国Ⅲ柴油机过冷运行故障诊断与排除

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：柴油机过冷运行，将导致柴油机运动件运行阻力的增加且加剧柴油机相关零部件的磨损。前者导致柴油机动力不足，后者将严重影响柴油机相关零部件的使用寿命。柴油机必须可靠地冷却，但正常运行中应保证冷却液温度不低于60℃，否则可能会产生不良后果。表10-12 柴油机冷却液温度偏低故障诊断与排除

柴油机过冷运行，将导致柴油机运动件运行阻力的增加且加剧柴油机相关零部件的磨损。前者导致柴油机动力不足，后者将严重影响柴油机相关零部件的使用寿命。

1.柴油机过冷运行的危害

柴油机冷却过度，也就是冷却液温度过低（比如：低于60℃），一方面由于热量散失过多，使转变成有用功的热量减少；另一方面由于混合气与冷气缸壁接触，使其中原已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱内，不仅增加了燃油消耗，且使机油变稀而影响润滑，结果也将使柴油机的功率下降，磨损加剧。柴油机必须可靠地冷却，但正常运行中应保证冷却液温度不低于60℃，否则可能会产生不良后果。柴油机过冷运行的危害是：

①机油粘度变大，流动性变差，使运动零件摩擦阻力增大。

②由于零件温度过低，热量损失增加，燃烧过程恶化；并且容易在燃烧室内形成积炭，造成活塞环胶接等现象，导致压缩力不足，柴油机功率下降。

③冷却液温度过低，会造成零件磨损加剧，主要是缸套的磨损。试验表明，气缸壁温度为50℃时，缸套的磨损比在100℃时增加8倍以上。这主要是因为当柴油机温度低时，柴油燃烧中形成的水蒸气就会凝结于气缸壁上，燃烧中产生的酸性氧化物溶解于水，生成酸（如硫酸），粘附于气缸壁上，使气缸壁产生强烈的酸腐蚀。此外，柴油机温度低，未完全燃烧的柴油沿气缸壁下流，冲刷掉气缸壁上的机油膜，也加速了相关零件的磨损。

2.冷却液温度过低对柴油机的影响

①加速零件磨损，输出功率减少。冷却液温度过低时，机油温度随之下降，机油在低温时粘度较大，其流动性变差，不仅增加零件磨损，而且由于零件运动阻力增大，使机械损失增加，输出功率相对减少。

②气缸温度过低，气缸内的水蒸气易凝结于气缸壁上，柴油燃烧时生成的产物（二氧化硫）遇到冷凝在缸壁上的水，就会变成强列的腐蚀剂（如亚硫酸、硫酸）粘附在缸壁上，因此缸壁表面就会受到强烈的腐蚀，导致其表面金属组织疏松；当气缸套与活塞环之间互相摩擦刮削时，会使腐蚀层、表面疏松的金属很快磨损脱落，或在缸套工作表面出现蚀点、凹坑。

③热损失增加，燃料消耗量增大。柴油机在低温下工作时，冷却液带走气缸内大量热能，使其热损失增多；混合气不能很好地形成和燃烧，燃油消耗量会增加8%～10%；成液滴状的燃油进入气缸后会冲洗气缸壁上的机油膜，并渗入到曲轴箱内，使零件的磨损量增加、冲淡油底壳内的机油、增加燃油消耗量和减少功率输出。

④燃烧恶化，整机性能变坏。一些受热膨胀的零件因温度低而未膨胀到应有的尺寸，从而影响到全机工作性能，例如活塞与气缸间隙太大，密封不好；气门间隙太大而受摇臂冲击等，并使柴油机不易起动。在柴油机工作时，压缩后气体的高温是保证燃料着火的必要条件，当气缸、活塞等零件温度降低时，将造成压缩终了温度下降、着火延迟和燃烧条件恶化，导致燃料燃烧不完全、柴油机工作粗暴和排气冒烟。

3.避免过冷运行的使用注意事项

①经常检查散热器是否缺水或漏水，风扇传动带是否过松；不能任意拆除节温器；工作时应根据柴油机的工作温度随时调整散热器的挡风帘和百叶窗的开度。

②柴油机起动后，应先以中、小油门运转，使冷却液温度达到40℃以上后才能使机器起步，达60℃时才能使柴油机带负荷工作；避免柴油机长时间超负荷工作。

③在寒冷季节，为了有利于柴油机的起动，可在冷却系统内加入80℃左右的热水，或将油底壳的机油加温后再起动。工作结束，待柴油机温度降低至50～60℃后，将散热器和气缸体的放水阀全部打开，以便使冷却系统内的水放尽。

④当柴油机因缺水而过热时，不应立即添加冷水，要让柴油机先低速运转，待冷却液温度下降后再添加；当需要临时停车时，可使柴油机以小油门进行怠速运转，但时间不能太长。

⑤必须使用清洁的软水，应使冷却液的pH值控制在8～11范围之间，尽量减少冷却系统内的积垢堵塞，以防影响冷却效果。在使用中要用化学剂定期清洗冷却系统内部，以保证冷却循环良好、散热正常。

4.柴油机过冷运行故障的诊断

柴油机过冷运行（即冷却液温度过低）的原因不像过热运行那样复杂，其主要原因是节温器损坏或电控系统（传感器）故障。

①节温器故障：节温器是根据车用柴油机冷却液温度，自动地起着阀门作用的部件，一般安装在散热器的出口，水泵的进口处。当冷却液温度低时，节温器堵住从散热器来的低温冷却液，使其不能进入柴油机水套内，水套内的冷却液温度就能很快上升，就是大家常说的小循环。

如果冷却液温度升高到一定温度时，阀门渐渐打开，散热器里的冷却液又开始流通，使冷却液流经散热器，开始缓慢升高冷却液温度，通过散热器向大气中散热，保持柴油机冷却液温度在恰当的温度，这就是大循环。

当节温器出现故障后，阀门不能关闭，冷却液总是进行大循环，柴油机的冷却液温度就可能过低。或者有的汽车在夏天冷却液温度高时为了降低温度干脆把节温器拆掉了，这样汽车用柴油机的冷却液温度也会很低。

②对于电控柴油机而言，某些传感器（线路）故障可能导致ECU误判而使柴油机总是处于低温运行，下列故障案例正好说明了这一点。

5.故障案例（JNP6125型青年客车柴油机冷却液温度偏低故障）

一辆JNP6125型青年客车出现了冷却液温度偏低现象。该故障的诊断和排除过程见表10-12。

表10-12 柴油机冷却液温度偏低故障诊断与排除

国Ⅲ柴油机过冷运行故障诊断与排除

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