柴油機過熱的原因及改進措施

劉云坤

（湛江南海西部石油合眾近海建設有限公司，廣東 湛江 524057）

1 柴油機過熱現象

1.1 柴油機過熱現象的表現

針對排氣管廢氣溫度進行檢測。通常情況下，其廢氣溫度多處于400～500℃范圍內。如廢氣溫度超出了700℃，則說明此時柴油機溫度處于過高狀態。也可對水箱中冷卻水耗水量進行測量。通常在每小時中，冷卻水耗量多為1．5kg，如該數據超出了2kg，則說明柴油機溫度較高，冷卻水蒸發速度過快，進行機油溫度測定。機油正常工況條件下溫度參數在70～90℃范圍內，如該參數常常高于95℃，則可以判定柴油機溫度處于過高狀態。對柴油箱柴油溫度進行測量。在正常條件下，柴油機工作一個小時，如其柴油溫度超出了20℃，則可以判定柴油機溫度處于過高狀態。對水箱冷卻水沸騰時間進行測量，提供負荷額定轉速運轉條件，在室溫環境下，冷卻水通常在20min左右沸騰，如實際沸騰時間在10min內，則可以判定柴油機溫度處于過高狀態。

1.2 柴油機過熱現象的危害

柴油機溫度不可過高，溫度過高可造成氣門關閉不嚴、氣門密封環帶燒蝕、活塞頂邊沿燒損、噴油器針閥卡死等。零件在高溫下機械強度顯著下降，容易損壞，使用壽命大大縮短，同時還會發生變形（如缸蓋翹曲變形），卡滯（如活塞膨脹卡死在缸套中），燒蝕（氣門墊燒損）等故障。柴油機過熱可使充氣量不足，排氣帶煙，加速緩慢，功率下降，油耗增加。機油溫度過高而變稀，油膜變薄，甚至燒焦變質，潤滑性能惡化，久之加劇了運動零件表面磨損（如拉缸、燒瓦等）。

2 柴油機過熱現象產生的原因及處理方法

第一，在進行氣缸裝置更換時，需觀察缸墊中的水道孔眼、機體與缸蓋中的水道孔眼是否完全吻合。如在缸蓋或機體中存在有毛刺，則需做好剔除工作，以保障水道暢通。

第二，在完成維修工作后，如部件之間的間隙十分小，此時不允許直接投入應用，而是應以試運轉的方式進行磨合。如立即處于負荷運行狀態，則可能會引起發動機過熱問題，或因間隙過小而出現卡死現象。

第三，操作不規范。在每次將柴油機啟動后，應首先通過中小油門預熱一定的時間，不允許直接調到大油門上。如直接在大油門中加負荷，可能會引起柴油機磨損問題，導致溫度短時間內升高，無法支持超負荷作業。

第四，缸蓋水道或機體中存在有過多的沉積物或雜質，引起水道堵塞問題。導致水循環難以高效率進行，繼而帶來散熱不充分問題。針對這種問題，應做好雜質、沉積物清理工作。冷卻水應選用干凈水源。

第五，冷卻水水量應維持在一定水平，要求水箱浮子紅球不能處于溢水口上端面，如浮子功能喪失，則要求冷卻水液面高度應在溢水口斷面30mm以上。如低于該標準，則會因冷卻水不足導致柴油機溫度過高。

第六，供油時間過晚，則意味著燃燒期時間較長，燃油不能轉化為有用功，轉化為多余的熱量且不容易被散發出去，從而導致發動機過熱。針對這種問題應及時安排檢修與校正。

第七，燒機油問題突出。如噴油器存在著十分突出的后滴問題，在氣門、活塞頂部或燃燒室內壁等表面位置出現了明顯積碳，散熱效果較差，則會引起發動機功率不足，機器嚴重高溫。需做好排查與處理工作。

除了上述方法之外，當出現緊急情況時，我們可以采取的應急操作：可以安裝更大功率的風扇，可以布置大水桶，并將其與散熱器裝置連接，通過柴油機預熱系統，在冷卻系統出口與入口位置分別安裝閥門，出口閥門可以與膠管進行連接，打開閥門時，則可以排出機體內蒸汽或熱水。

3 應用水溫水箱診斷法

3.1 水溫水箱診斷法

由卡特3412C柴油機的冷卻系統循環作業可以了解到，一旦節溫器、水泵、冷卻管路、風扇或冷卻液等任意部分出現問題，都可能會引起柴油機溫度過高問題。而冷卻系統循環的起點與終點都是水箱。由此，可通過水箱水溫的變化可以對冷卻循環系統中哪個環節出現問題進行間接分析。水箱在結構上分上水室、下水室與散熱器三個部分。在出現過熱問題時，可以依據水箱水室水溫與溫差等判斷故障點與原因。這種方法也被定義為水箱水溫診斷法。

3.2 應用

柴油機在運行時，水箱溫度可能存在以下幾種狀況：上、下水室中的溫度處于正常狀態；上、下水室溫度均出現過高問題；上水室溫度明顯過高，而下水室溫度較低；上、下水室溫度都處于較低狀態。

（1）上、下水室溫度都過高

首先，需要進行觀察。一臺卡特3412C柴油機在維修后試車時發現，其在短時間內出現了水箱開鍋問題。通過下水室放水閥檢查發現，其水溫過高。其次，找出原因。水箱開鍋問題的出現，就意味著上、下水室溫度都過高。這也表明水循環并沒有中斷，這也就排除了節溫器、水泵等部件故障。

此外，剛裝配的柴油機水道已清理，不存在堵塞問題。由此來看，故障可能存在于水箱、散熱器或柴油機本身中。其三，進行故障定位。該水箱散熱是借助風扇來實現的。風扇運轉讓冷空氣經過散熱器，提高散熱器散熱效果。為查出故障原因，將機器停止運行，進行風扇檢查，發現風扇本身不存在問題。但用手按傳動皮帶時發現皮帶太松，這也會導致風扇轉速不足。在進一步檢查時還發現充電發電機安裝時并沒有將支架螺釘完全擰緊，柴油機運轉時引起風扇皮帶松弛。其四，解決故障。在調節傳動皮帶松緊度與擰緊支架螺栓后。在皮帶中間位置施加39～59N力，皮帶可以壓下10～20mm。完成以上調整后，啟動柴油機，水溫沒有出現異常。放水檢查發現，上水室水溫燙手，下水室水溫較低。

（2）上水室溫度明顯過高，而下水室溫度較低

首先，找出原因。上、下水室溫度出現了明顯溫差時，說明水箱內的水并沒有完全循環。因上水室溫度較高，表明節溫器參與了循環，可能是水泵所引起的故障。其次，故障定位。停機后將水泵拆下并進行觀察，發現水泵葉輪固固定銷完整，能夠與水泵軸運轉。檢查發現水泵軸撥頭安裝反了，拔頭安裝錯誤，導致其沒有被風扇帶著旋轉，水泵也就無法工作，冷卻水處于靜止狀態。最后，解決故障。正確安裝水泵軸拔頭，恢復機器后運行發現水溫不存在異常。

（3）上、下水室水溫都較低

首先，進行觀察分析?？ㄌ?412C柴油機運轉年限達到了6年，機溫始終不存在異常，但一次啟動后發現其出現了過熱問題。檢查水箱時，發現上、下水室水溫均處于較低水平。

其次，故障原因分析。如出現上、下水室水溫均處于較低水平，但柴油機溫度較高問題，這表明柴油機并沒有完全的參與到大循環中，可能僅僅運行在小循環中。由此可以判斷，可能是節溫器出現了故障。因為節溫器是控制大小循環的核心裝置。

其三，故障定位。將上水室進水管打開，發現沒有水從中流出，這也說明從節溫器中流出的水并沒有流入至水箱中，也沒有參與冷卻。將節溫器座拆卸下來，并進行觀察分析，得知兩個節溫器都出現了銹蝕問題。在水溫升到85℃以上時，該裝置無法持續運行，由此引起機溫過高。最后，解決故障問題。將節溫器座中的銹蝕問題進行清理，并更換新的節溫器裝置。運行柴油機后發現其水溫達到了正常水平。

除以上三種典型故障外，冷卻系統中可能存在的故障還包括散熱器表面存在過多雜質或粉塵，引起散熱片無法正常散熱，水泵葉輪與水泵之間軸間隙明顯較大，風扇葉片損壞、風扇安裝錯誤、折彎變形、冷卻水道不暢通等。這些問題都會引起柴油機溫度過高。

4 提高風扇性能

要避免柴油的過熱現象，可以從另外一個角度來處理這種現象，即提高風扇的散熱性能，來達到控制柴油的發熱問題。

柴油機散熱主要依靠散熱器，散熱器的散熱能力主要取決于通過散熱器芯部的空氣量。因此提高冷卻風扇的性能，便可有效提高散熱器的散熱能力。提高冷卻風扇的性能可通過以下3個方案：一是增大風扇直徑，二是提高風速，三是減少風扇葉尖與風圈的間隙。

5 結語

目前，柴油機被廣泛的應用于人們的生產生活，為了提高柴油的使用效率，延長其使用時間，本篇文章介紹了柴油機過熱現象的表現形式以及產生的原因，集中介紹了利用水箱水溫法處理過熱現象的方法。

參考文獻：

[1]王文強．柴油機過熱原因的分析與研究[J]．汽車實用技術,2015,（11）:31-32．

[2]于麗萍．S195型柴油機過熱的原因及處理方法[J]．柴油機,2001,（05）:50．

[3]顏學恒．柴油機“發高燒”的原因 [J]．農家科技 ,2001,（07）:39．．