国Ⅲ柴油机过热运行故障的综合原因分析

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：柴油机过热运行会导致柴油机功率下降，加速性能变差，各运动部件的磨损加剧，严重时还会出现拉缸、粘缸、烧瓦、活塞顶部烧熔或碎裂等严重故障，导致柴油机的严重损毁，必须认真对待。造成柴油机过热主要有以下原因。一旦散热器及管路被堵塞，冷却液不能进行循环流动，柴油机将出现过热。

柴油机过热运行会导致柴油机功率下降，加速性能变差，各运动部件的磨损加剧，严重时还会出现拉缸、粘缸、烧瓦、活塞顶部烧熔或碎裂等严重故障，导致柴油机的严重损毁，必须认真对待。造成柴油机过热主要有以下原因。

1.冷却系统有堵塞现象

散热、冷却、润滑系统的堵塞，都会导致柴油机过热运行。

①散热器或管路堵塞。一旦散热器及管路被堵塞，冷却液不能进行循环流动，柴油机将出现过热。

②排气管堵塞。当排气管被堵塞，在柴油机运转时，废气排放不通畅，有一部分废气就存留在气缸内，到下一个进气行程进气时，由于气缸内有较多的废气，新鲜的油气混合气就不能充分进来，当火花塞点火时，火焰传播和燃烧速度缓慢，燃烧的时间很长，形成后燃。与燃气接触的零件，因燃烧的时间长，吸收热量放不出去，因而造成过热；同时又由于废气排放不通畅，排气时废气温度明显上升，整个柴油机热负荷增加，使柴油机出现过热。

③机油滤清器堵塞。在正常情况下，柴油机的机油都是通过机油滤清器进入柴油机。一旦机油滤清器被堵塞，机油只有通过旁路通路进入柴油机各个润滑点。这样，机油由于没有经过滤清，很容易堵塞机油管路，造成润滑不良，机油管路被堵塞，摩擦偶件产生的热量就散不出去，导致柴油机过热。

④油滤网堵塞。油滤网设置在油底壳内吸油器的进口处，用来清除泡沫和防止较大的杂渣进入机油泵。滤油网一旦被堵塞，柴油机的机油供应中断，将会使柴油机的摩擦偶件出现干摩擦，从而造成柴油机过热。一旦被堵，应拆下油底壳，清除油网上的杂渣，放出污染的机袖，更换清洁的机油。

2.冷却系统有泄漏现象或加注量不足

冷却系统、机油系统出现泄漏或加注量不足，也是导致柴油机过热的主要原因。

①散热器或管路漏水。散热器或管路漏水，将使冷却液的加注量不足，导致循环量减小，柴油机将出现过热。

②油底壳或机油泵漏油。油底壳或机油泵漏油的原因多是由于放油螺塞松动或密封垫损坏所致。油底壳或机油泵漏油导致的后果都是柴油机机油供应减少或中断。由于柴油机减少了机油的冷却效果，柴油机各摩擦副的热量传不出来，以致柴油机过热。

3.冷却系统有机械故障

冷却系统中的主要部件（如水泵、机油泵和冷却风扇等）的性能变坏或机械损坏将直接导致柴油机过热。

①水泵性能变坏。水泵的作用是把冷却液强制地进行循环，把柴油机冷却液腔内的热水送到散热器进行冷却，然后再回到冷却液腔。一旦水泵的性能变坏，热量就不能及时地传出来，造成柴油机过热。

②机油泵性能变坏。机油泵的作用是将油底壳的机油强制地压入柴油机各个需要润滑的摩擦副，进行润滑与冷却。一旦机油泵泵油能力下降，大量的热就传不出去，导致柴油机过热。造成机油泵性能变坏的原因：一是机油泵密封圈损坏，造成漏油；二是内部磨损；三是减压阀调整不当。

③节温器损坏。节温器（图10-1）损坏可能堵塞冷却液大循环道，导致冷却液流量减小且总是处于小循环状态，柴油机就会过热运行。

图10-1 蜡式节温器的外形示意图

1—主阀门弹簧 2—感应体 3—通气孔 4—主阀门 5—阀座 6—副阀门

④冷却风扇损坏或驱动传动带太松，导致风扇转速下降，柴油机肯定过热。

4.冷却系统或燃烧室内结垢太厚

散热器内水垢过多，燃烧室积炭过多也是导致柴油机过热的重要原因。

（1）散热器水垢过多。散热器水垢过多，就会导致散热不良。从而不能及时将缸内气体燃烧发出的热量传给冷却液，而且水垢积存还会阻碍水的流动，从而使柴油机过热。

（2）燃烧室积炭过多。燃烧室积炭过多，积炭传热性差，表面温度较高，在进气压缩过程中不断加热混合气，导热不良也使压缩过程散热量小，且积炭会有一定的体积，使压缩比有所提高，增加燃料燃烧的倾向；积炭表面高温易将混合气点燃，从而产生早燃现象。在电火花跳火前点燃混合气，炽热表面对混合气的加热作用又使火焰传播速度高，压力升高，使压缩行程末期的负功很大，温度很高，导致功率损失和向气缸壁的散热增加。早燃还可能诱发爆燃等现象，进一步增加了散热损失，从而导致柴油机“过热”。

（3）燃烧室积炭的清除方法。

①机械法。机械法是采用钢丝刷、刮刀、竹片或砂布打磨等清除积炭的方法，可按照零件清洗部位的形状做成专用刷子和刮刀进行清除。机械法清除积炭工效低、清除质量差，有些部位难以清除干净，还会留下许多细小划痕，成为新积炭的生长点，破坏零件的表面粗糙度。因此精度高的零件不宜采用此法清除积炭。

②喷核法。喷核法是利用高速气流将粉碎后的核桃、桃、杏的核壳颗粒喷向零件表面以去除积炭的方法。此法除积炭的效率高、干净彻底，但需要专用设备形成高速气流，相对成本较高，因此使用条件有限。

③化学法。化学法是使用一种化学溶剂（退炭剂）将零件表面的积炭软化，使它失去与金属结合的能力，然后将软化的积炭祛除的方法。此法优点是效率高、除积炭效果好，不易损坏零件表面。退炭剂有无机退炭剂和有机退炭剂两大类。

无机退炭剂。由无机药品与水配制而成，需要加温使用，按不同的配方分别用于钢制部件和铝制部件。使用无机退炭剂时，将溶液加热到80～90℃，零件在溶液中浸泡2h，待积炭软化后取出，用毛刷刷除积炭，然后再用含有0.1%～0.3%的重铬酸钾热水清洗，最后用软布擦干，以免锈蚀。无机退炭剂的配方见表10-1。

表10-1 无机退炭剂的配方

有机退炭剂。由有机溶剂配制而成的退炭溶剂，其退炭能力强，对金属无腐蚀作用，可在常温下使用，主要用于祛除精密零件的积炭。

配方A（质量比）：醋酸己酯4.5%、乙醇22%、丙酮1.5%、苯40.8%、石醋1.2%、氨水30%。配制时，只要按上述质量百分比混合均匀即可。使用时将零件放入溶剂内浸泡2～3h，取出后用毛刷沾上汽油，刷除软化的积炭。本配方对铜有腐蚀作用，不适用于含铜部件的退炭。对钢、铁、铝制部件无腐蚀。该配方还有祛除漆层的作用，使用时注意通风。

配方B（质量比）：煤油22%、松节油12%、汽油8%、氨水15%、苯酚35%、油酸8%。配制方法是先将煤油、汽油、松节油按比例混合后再与苯酚、油酸混合，加入氨水后不断搅拌，直到呈橙红色透明液体。使用时将需退炭的零件浸入溶剂中23h，待积炭软化，取出用汽油刷除。该配方不适用于钢制零件。

配方C（质量比）：初馏柴油40%、软肥皂20%、混合粉30%、三乙醇胺10%。配制时，先将混合粉加热到80～90℃，在不断搅拌下加入软肥皂，当其全部溶解时再加入初馏柴油，最后加入三乙醇胺。使用时将零件放入密封容器中，用蒸汽加热到80～90℃，浸泡2～3h，该配方对金属无腐蚀作用。

（4）对于风冷柴油机。如果气缸盖、气缸套、散热器表面的积尘太多，会使柴油机整体的散热能力下降，柴油机将过热。

风冷柴油机冷却风扇液力耦合器内的油泥太后，机油通过量减少，风扇转速降低，冷却强度减弱，柴油机过热。

5.外界阻力太大或长时间超负荷运行

①制动系统有阻力，也能导致柴油机过热。造成制动系有阻力的原因是制动闸瓦和制动鼓之间的间隙太小，使设备始终处于制动状态。柴油机在这种情况下，实际上等于长期超负荷运转，以至柴油机过热。

②柴油机长时间超负荷运行或重载爬坡运行，都可能是冷却系统过热的原因。

6.机械故障和其他综合因素

某些机械故障或损坏都以能导致柴油机出现过热故障：

①柴油机缸套裂纹、气缸垫烧蚀，都可能是燃烧气体进入散热器直接加热冷却液而是柴油机冷却系统出现过热故障。

②对于闭式冷却系统，如果冷却系统内有空气，可能就会使冷却液容量不足而导致柴油机运行中产生过热现象。