XE900D 礦用挖掘機(jī)冷卻系統(tǒng)常見故障解析

李主瑞

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

XE900D 是徐工集團(tuán)生產(chǎn)的一款大型礦用挖掘機(jī)，冷卻系統(tǒng)是該機(jī)的重要系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)正常工作是設(shè)備運(yùn)行最基本的保證。XE900D 兩大主要冷卻系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和液壓油冷卻系統(tǒng)，此外還有進(jìn)氣冷卻（中冷）和空調(diào)冷卻系統(tǒng)等。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)尤為重要，本文主要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的故障診斷。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)故障分析

冷卻系統(tǒng)的作用是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜溫度下連續(xù)正常工作，保證發(fā)動(dòng)機(jī)最有效運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)過熱或過冷，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)功率下降、油耗增加或者工作不平穩(wěn)等現(xiàn)象，加重發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)部位燒結(jié)、拉缸，更嚴(yán)重的則直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸、活塞、連桿缸體等重要零部件損壞，以至整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。分析發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)故障可以從兩方面著手，檢測冷卻水的溫度和流量。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫主要與冷卻水的循環(huán)過程、散熱狀態(tài)和混合氣燃燒情況有關(guān)。冷卻液流量主要與冷卻系統(tǒng)的泄漏阻塞和冷卻水泵的性能有關(guān)。冷卻水泵是提供冷卻液在系統(tǒng)里流動(dòng)的動(dòng)力源，兩者相輔相成，互相影響。透過現(xiàn)象看本質(zhì)、循序漸進(jìn)、從易到難、從簡單到復(fù)雜地排查故障原因。發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工況下，氣缸內(nèi)燃料燃燒的溫度可達(dá)1700～2500 ℃，氣缸蓋、缸套、活塞和氣門等與高溫氣體直接接觸的零部件溫度隨之升高，此時(shí)就需要使用冷卻系統(tǒng)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜溫度下運(yùn)行。

2 冷卻系統(tǒng)常見故障處理實(shí)例

2.1 水溫過低

故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)啟動(dòng)后水溫升高緩慢或者持續(xù)工作中水溫明顯低于正常值。故障原因及排除方法如下。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油過多，潤滑油過量，直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力加大，功率下降，潤滑油溫度升高慢，直接影響水溫。可直接排出過多的潤滑油，一般在油標(biāo)尺上下刻線之間即可。還要考慮機(jī)器的完好情況和工作環(huán)境，適當(dāng)添加。

（2）節(jié)溫器失效。節(jié)溫器的功用就是自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，即控制大小循環(huán)。當(dāng)節(jié)溫器處于關(guān)閉狀態(tài)，冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部水道的循環(huán)叫小循環(huán)，當(dāng)節(jié)溫器處于打開狀態(tài)，冷卻液流經(jīng)散熱器的循環(huán)叫大循環(huán)。顧名思義，當(dāng)節(jié)溫器故障，不能正常關(guān)閉時(shí)，冷卻液就隨時(shí)保持在大循環(huán)狀態(tài)下，直接導(dǎo)致冷車啟動(dòng)狀態(tài)下水溫升高緩慢。檢查節(jié)溫器是否正常，最直接的方法是拆下節(jié)溫器，放到一個(gè)可加熱的容器中，往容器中加入適量水，沒過節(jié)溫器即可。然后通過加溫，測量隨著溫度升高節(jié)溫器的開度變化，與其出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行對比即可。

（3）冷卻風(fēng)扇電磁閥故障。該機(jī)型冷卻風(fēng)扇的啟停，是通過電磁閥控制風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)馬達(dá)油路的通、斷來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電磁閥卡在打開位置時(shí)，扇熱風(fēng)扇會(huì)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，造成過度冷卻?？汕逑撮y芯，更換新閥。故障判斷也很直觀，即冷啟動(dòng)或者正常工作狀態(tài)下，冷卻風(fēng)扇始終運(yùn)轉(zhuǎn)。

有時(shí)水溫傳感器故障，以及其他電器線路故障也可能出現(xiàn)水溫過低的故障顯示，但概率較小。有些機(jī)型百葉窗的開度對溫度的升降影響也很大。XE900D 百葉窗的開度都是固定不可調(diào)，就該機(jī)型而言，在日常檢查維護(hù)過程中注意清潔百葉窗上的防蟲網(wǎng)即可。

2.2 水溫過高

故障現(xiàn)象：冷卻水溫度持續(xù)升高，超過95 ℃甚至發(fā)動(dòng)機(jī)“開鍋”。故障原因及排除方法如下。

（1）冷卻液不足。發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)水溫高，首先要考慮冷卻水是否充足，直接通過觀察口觀察，按需添加即可。

（2）冷卻水流量不足。檢查水箱各連接接口，所有水管有無老化、龜裂、銹蝕和滲漏等情況。若有，則緊固或者更換。發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶過松，可調(diào)整張緊輪，若老化或者磨損嚴(yán)重，則直接更換，保證水泵傳動(dòng)效率。

（3）散熱器堵塞。散熱器是冷卻系統(tǒng)的主體，它的功用就是將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的水熱散發(fā)到空氣中，實(shí)現(xiàn)冷卻目的。散熱器堵塞一般分為兩種情況：①散熱器內(nèi)部水道堵塞，直接導(dǎo)致流經(jīng)散熱器的水流減小，散熱能力大大降低，造成溫度升高。可清洗散熱器，嚴(yán)重的直接更換；②散熱器外部堵塞，例如，泥漿、小昆蟲或其他異物堵塞散熱器進(jìn)氣道，導(dǎo)致流經(jīng)散熱器的空氣量減小，降低散熱效率，導(dǎo)致溫度升高。此故障通過肉眼觀察就能直接判斷，通過外部清理、清洗即可排除，若散熱片變形堵塞嚴(yán)重，應(yīng)直接更換。

（4）水泵損壞。水泵是冷卻水循環(huán)的動(dòng)力源，它強(qiáng)制冷卻水在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，是冷卻系統(tǒng)的核心。水泵損壞，則冷卻水失去通過流經(jīng)散熱器進(jìn)行熱分散的能力，水溫自然升高。此故障的診斷也很直觀，觀察外觀是否磨損晃動(dòng)嚴(yán)重，是否連接穩(wěn)定可靠，握住水箱上水管，感覺是否有來自管內(nèi)水流流經(jīng)產(chǎn)生的壓力。也可直接打開水箱蓋，觀察是否有水流的翻涌來判斷。故障判定后，按需修復(fù)或者更換水泵就可排除。

（5）節(jié)溫器失效。節(jié)溫器卡死不能正常打開時(shí)，相當(dāng)于冷卻水只能在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的水道里進(jìn)行小循環(huán)，不能通過散熱器進(jìn)行大循環(huán)，散發(fā)熱量，直接導(dǎo)致水溫升高。檢測節(jié)溫器的方法如上所述。檢測有無大循環(huán)，同樣可以通過觸摸上水管感覺水流壓力，以及打開水箱蓋觀察有無循環(huán)水翻涌來判定。

（6）發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部水道受阻。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部水道受阻具體是指由于長時(shí)間使用或者加入不干凈的冷卻液，造成氣缸蓋、氣缸體、水套和水路積垢甚至堵塞，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)熱交換面積大大減小，水流量受到限制，熱傳導(dǎo)效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因而水溫升高。清理系統(tǒng)內(nèi)水垢，嚴(yán)重的需大修，或者更換缸體。

（7）阻水圈漏水。此故障一般原因有：①缸套阻水圈漏水，水會(huì)直接流到油底殼，機(jī)油油位明顯增高，油標(biāo)尺上會(huì)有水珠，進(jìn)入油底殼的水過多后，在熱機(jī)狀態(tài)下機(jī)油呈乳白色；②氣缸墊阻水圈漏水，水會(huì)流向燃燒室進(jìn)行蒸發(fā)，通過白色蒸汽形式從排氣管排出，也可能通過燃燒室內(nèi)的高壓空氣被壓向水道，導(dǎo)致水箱冒泡；③中冷阻水圈漏水，水會(huì)流向中冷器空氣道，從而流向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道，嚴(yán)重的會(huì)充滿燃燒室，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)憋死無法啟動(dòng)，即嗆水。有時(shí)因長期使用或者有鑄造缺陷的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋上會(huì)出現(xiàn)裂紋，水會(huì)通過裂紋慢慢滲漏出來。在高溫情況下，滲漏出來的水直接被氣化，肉眼很難發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)也能正常工作，也就是說，即使發(fā)現(xiàn)冷卻液慢慢減少，可又找不到明顯的滲漏點(diǎn)。這種情況下就要先給機(jī)體外部進(jìn)行清潔，徹底冷機(jī)后再重啟發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查。

（8）風(fēng)扇泵及風(fēng)扇馬達(dá)故障。相對其他機(jī)型，XE900D 機(jī)型的冷卻風(fēng)扇，包括液壓油冷卻風(fēng)扇都是由液壓泵驅(qū)動(dòng)。因此泵和馬達(dá)的工作狀態(tài)也會(huì)直接影響散熱效果。風(fēng)扇泵的檢測，可直接用壓力表檢測泵送系統(tǒng)壓力，與出廠額定壓力對比得出。馬達(dá)故障常見為機(jī)械磨損導(dǎo)致的內(nèi)泄故障。泵和馬達(dá)的故障直接導(dǎo)致風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過低，吸風(fēng)量減小，散熱器散熱效率降低，引起系統(tǒng)溫度升高。診斷出故障部位后，根據(jù)具體需要，維修或者更換。

（9）風(fēng)扇葉片損壞。風(fēng)扇葉片由于長時(shí)間處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，葉片容易出現(xiàn)松動(dòng)、脫落、斷裂等，造成吸風(fēng)能力大大降低，散熱器不能進(jìn)行充分熱交換，故系統(tǒng)溫度升高。此故障通過肉眼觀察就可直接得出，根據(jù)需要緊固或者直接更換葉片。

（10）水溫表水溫傳感器及風(fēng)扇電磁閥故障。電磁閥的故障通常表現(xiàn)為閥打不開或者開啟緩慢、發(fā)卡等，一般拆下閥芯檢查就可判斷排除。水溫表及水溫傳感器的故障則可直接通過萬用表檢測來判斷，直接更換故障零部件即可。此外，也可使用紅外測溫槍直接測量水箱及散熱器，給故障判定提供更直接的依據(jù)。

2.3 冷卻液竄入機(jī)油

故障現(xiàn)象：打開水箱蓋，可以看到冷卻液表面漂浮著一層機(jī)油，內(nèi)壁上掛有油珠，冷機(jī)狀態(tài)下觀察更明顯。

發(fā)現(xiàn)該故障，必須立即停機(jī)處理。故障原因多為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油散熱器連接墊損壞、螺絲松動(dòng)或者散熱器本身因冷卻液長期浸泡腐蝕滲漏造成。由于機(jī)油冷卻系統(tǒng)的壓力高于冷卻水的壓力，故機(jī)油被壓入冷卻水中。隨著循環(huán)水流到水箱后，由于機(jī)油密度低于冷卻液，因此漂浮到冷卻液表面。一般根據(jù)損壞情況，更換連接墊或者機(jī)油散熱器，然后按照力矩要求擰緊螺絲即可排除。注意，該故障排除后，必須清洗水循環(huán)系統(tǒng)，排出系統(tǒng)回路中的所有油污。

XE900D 液壓油冷卻系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)共同由一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)。較之發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的故障，液壓油冷卻系統(tǒng)的故障簡單、直接。故障排除主要側(cè)重于散熱器和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的檢查，以及液壓系統(tǒng)的運(yùn)行情況來綜合判斷。另外，冷卻系統(tǒng)故障的診斷也要充分考慮現(xiàn)場氣候環(huán)境和機(jī)械負(fù)載的影響。長期滿負(fù)載或者超負(fù)載運(yùn)行，同樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)溫度升高，這種情況下應(yīng)當(dāng)給設(shè)備降負(fù)荷，保持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。待系統(tǒng)溫度下降到正常值后再繼續(xù)工作，這樣能更好保護(hù)設(shè)備，延長使用壽命，提高綜合利用率。為充分發(fā)揮設(shè)備的使用性能，延長設(shè)備使用壽命，設(shè)備運(yùn)行中必須保持適宜溫度，掌握好冷卻系統(tǒng)工作原理。