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                                                      柴油发动机冷却系统分析与故障处理

                                                      责任编辑:yb体育app动力??? 发布时间:2020-08-07 ??? 【

                                                      0 引言

                                                      柴油发动机应用广泛,发动机冷却性能的好坏对其工作的可靠性具有决定性的意义,通过现场对发动机工作问题的了解,结合发动机实际运行情况及现场问题,对发动机冷却系统工作原理及现场出现的问题做以下分析。

                                                      1 工作原理

                                                      发动机工作时,气缸内燃烧气体温度可达1900~2500℃左右。燃烧产生的热量只有20%~40%转化为机械功,使发动机运转;另外一部分热量被排出的废气带走;还有一部分热量经各种传热方式传给发动机各组件,特别是直接与燃烧气体接触的缸盖、活塞、缸套和气门等零件,强烈受热,若不加以冷却,随着温度急剧上升,各自膨胀变形,配合间隙遭到破坏;且高温使润滑油失效和烧损,会造成活塞环在环槽内卡死,活塞环刮伤缸壁,活塞与缸壁发生黏连,活塞卡死在缸套内,连杆轴承和曲轴轴承烧蚀,缸套受高温变形,缸盖翘曲等恶果,使发动机严重损害甚至报废。因此,发动机必须加以冷却,否则不能正常工作。

                                                      但是冷却过强,发动机冷却系统带走过多热量,转变为有用功的热量减少,散热损失和冷却系统消耗功率增高;同时机油黏度增大,机械运转阻力增加,机械损失增高;气缸内温度过低,柴油雾化较差,燃烧不好,工作粗暴,这些都造成柴油机耗油量增加,输出功率下降。同时,已蒸发的柴油、废气中的水蒸气和硫化物等因温度过低,在缸壁上重新凝结成亚硫酸等酸性物质,不仅稀释了机油,使磨损加剧,而且使零件受到腐蚀。因此发动机冷却系统过强或不足对发动机性能都有显著影响。

                                                      因此,为保证发动机正常运转和使用寿命,发动机的温度状态必须适当,冷却系统的功用为保证发动机在最适宜的温度状态下工作(通常气缸中冷却水的温度保持在80~90℃为宜)。起动时,应能使发动机尽快加热到正常工作温度,并能在随后工作中保持这一温度。

                                                      柴油机的冷却系统分为空气冷却与水冷却系统,水冷却系统冷却均匀可靠,冷却效率高;机体采用整体结构,布置紧凑,刚度好;水冷却柴油机工作较平静,噪声较低;同时,冷却强度便于调节。目前,工程机械柴油机大多

                                                      采用水冷却系统。

                                                      2 水冷却系统的组成

                                                      柴油机水冷却系统大多采用水泵强制循环方式,柴油机汽缸盖和缸体中都铸有贮水的连通夹层水套。水泵将冷却水加压后经过进水管泵入缸体水套内,冷却水流动过程中吸收汽缸壁热量,温度升高。继而流到缸盖水套,再次吸热升温,然后沿汽缸盖出水管经节温器流入冷却器内冷却。与此同时,冷却风扇旋转抽吸空气,空气从冷却器吹过,使流经冷却器内的热水降低温度,使热量不断散到大气中去。冷却后的水流到冷却器底部后,又被水泵经进水管吸入汽缸体内,如此不断循环,柴油机不断地得到冷却。当柴油机转速升高,水泵和风扇转速也随之升高,水循环加快,扇风量增大,换热能力增强。冷却系统组成图如图1所示。

                                                      图1 冷却系统

                                                      1.进水管 2.水泵 3.水过滤器 4.气缸体 5.气缸盖 6.水温传感器 7.节温器 8.回水管 9.冷却风扇 10.冷却器

                                                      3 现场问题反馈

                                                      在发动机冷却系统通常会增加一些补水管路、排气管路和溢水管路,陕西建设机械股份有限公司生产的CM2000型路面铣刨机就采用此种结构,在现场试车过程中CM2000型路面铣刨机发生过回水管崩开的情况,当时发动机周围无工作人员,并未发生烫伤事故,但此种情况存在有一定安全隐患。通过分析故障原因初步认为,此种情况可能有以下几种可能:1)发动机机体内空气未能及时排净,造成回水时压力过高;2)连接管路卡箍质量问题,造成管路连接不牢靠;3)发动机内部有堵塞问题。

                                                      因发动机为新出厂产品,且陕建厂装配过程中无任何异物进入发动机冷却系统内部,经过初步分析排除发动机内部堵塞问题;具体解决步骤:1)更换卡箍,选择质量较好联接可靠的卡箍重新卡紧水管,并补充防冻液,使液位达到正常水位;2)拆开发动机回水管路处的排气管,使发动机回水管处排气接头直接与大气相通;3)启动发动机,怠速运行0.5h左右后无水管崩开现象,此时加大发动机油门继续运行,无水管崩开现象;4)停机等发动机水温降低,然后重新联接发动机回水管路处的排气管,继续启动发动机运行一定时间无崩开现象。

                                                      4 结语

                                                      发动机冷却系统是柴油机必不可少的系统,它始终保持发动机在最适宜的温度范围内工作,冷却系统工作的好坏对发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性都有很大的影响。通过上述问题的解决,进一步体现冷却系统的重要性。

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