水泥車冷卻系統(tǒng)故障分析和排除

劉東元，劉威強

山東東營勝利油田河口采油廠

水泥車冷卻系統(tǒng)故障分析和排除

劉東元，劉威強

山東東營勝利油田河口采油廠

針對裝有濰柴WD 615系列渦輪增壓發(fā)動機的水泥車產(chǎn)生水箱返水的故障現(xiàn)象，根據(jù)此型號發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作機理，結(jié)合發(fā)動機的冷機和熱機兩種不同的運轉(zhuǎn)工況，分析故障產(chǎn)生的原因，提出不同故障的判別方法，并采取有效的修理方案予以故障排除。

發(fā)動機；返水故障；性能

一、現(xiàn)況概述

濰柴WD615系列發(fā)動機冷卻水箱加水口出現(xiàn)溢水和噴水的故障在車輛維修過程中俗稱為發(fā)動機返水，是修理人員在發(fā)動機維護過程中經(jīng)常面對的一項棘手的修理項目，導(dǎo)致這種故障的原因較多，可疑部位也較多，若要判斷出正確的故障節(jié)點，需要結(jié)合發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)成和故障產(chǎn)生時發(fā)動機所表現(xiàn)的外在信息進行認真分析，再采取合理的修理方法，可有效降低勞動強度和修理費用。

二、發(fā)動機高溫返水故障節(jié)點的判斷

1、節(jié)溫器的檢測

當(dāng)確定發(fā)動機是因溫度高而出現(xiàn)返水時，首先應(yīng)考慮冷卻系統(tǒng)是否能進行正常的大循環(huán)。發(fā)動機內(nèi)都設(shè)有水溫調(diào)節(jié)裝置，在冷卻系統(tǒng)中節(jié)溫器是控制冷卻水大、小循環(huán)線路的關(guān)鍵部件，如果節(jié)溫器性能失效，那么冷卻水不能得到有效的散熱而產(chǎn)生大量的蒸汽，導(dǎo)致故障的發(fā)生。合理檢測節(jié)溫器性能的方法是將其放入有溫度計的熱水中，按照要求測量閥門的開啟程度，不能簡單依據(jù)用手觸摸節(jié)溫器連接水箱的軟管和水箱上水室的溫度而判斷節(jié)溫器的好壞。

2、水箱散熱性能的檢查

在確定節(jié)溫器性能良好后，接下來對水箱散熱性能的檢查也是故障排除的關(guān)鍵步驟。WD615.67發(fā)動機散熱水箱的前部安裝著空氣中冷器，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時被風(fēng)扇吸入的空氣先經(jīng)過中冷器后再與水箱對流散熱。對于在油區(qū)工作的車輛而言，由于工作環(huán)境惡劣，粉塵和雜物易吸附在水箱散熱片的表面和間隔處，影響發(fā)動機的散熱性能，導(dǎo)致水溫上升、水箱開鍋，所以，在修理時中冷器和水箱外部散熱片都應(yīng)認真清洗。車輛經(jīng)過較長時間的使用，冷卻系統(tǒng)內(nèi)的水垢和雜質(zhì)會導(dǎo)致水箱被堵塞的散熱管數(shù)量增多，影響水的流量，使散熱效果不佳。在必要時應(yīng)拆解上、下水室，疏通散熱管，清除水室內(nèi)的水垢和雜質(zhì)。

3、水泵的檢測

水泵的作用是強制冷卻液在冷卻系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，以增加冷卻液的流速而獲得良好的散熱效果。水泵產(chǎn)生故障的主要原因有葉輪脫落、葉輪與殼體的端面間隙增大、軸承松曠和水封失效。判斷WD615.67發(fā)動機水泵工作是否正常的簡便方法是將回水管上通往暖氣水箱的膠管拔出，觀察發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，裸露的回水管口出水量的大小。若出水量大，表明水泵的工作性能正常，反之，水泵存在故障。

4、噴油時間的檢查

如果噴油時間較晚，使燃料速燃期在上止點后才開始，整個燃燒過程是在工作沖程中氣缸容積增加、溫度降低的條件下進行的，燃燒速度低且不完全，整個膨脹過程中進行著很強的補燃，散給冷卻系統(tǒng)的熱量增加，使冷卻液難以有效降溫而產(chǎn)生大量蒸汽。易見的現(xiàn)象是發(fā)動機排出的灰白煙較多，這是因為噴油時間較晚，部分柴油蒸汽燃燒不完全造成的。此時應(yīng)調(diào)整到正確的噴油時間。

5、其它因素排查

車輛超載、長時低檔運行使發(fā)動機的散熱量超出冷卻系統(tǒng)的散熱能力和在炎熱的天氣下機溫與外界溫差較小，換熱不佳等引起的高溫返水，隨著操作改良和外界因素變化，現(xiàn)象可自行消除。

三、發(fā)動機低溫返水故障節(jié)點的判斷

1、水冷打氣泵缸蓋的檢查

安裝水冷打氣泵的發(fā)動機在發(fā)生低溫返水故障時，應(yīng)先將打氣泵蓋上冷卻液的進、出水軟管拔出后再短接一起，啟動發(fā)動機測試。若故障現(xiàn)象消除，表明打氣泵蓋是故障的節(jié)點，予以修理或更換。反之，再進行其它部位的檢查。

2、氣缸墊密封性能下降

WD615.67發(fā)動機采用的是六個分體獨立的缸蓋，缸體和缸蓋之間通過螺栓壓緊氣缸墊形成密封性良好的活塞工作空間。由于長期處在高溫、高壓的工作環(huán)境下，氣缸墊的可壓縮性和機械強度逐漸變差，密封性能隨之下降，缸筒內(nèi)燃燒的高壓氣體極易竄入冷卻系統(tǒng)水道內(nèi)造成發(fā)動機返水的故障。在拆檢后，常可發(fā)現(xiàn)沿著氣缸墊與缸筒接觸部位的金屬包圈上有向外刺露的黑色煙跡，表明有高壓氣體竄入冷卻循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)。

3、缸套頂與缸體平面值的檢測

依照WD615.67發(fā)動機技術(shù)標準要求，裝配后的缸套頂部應(yīng)高出缸體平面0.02——0.07㎜。這項技術(shù)要求的目的是保證氣缸墊在缸套頂部的密封強度，增強氣缸墊在此處的承壓能力。若在此范圍值之外，缸蓋墊的接合強度變差，發(fā)動機工作時產(chǎn)生的高溫、高壓氣體極易刺裂缸蓋墊，使氣體沖進水道造成水箱低溫返水故障。

4、噴油器銅套密封性的檢查

噴油器銅套和缸蓋水道的接合面密封性的檢查也是排除故障時的關(guān)鍵部位。有些車輛低溫返水的現(xiàn)象恰好是在校正噴油器后出現(xiàn)的。這是由于油污和銹渣等雜質(zhì)在噴油器和銅套之間長期堆積，形成較強的粘合力，拆取噴油器總成時，易將銅套一起取出。出現(xiàn)這種情況后，修理人員通常的做法是簡單的將銅套表面清潔后又直接裝入缸蓋，從而破壞了原有的密封效果。當(dāng)發(fā)動機啟動時，高壓氣體從銅套下端密封處進入水道導(dǎo)致水箱返水。排除方法是將銅套下端與缸蓋接合部位經(jīng)過沖鉚修理后，返水故障消除。

5、缸蓋螺栓的扭緊次序和強度

發(fā)動機在使用過程中，經(jīng)過相關(guān)部位項目修理后，修理人員在裝配期間會遇到個別缸蓋螺栓安裝不到位的現(xiàn)象，發(fā)動機缸蓋螺栓經(jīng)過了多次拆卸，強度下降并產(chǎn)生塑性變形，其長度相比新螺栓長出1-1.5mm，遇到此種情況，應(yīng)對強度下降、長度增加的螺栓予以更換。缸蓋上直徑M12的螺栓是輔助螺栓，按照廠家技術(shù)要求可重復(fù)使用2次。直徑M16的螺栓是主螺栓，此螺栓可重復(fù)使用3次。

四、實施合理診斷方法的效果

通過上述診斷步驟的有序?qū)嵤蘩砣藛T在解決濰柴WD615發(fā)動機眾多的返水故障時，都能以較為明晰的思路準確地判斷出故障部位，減少了因盲目拆檢而付出的過多的人力消耗，同時也為解決此類故障積累了大量經(jīng)驗，間接的為單位效益增收提供了有力保障。

五、結(jié)束語

發(fā)動機是由多個系統(tǒng)構(gòu)成，各系統(tǒng)工作性能相互影響。當(dāng)解決冷卻系統(tǒng)故障時，不僅要了解該系統(tǒng)的工作原理和工作狀況，同時還要綜合其它系統(tǒng)的工作性能對其所造成的影響因素，認真分析，才能取得較好的修理效果。

[1]張世康.熱工與熱機.石油工業(yè)出版社，1981。