積的1.1-1.2倍，根據(jù)風(fēng)道的長短和格柵形狀而定，但不得小于冷卻器面積。風(fēng)扇葉出風(fēng)方向不一樣，護(hù)罩安裝也有差異（見附圖2），新車安裝時需注意。

④風(fēng)扇損壞或皮帶損壞、未正確張緊（風(fēng)冷）。

皮帶張緊度要調(diào)整合適，松了固然不好，但太緊會降低皮帶和軸承的使用壽命，如在運(yùn)行中皮帶斷離可能會纏繞在風(fēng)扇上，傷害冷卻器，使用過程中有客戶出現(xiàn)過類似故障。

⑤出風(fēng)百葉窗卡在關(guān)位或僅部分打開（風(fēng)冷）。

⑥節(jié)溫器失效。

節(jié)溫器失效可利用測溫槍測量水箱進(jìn)水、水泵進(jìn)水、熱交換器進(jìn)出水溫差，做出初步判斷。進(jìn)一步檢查需拆出節(jié)溫器，用水煮，測量開啟溫度、全開溫度以及全開的開度，確定節(jié)溫器的好壞。CAT要求6000H檢查一次，但一般是頂部或上下大修時直接換掉，中間無故障不做檢查。但如使用中出現(xiàn)節(jié)溫器損壞故障，需檢查冷卻水泵風(fēng)葉是否損壞，檢查水箱內(nèi)是否有節(jié)溫器殘余物，避免對水泵造成進(jìn)一步傷害。

⑦水泵損壞。

這種可能比較小?？赡苋~輪損壞，也可能葉輪脫開，可以通過測溫槍、壓力表綜合判斷后再確定是否拆開檢查，而且需與系統(tǒng)進(jìn)空氣的現(xiàn)象區(qū)別開來。水泵下部有一泄水口，此處滴水表明水封失效，有的機(jī)器會由此進(jìn)入空氣至系統(tǒng)影響循環(huán)，造成高水溫。但如新更換水泵此處有一分鐘幾滴滴漏現(xiàn)象，可暫不處理，觀察使用，部分磨合一段時間就不再滴漏。

⑧系統(tǒng)里有空氣。

系統(tǒng)有空氣會影響水的流動，嚴(yán)重時會造成水泵失效，系統(tǒng)停止流動。甚至有發(fā)動機(jī)曾出現(xiàn)過運(yùn)轉(zhuǎn)時水箱水不停溢出，停車時低位報(bào)警，廠家服務(wù)商誤判，以為是某缸燃燒氣體漏進(jìn)冷卻系統(tǒng)，更換了所有16缸的汽缸墊，但是運(yùn)行時故障依舊。我們到現(xiàn)場后，從發(fā)動機(jī)最高點(diǎn)排氣，排氣結(jié)束后，發(fā)動機(jī)運(yùn)行正常。因此在處理故障時必須確信已排除類似現(xiàn)象再做大的修理工作。

⑨可燃?xì)怏w進(jìn)入冷卻系統(tǒng)。

可燃?xì)怏w一般是通過有缺陷的缸套、缸頭或破損的汽缸墊進(jìn)入冷卻系統(tǒng)。此故障可在發(fā)動機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時，打開水箱壓力蓋，檢查是否有氣泡不斷冒出。如發(fā)現(xiàn)不了氣泡，可蓋上壓力蓋，啟動發(fā)動機(jī)，在發(fā)動機(jī)達(dá)到正常工作溫度后，再在高怠速下運(yùn)行五分鐘，并部分遮蓋散熱器或調(diào)小冷卻水的流量，保證發(fā)動機(jī)水溫在正常工作狀態(tài)時的溫度。將壓力蓋上的溢流管放入裝滿水的瓶中，把瓶子倒扣在裝滿水的水桶中，如瓶中的水不到四十秒就全部排出來的話，可判斷有可燃?xì)怏w進(jìn)入冷卻系統(tǒng)了。

我們在服務(wù)過程中還碰到了一個比較極端的例子。有一臺調(diào)試中的新車低負(fù)載試運(yùn)轉(zhuǎn)正常，當(dāng)負(fù)載較高時，水箱水開始往外溢，負(fù)載越高，溢出的水越多。開始以為系統(tǒng)內(nèi)有空氣，反復(fù)排氣，未能解決。轉(zhuǎn)而懷疑可燃?xì)怏w進(jìn)入系統(tǒng)，拔去所有油嘴，利用內(nèi)窺鏡檢查所有缸套，發(fā)現(xiàn)有一缸缸套近燃燒室處有細(xì)微缺陷，輕載時無泄漏，負(fù)載越大，缸內(nèi)溫度越高，泄漏越嚴(yán)重，更換缸套后故障排除。

⑩發(fā)動機(jī)正時。

發(fā)動機(jī)正時提前或滯后都有可能引起高水溫。提前太多，燃油在氣缸中燃燒時間太長，產(chǎn)生的多余熱量會傳導(dǎo)給冷卻系統(tǒng)，引起高水溫。如滯后太多，未燃燒完的柴油會進(jìn)入排氣管繼續(xù)燃燒，熱量通過水冷排氣管傳給冷卻系統(tǒng)，引起高溫。這兩種情況都有機(jī)器無力或排溫高、冒黑煙等故障現(xiàn)象，可綜合判斷。

{11}排溫高（僅指水冷排氣管）。

此種現(xiàn)象與排溫高同時出現(xiàn)，比較好判斷。

{12}發(fā)動機(jī)拉缸。

發(fā)動機(jī)拉缸會產(chǎn)生大量熱量，使機(jī)油溫度 、缸套水溫升高。拉缸嚴(yán)重時曲軸箱透氣口會冒白煙，但輕微拉缸只能看到水溫偏高，曲軸箱透氣無明顯變化，如再觀察不到機(jī)油溫的變化，很難判斷。在水溫異常高時可作為一個可能，將曲軸箱道門打開，檢查缸套表面，及時發(fā)現(xiàn)問題，避免嚴(yán)重拉缸事故發(fā)生。巡視時需每班檢查曲軸箱透氣口出氣狀況，發(fā)現(xiàn)有白煙或出氣明顯加大一定要停車檢查，如缸套無異常則須考慮是否有軸承潤滑不良造成機(jī)油高溫，同樣會在曲軸箱透氣口發(fā)現(xiàn)出氣變大現(xiàn)象。一定要查明原因處理后再運(yùn)行機(jī)器，避免重大設(shè)備事故的發(fā)生。

以上所列是可能的幾種原因，判斷時可從簡到繁，結(jié)合其他可能的故障現(xiàn)象，找出原因所在。新車或大修試車時一定要測量記錄好各負(fù)載工況下冷卻器進(jìn)出口、機(jī)器進(jìn)出口水溫，各潤滑點(diǎn)溫度等參數(shù)，便于機(jī)器異常時對比參數(shù)，及時查處異常點(diǎn)。如簡單處理不了，可以多測量幾個溫度點(diǎn)，利用以下理論分析，尋找故障原因。

圖3公式所用數(shù)據(jù)在卡特TMI數(shù)據(jù)庫中可以查到，也可通過代理商獲得。一般水冷發(fā)動機(jī)滿載時進(jìn)出水溫差8度左右，可將實(shí)際所測溫差與此比較。以下是卡特廠商提供的CC-FF高水溫故障判斷原理。

如果？駐T比理論值小，說明存在冷卻能力的問題，如果？駐T比理論值大，說明參與循環(huán)的冷卻水流量有問題。這樣可以為故障判斷確定一個方向，便于故障查找。

3? 結(jié)論

柴油機(jī)高水溫故障很常見，但只要及時發(fā)現(xiàn)一般不會對機(jī)器造成重大傷害。發(fā)現(xiàn)后盡量不要緊急停機(jī)，不要急著補(bǔ)水，機(jī)器有富余時及時換車，無富余則及時通知鉆臺降載，待負(fù)載卸掉后再停車。以上是結(jié)合CAT廠家培訓(xùn)資料及現(xiàn)場服務(wù)的一點(diǎn)心得，希望以后與各位同事共勉，齊心協(xié)力維護(hù)好平臺設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]卡特培訓(xùn)資料.

[2]卡特SIS軟件.

[3]柴油機(jī)維修手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1996.