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柴油机水温过高故障原因分析、处理解决与预防措施
发布时间:2023-05-28 18:07:43  ▏阅读:

摘要:水温过高是柴油发电机运行中的常见故障,若未及时处理,会导致机油黏度下降、润滑恶化,长期运行可能引发抱瓦、拉缸等严重机械事故。引发水温过高的原因较为复杂,既可能来自冷却系统本身,如冷却液不足、风扇皮带松弛、散热器脏堵、水泵损坏或恒温器失效,也可能来自发动机本体,如长期超负荷运行、供油时间不正确或气缸套与轴瓦磨损严重导致自身发热量过大。诊断时应先从外部散热条件入手,检查冷却液液位、皮带张紧度、散热器清洁度、水泵与恒温器工作状态;若外部调整后水温仍偏高,且伴随功率下降与排烟异常,则应考虑发动机内部磨损,必要时进行大修并更换气缸套、轴瓦等运动部件。本文系统梳理水温过高的八类常见成因与对应排除方法,介绍水垢清洗、大修处理及冷却系统整体清洗等最终处理方案,并从冷却系统维护、运行操作规范与定期检查制度三方面提出预防措施,为柴油发电机水温过高故障的排查、修复与预防提供技术参考。

 

一、故障分析

 

水温对发动机的工作状况有重要影响,水温过高使发动机内部机油黏度变稀,各零部件润滑不足,长期工作后可能会造成抱瓦等严重情况。水温过高是发动机经常出现的故障,导致这一故障的原因也是多种多样,下面对可能导致发动机水温高的主要原因做简要分析。

1. 发动机是否超负荷运转

(1)检查方法。检查机器是不是较长时间负载,倘若是,马上转换到正常工作状态。过了一段时间,检查水温是不是标准的,注意运动部件有没有过度磨损。

(2)故障机理。当机器转移时,气缸套、衬套、气缸盖垫圈等运动零件的磨损变大会产生额外的热量。假如热量过于标准设定值,水温将会过高。

(3)气缸套磨损变大的现象。当气缸套磨损变大时,常常会有下面的现象:①发动机功率变低;②会燃烧油的状况;③废气排放过大;④油孔喷涂机油。

(4)轴承衬套过度磨损的现象。通常与轴承衬套过度磨损相关的现象是:①油温上升得更快;②油温升高后油压显着下降。

(5)气缸盖垫片过度磨损的现象。通常伴随气缸盖垫片过度磨损的现象如下:①水箱中充满水泡;②气缸盖和气缸接头有时会有部分漏气声;③排气管连续有水滴流出。

2. 水箱没有注满冷却液或水箱没有足够的水

(1)检查方法。检查水箱是否加了冷却液,水箱里的水位有没有达到标准水位。

(2)故障机理。水箱里的冷却水是冷却发动机的关键作用,循环的水减少一定会影响发动机过热的情况。按时检查水箱里的水位,观察有没有达到标准,而且需要在水箱里水不足时,及时加水。

(3)泄漏处理。对于泄漏引起的缺水,应找到泄漏点。用肉眼可以观察到外部泄漏,内部泄漏主要是由气缸体的损坏和漏水引起的。

(4)加水安全注意事项。添加冷却水时,请注意水温超过100℃时,水箱打开。此时,水箱盖不能用手打开。取而代之的是,解除柴油发动机过载且把柴油发动机调到中速运行一些时间。看水温少于95℃时,就可以用湿布打开水箱的盖,查看水箱里的水位情况。如果不足,应按标准填写。

3. 柴油机风扇皮带轮损坏,皮带过松和叶片问题

(1)检查方法。用手按压皮带检查皮带的松紧情况,不管皮带是不是光滑,都要查看磨损的状况,查看风扇叶片有没有损坏,严重变形或反转,以及是否有振动。

(2)故障机理。如果风扇皮带太松或破损,机器温度也会升高。风扇一般都是在泵轮的前面地方,而且和泵轴一起旋转,风扇一般是1个或者两个V型皮带带动的。假如驱动风扇的皮带松弛,则由于皮带在动力传递过程中的滑动而导致传动效率降低,并且冷却速度将受到风扇速度降低的影响。同时,泵的转速会受到影响,泵速会降低,排量会减小,冷却也会减少。水循环不够强,不能快速吸走热量,柴油发动机的温度同样还是会变高。

(3)皮带更换方法。一方面替换风扇的皮带。松开替换皮带时,开始拧开发电机的上下固定螺母,把发电机推向气缸后松开皮带,再松开并拿下不好的皮带。

(4)皮带松紧度调整。第二方面是检查风扇皮带的松紧度状况。轻轻松开发电机的上下固定螺母后,就用桅杆调整整个交流发电机位置。调好后,应拧紧螺栓,注意不要过度拧紧皮带,张力会过度损坏风扇皮带和轴承。

4. 水箱中的散热器脏了,或水箱堵塞

(1)检查方法。检查水箱表面是不是有污垢,散热通风口与水箱里的水流通道是不是通顺。要是有需要就让专业维修工人检查清洁。

(2)热管堵塞判断。查看油箱热管有没有堵塞。开始,油门调到最大功率。因为泵速较高,泵送能力变大,水箱上腔中的水被用力吸入下腔室,再进入水泵,水箱水位有是会微降低一点。再者,节流阀迅速减少。如果水箱的热管堵塞,已经循环到水箱上室的水不能顺畅地流入下室,水箱的水位增加,从水中流出坦克口。

(3)异响判断。另外,如果热管堵塞,在柴油发动机关闭后,水箱中会发出“吱吱”的声音。

5. 水泵损坏

(1)故障表现。叶轮滑动,卡住或者变形。在用泵时,一般问题有滑轮与泵轴的松动,水封的泄漏,可能管道中的空气形成气体屏障,造成水下降,也可能管道泄漏形成水下降,还有可能冷却系统管道与部件之间会有比较大的阻力,造成水不足,造成冷却水不能通过。带走的热量变少,就会造成柴油机水温变高。

(2)检查方法。检查车辆泵的技术状态的方法:启动发动机并检查泵溢流孔是否有泄漏。如果泄漏,则表明水封已损坏,检查是否有异常噪音。机器停止后,用手拉动风扇叶片,检查皮带轮和泵轴是否松动。微小的差距感觉正常,如果它明显松动,则表明皮带轮和泵轴或皮带轮和锥形套筒松动配合。

(3)处理措施。如果您检查泵是否漏水,卡片发出,异常噪音和摇摆,您无须拆卸它,只需添加润滑剂即可。

6. 恒温器损坏

(1)恒温器的作用。恒温器的作用是按照水温自动调节流向散热器的水量,通过这样来调节冷却力度。当水温低时,恒温器到散热器的水通道闭合,冷却水不被散热器拉动,泵在柴油机自身的水套中进行“小循环”。只要水温高于84℃时,温度升高,我们在工作中要确保柴油机的最佳运行温度。

(2)检查方法。取下恒温器并检查恒温器开启温度。将恒温器和温度计挂在水容器中,然后加热容器,检查恒温器的起始温度,继续加热,记录恒温器的全部温度,并检查两个温度是否在合理的范围内。最后停止加热,待水温降到78℃(正4503节温器打开温度是78℃)以下,检查节温器是否在关闭位置。否则,恒温器需要维修或更换。

(3)故障判断。检查恒温器是否发生故障。对于配备恒温器的柴油发动机,当冷车启动时,水箱上水箱的进水管应基本上没有水流出。如果大量的水流出,恒温器没有紧密关闭或损坏。否则,恒温器不能打开,水温太高。

7. 供油时间不正确

(1)故障机理。如果石油供应时间是不正确的,不仅将发动机起动困难,最大工作压力将减小,热损耗变大,功率变小,油耗就会变高,发动机就会变热。

(2)调整要求。所以,一定要保证发动机的燃料供给时间在正常范围里。发动机的燃料供应时间决定了齿轮,主轴承衬套,连杆轴承衬套和轴颈,燃油泵凸轮和滚子等的磨损之间的匹配间隙。

8. 其它的一些细节问题

(1)发动机机体积垢太多。检查发动机外壳、水道是否积垢太多,冷却风扇不转。

(2)冷却风扇控制。冷却风扇由水温传感器控制,检查水温传感器是否损坏。

(3)水冷马达检查。检查水冷马达是否为吸风冷却,吸风冷却比吹风冷却效果更好。

(4)进气量检查。如进气量不足、检查空气滤芯和空气滤清器进口处是否堵塞。

(5)涡轮增压器检查。检查涡轮增压器是否损坏和涡轮增压器与发动机进气口连接处是否破损。

 

水堵膨胀碗形塞-康明斯柴油发电机组.png

图1  柴油机水堵膨胀碗形塞

 气缸体水堵密封件位置图-柴油发电机组.png

图2  柴油机气缸体水堵密封件位置图

 

二、故障的最终处理解决

 

通过上述对发动机的检查,对发动机外部散热不好问题进行调整,水温过高的现象有所改善,但并未完全消除。使用过程中,伴随着发动机功率下降和烟大判断很有可能是发动机自身发热量过高引起的水温过高,邀请了维修厂家对发动机进行了大修,解体后发现水温过高的主要原因是气缸套和轴瓦的磨损严重,更换气缸套和轴瓦等运动部件完成大修后,水温恢复到了正常的情况。维修时要综合运用各种技术,例如,水箱水垢过多造成水路不通,影响正常散热。

1. 水垢过多的处理方法

(1)拆下水箱清洗。拆下水箱,用人工的方法清洗水箱芯。若水箱表面脏污,可用水和毛刷冲洗。冲洗时,先用水润湿水箱表面脏污处,然后用水管从水箱的后面向前冲洗水箱。

(2)不拆水箱清洗。不拆水箱,用3.5升的食用碱、1.5升的煤油、6升90℃的水混合搅拌后加入水箱,再添加适量的清洁冷却软水直至水箱加满。至此,发动机水温过高的故障得到解决。

(3)清洗周期建议。水垢清洗应结合水质情况定期进行,水质较硬的地区应缩短清洗周期,避免水垢反复积累影响散热。

2. 大修处理要点

(1)拆检判断。解体后重点检查气缸套、轴瓦、活塞环等运动部件的磨损量,超差时应更换。

(2)部件更换。更换气缸套、轴瓦等运动部件,恢复标准配合间隙。

(3)装配要求。装配时应严格按说明书规定力矩与顺序拧紧螺栓,确保各配合间隙符合要求。

(4)修后验证。大修完成后应进行试运行,观察水温、油压、功率及排气烟色是否恢复正常。

3. 冷却系统整体清洗

(1)清洗前准备。清洗前应排放旧冷却液,拆下节温器,避免清洗液损坏节温器。

(2)清洗液循环。将清洗液加入冷却系统,启动发动机使清洗液循环流动,持续一定时间后排放。

(3)清水冲洗。用清水反复冲洗冷却系统,直至排出水清洁无杂质。

(4)重新加注。冲洗完成后装回节温器,加注新的冷却液至标准液位。

4. 外部散热条件的改善

(1)散热器表面清洁。定期用压缩空气或低压水流从散热器背面向前吹洗,清除散热片间的灰尘与杂物。

(2)机房通风改善。检查机房进排风口是否通畅,必要时增设通风设备,降低机房环境温度。

(3)风扇叶片检查。检查风扇叶片有无变形、裂纹或安装角度不当,必要时更换风扇叶片。

5. 处理后的验证与跟踪

(1)水温监测。处理完成后应连续监测水温变化,确认在不同负荷下水温均保持在正常范围内。

(2)负荷试验。进行逐步加载试验,观察水温随负荷变化的趋势,确认散热能力满足满载运行要求。

(3)记录归档。将故障现象、排查过程、处理措施及处理后水温数据记录归档,为后续维护提供参考。

 

三、水温过高的预防措施

 

1. 冷却系统日常维护

(1)冷却液检查。每日检查冷却液液位,确保液位在标准范围内;定期检查冷却液浓度与冰点,按季节调整配比。

(2)冷却液更换。按说明书规定周期更换冷却液,避免冷却液变质导致散热性能下降。

(3)密封性检查。定期检查水泵、水管、水堵及气缸垫的密封状态,发现渗漏及时修复。

(4)水垢预防。使用清洁的软化水或合格防冻液,避免使用硬水导致水垢积累。

2. 运行操作规范

(1)避免长期超负荷运行。机组应按额定功率运行,避免长时间超负荷作业导致水温升高。

(2)规范冷机启动与加载。冷启动后应怠速运转3~5分钟,待水温升至40℃以上再逐步加载。

(3)停机前冷却。停机前应卸载后怠速冷却3~5分钟,避免高温骤停导致热量积聚。

(4)水温异常时的处置。运行中发现水温异常升高时,应逐步降低负荷并检查原因,避免继续运行导致故障扩大。

3. 定期检查制度

(1)风扇皮带检查。每周检查风扇皮带的松紧度与磨损状态,发现松弛或破损及时调整或更换。

(2)散热器清洁。每月检查散热器表面清洁度,灰尘较多的环境应缩短清洁周期。

(3)恒温器检查。每季度或按说明书要求检查恒温器的开启与关闭温度,发现异常及时更换。

(4)水泵检查。定期检查水泵溢流孔有无泄漏、运转有无异响,发现异常及时维修或更换。

(5)水温传感器检查。定期检查水温传感器与冷却风扇控制电路,确保温度监测与散热控制正常。

 

 

总结

柴油发电机水温过高故障的成因可归纳为超负荷运转、冷却液不足、风扇皮带损坏、散热器脏堵、水泵损坏、恒温器损坏、供油时间不正确及其他细节问题八类。超负荷运转会加剧气缸套、衬套及气缸盖垫圈磨损,产生额外热量;冷却液不足会降低循环冷却能力;风扇皮带松弛或破损会降低风扇与水泵转速;散热器脏堵会阻碍水流通道;水泵损坏会导致冷却水循环不足;恒温器损坏会破坏大小循环切换;供油时间不正确会增加热损耗;机体积垢、冷却风扇不转、进气不足及涡轮增压器故障等细节问题也会影响散热效果。若外部散热问题调整后水温仍偏高,且伴随功率下降与排烟异常,则可能是发动机自身发热量过高,应对发动机进行大修,更换磨损严重的气缸套和轴瓦等运动部件。对于水箱水垢过多造成的水路不通,可采用拆下水箱人工清洗或使用食用碱、煤油与热水混合液进行免拆清洗。在水温过高的预防方面,应做好冷却系统日常维护、规范运行操作并建立定期检查制度,通过系统排查、综合处理与预防前置,方能有效解决柴油发电机水温过高故障,保障机组稳定运行。


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