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国Ⅲ柴油机过热故障诊断与案例分析

【摘要】:表10-9 WD615柴油机冷却系统过热运行故障检修9.柴油机温度过高故障案例集锦柴油机温度过高案例集锦详见表10-10。虽经多方查找原因,未能找到该批柴油机冷却液温度过高的根本原因。为此付出了沉重的代价,先后出现了三台柴油机拉缸故障。

1.冷却系统内有空气导致柴油机过热

一台道依茨BF6M1013 ECP柴油机在使用过程中出现了过热运行故障,该故障的检修过程见表10-2。

表10-2 冷却系统内有空气导致柴油机过热故障检修

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(续)

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2.缸套裂纹导致柴油机过热故障

一台道依茨BF6M1013ECP柴油机在使用过程中,出现了运行30min即“开锅”的故障,该故障诊断与排除过程见表10-3。

表10-3 缸套裂纹导致柴油机过热故障检修

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3.风扇耦合器内油泥导致柴油机过热故障

一台道依茨BF8L513C风冷柴油机,在运行过程中出现了过热现象,故障的具体检修过程见表10-4。

表10-4 BF8L513C风冷柴油机过热故障检修

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4.排气制动堵塞导致柴油机温度过高故障

一辆斯太尔重型汽车在运行中突然发现冷却液温度过高,继而“开锅”。该故障的诊断与检修过程见表10-5。

表10-5 排气制动堵塞导致柴油机冷却液“开锅”故障的检修

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5.康明斯KTA38柴油机过热故障

一台铁路钢轨打磨车的KTA38康明斯柴油机,在运行中出现了机油温度高的过热现象。该机故障诊断与排除过程见表10-6。

表10-6 康明斯KTA38柴油机过热故障检修

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(续)

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6.风扇传动带受热膨胀导致柴油机过热故障

一台BF8M1015柴油机,在使用过程中,出现了过热运行故障。该故障的诊断与排除过程见表10-7。

表10-7 风扇传动带受热膨胀导致柴油机过热故障的诊断与检修

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(续)

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7.风扇控制器故障导致冷却液温度过高

一辆捷达柴油轿车,行驶里程约为60000km,出现了开空调时冷却液温度过高,超过110℃的故障现象。该故障的检修过程见表10-8。

表10-8 捷达柴油轿车冷却液温度过高的故障检修

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(续)

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8.冷却系统结垢过多导致柴油机过热故障

一台重型车用WD615柴油机,逐步出现了冷却液温度高的故障现象。其故障分析与排除过程见表10-9。

表10-9 WD615柴油机冷却系统过热运行故障检修

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9.柴油机温度过高故障案例集锦

柴油机温度过高案例集锦详见表10-10。

表10-10 柴油机温度过高故障案例集锦

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(续)

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10.拆除节温器后导致冷却液温度过高故障

(1)故障现象。某单位有道依茨BF6M1013柴油机为动力的摊铺机数台,在使用过程中均出现了冷却液温度过高的故障。基本现象是:柴油机起动运行20~30min后,冷却液温度普遍升高,感觉冷却系统很“热”。虽经多方查找原因,未能找到该批柴油机冷却液温度过高的根本原因。

由于施工任务较重,所以只好让柴油机“带病”工作。为此付出了沉重的代价,先后出现了三台柴油机拉缸故障。

(2)故障原因。要分析该机出现冷却液温度过高的原因,有必要先介绍一下该柴油机采用的整体式冷却系统。

BF6M1013柴油机工程机械使用时,采用闭式整体式冷却系统,如图10-6所示。这种冷却系统的特点是:集冷却风扇、补液箱和散热器为一体(图10-2和图10-7)。其特点如下:

①结构紧凑,易于安装。

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图10-6 BF6M1013柴油机整体式冷却风扇系统

1—冷却液加注口 2—节温器 3—水泵 4—机油散热器 5—水套 6—气缸盖的冷却液套 7—散热器 8—节温器到水泵室的连接通道 9—散热器通气管

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图10-7 整体式补液箱的结构示意图

1—注水口 2—放气螺栓 3—压力控制阀(0.15MPa) 4—液面高度尺 5—冷却液 6—至水泵的补液管接口 7—放水螺塞 8—通散热器的水管 9—回水管 10—出水口 11—通缸盖的呼吸管 12—散热器

可靠性高,使用成本低。

③冷却效率高,损耗小。

④日常保养方便。

⑤柴油机工作以后,冷却系统最大有0.15MPa的压力,正常冷却液温度较高。

车用柴油机:正常冷却液温度为110℃;报警温度为118℃。

工程机械柴油机:正常冷却液温度为105℃;报警温度为113℃。

整体式风扇与补液箱是一体的,风扇的直径有两种选择,标准的是ϕ300mm;若安装有液压油散热器,则可以选用直径为ϕ370mm的风扇。

如图10-6所示,水泵3将已经冷却的水通过节温器2从散热器7中吸进来,然后把冷却液送入机油散热器,再进入在缸体内的水套5中冷却缸套,再经水道进入气缸盖的冷却液套6中,最后回到散热器7。

为保证柴油机低温起动后能尽快升温,该冷却系统安装了节温器(图10-8)。节温器的作用,是随柴油机负荷和冷却液温度的大小改变水的循环强度(即改变冷却液的流动路线流量),同时能缩短柴油机起动后的预热时间,减少燃油的消耗和部件的磨损。节温器的温控原理如下:

①冷却液的小循环:柴油机起动后热机时,如果冷却液温度低于83℃,主阀门关闭,旁通阀门打开,冷却液经过旁通管路直接回流到水泵的进水口,又被水泵压入水套。此时冷却液不流经散热器,只在水套和水泵之间循环。

因此,冷却强度小,柴油机升温迅速。从而保证了柴油机各部位均匀而迅速的热机且避免了柴油机的过冷。由于冷却液的流动路线短,流量小,故称小循环。即冷却液的流经路线为:节温器→水泵→机油散热器→水套→节温器。

②冷却液的大循环:当柴油机的温度升高达到95℃以上时,主阀门全开,旁通阀门全关闭,冷却液全部经过散热器。此时,冷却强度大使冷却液温度下降或不致过高。由于冷却液的流经路线长,流量大,故称大循环。即冷却液流经路线为:节温器→水泵→机油散热器→水套→散热器→节温器。

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图10-8 节温器外形图

③冷却液混合循环:当柴油机温度处于83~95℃时,主阀门和旁通阀门处于半开半闭状态,冷却液部分进行大循环,部分进行小循环,所以称为冷却液混合循环。

(3)故障诊断。经过现场试验,发现该机冷却系统具有下列现象:柴油机起动后带负荷运行20min左右,补液箱的冷却液温度就很高,但此时散热器外表温度并不高。由此认为是节温器出现了故障。随即检查节温器,结果发现节温器室中没有节温器,且小循环孔也未堵住。这就是该机冷却液温度过高的根本原因。

由于没有节温器也没有堵住小循环水道,大部分冷却液总是进行小循环,导致冷却液温度过高。询问原因后得知,该机因存在冷却液温度较高的现象,维修人员即认为是节温器已经损坏,所以拆下来弃用,但未采取其他辅助措施(比如临时堵住小循环水道等),这就埋下了冷却液温度过高的故障隐患。

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图10-9 BF6M1013的气缸盖

(4)故障排除。找到了故障的根源,排除故障应该就是非常简单的事情了。作为临时措施,可以木塞堵住缸盖上的冷却液小循环水孔(图10-9箭头所示位置),这样可以继续使用。在条件具备时,取出木塞,安装节温器,恢复柴油机冷却系统的正常状态。

(5)故障总结。无论什么情况下,都不要随意拆掉节温器。如果该节温器确实已经损坏,且暂时没有配件,而设备仍然需要继续运行时,可以临时拆下节温器。但必须采取相应的措施预防小循环水道常开。否则就可能导致柴油机高温运行并产生更为严重的衍生故障。