柴油機冷卻系的使用與常見故障的排除

王志海

摘 要：冷卻系是保證柴油機在正常的溫度條件下工作，強調了冷卻系正確使用應注意的事項，并對常見故障進行了分析，講解了故障排除方法。

關鍵詞：柴油機；冷卻系；常見故障；排除

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.027

發動機工作是由曲柄連桿機構將燃料燃燒產生的熱能轉化為機械能傳遞出去。燃料燃燒溫度可高達1800～2000 ℃，與高溫燃氣接觸的零件有構成燃燒室的汽缸、汽缸蓋、活塞、活塞環，還有燃燒室空氣進出的氣門，以及噴油器等。這些部件不斷受到高溫燃氣的沖擊，如不及時冷卻，將會導致活塞燒頂、活塞環卡死在環槽中，及因受熱膨脹而破壞活塞與汽缸間的正常間隙，造成活塞卡死；潤滑油受高溫后會失去潤滑作用而加速零件磨損，易發生拉傷汽缸、燒損軸瓦等。柴油機的溫度過高后，還會使進入汽缸中的新鮮混合氣減少，使柴油機的功率下降，燃燒失常，工作不穩，并排氣冒黑煙。如果冬季氣溫低發動機啟動時散熱過多，使柴油機不能保持正常的工作溫度（85 ℃左右）而出現工作溫度過低，燃油燃燒形成的水蒸氣接觸冷的汽缸壁，易凝結形成水滴，與缸壁上燃燒產物（如二氧化硫）相遇，會生成腐蝕性極強的亞硫酸或硫酸，腐蝕缸套工作表面成蝕點、凹坑。發動機工作溫度過低還會產生功率不足及耗油量增加等不良后果。

冷卻系雖然是發動機的輔助系統，但在保證柴油機正常工作中起著重要的作用。所以在維護好其他各系統的同時，還必須加強冷卻系統的使用與維護，保證其技術狀態正常，及時排除故障。

1 冷卻系使用注意事項

發動機所使用的冷卻水應該是清潔的軟水，因為硬水中含有大量的礦物質，使用中會結成水垢難于消除。當水垢積附在管道和高溫零件的壁面上，會造成管道截面減小甚至堵塞，并使散熱困難（因水垢的導熱能力僅為鋼鐵的1/25，嚴重影響熱量的傳出），會引起發動機過熱。另一方面，熱量散不出去水溫就偏高，更加速水垢的形成和機油的氧化等。因此，在使用時必須注意以下幾點：

（1）堅持使用軟水。一般自然界中的雨水、雪水都不含鈣鹽和鎂鹽，也可從清凈的池塘中取水，而河水、泉水、井水和海水等都是硬水，使用時應將這類水燒開沉淀；這種方法簡單，但不能使水徹底軟化。

最好用軟化劑使之軟化。常用軟化劑為碳酸氫鈉（純堿和氫氧化鈉）。按一升水加0.5～1.5 g碳酸氫鈉或一升水加0.5～0.8 g氫氧化鈉的比例混合。加入軟化劑的水，待生成的雜質沉淀后，再取上面的清潔水使用。如南方氣溫高，盡可能每天不放水，只在缺水時補足。

（2）散熱器上水箱中要保持適當的水面，尤其是熱對流式冷卻系上水箱水面不得低于上水管出口高度，否則水的循環將中斷。

（3）掌握正確的加水和放水操作。發動機過熱缺水時，不能立即添加冷卻水，必須等機溫下降后，并在運轉狀態下加入，以免受熱零件應力變化太大。在發動機過熱時也不應立即打開水箱蓋，以防蒸氣沖出而引起燙傷。當水溫下降后打開水箱蓋時，為了安全應把身體，尤其是臉部避開。寒冷天氣不應在停機后立即放水，應該等水溫下降后再放水。放水時，應把閉式冷卻系的水箱蓋、散熱器下面和缸體上的放水開關都打開，并轉動一下曲軸，使水泵等處的水都放凈，以免產生凍裂事故。

（4）開始工作前，應使發動機預熱到40～60 ℃以后拖拉機才能起步。一般正常負荷工作時，水溫應保持90 ℃左右，最高不得超過95 ℃，蒸發式冷卻的發動機以水的沸騰為正常現象。

2 常見故障的排除

2.1 發動機溫度過高

故障現象：發動機機油溫度高而水溫卻在正常范圍，排氣溫度高，有時帶火星。

原因分析：顯然是發動機機體缸蓋水套水垢嚴重，發動機承受高溫零件的熱量傳導困難，因此出現水溫不高，而發動機機體及機油溫度過高。

檢查與排除：（1）對蒸發式冷卻的發動機而言，如水的消耗并不明顯增加，而發動機溫度過高，這表示發動機熱量散不出來。清洗發動機冷卻水道的水垢。（2）裝有機油溫度表和水溫表的發動機，如檢查水溫表和機油溫度表都正常，而又表現出發動機溫度過高，則表示水套中有嚴重水垢，應清洗冷卻水道和散熱器等。

2.2 水溫過高（即開鍋）

故障現象：表現為水溫超過規定，而且發動機溫度也高。

原因分析：冷卻系統水量不足；風扇皮帶過松或損壞；冷卻系統中水垢過多，引起散熱不良；水泵損壞；散熱器上有油污；負荷過重；供油時間過晚；節溫器失靈，冷卻水不能進行大循環。

檢查與排除：根據柴油機故障診斷原則，先由簡單、表面的原因入手，先檢查冷卻系統缺不缺水、風扇皮帶松不松、散熱器上有無污物、負荷是否過重。如果故障還存在，則可調整供油時間，拆下節溫器后若故障仍然存在，則進一步檢查水泵，先打開水箱蓋觀察，若水箱內有翻動現象，說明水泵沒有損壞。最后再用清洗液清洗冷卻系統。

2.3 發動機工作溫度過低

故障現象：發動機工作乏力，油耗增加。發動機工作很長時間，冷卻水溫低于85 ℃。該故障現象多發生在寒冷地區或冬季行駛。

原因分析：節溫器失效，卡在全開位置，冷卻液在低溫狀態下也進行大循環；風扇電機只能以高速擋運轉；水溫表或水溫傳感器失效。

檢查與排除：檢查散熱器風扇電機工作狀態是否正常；發動機啟動時，檢查散熱器的出水管和暖風散熱器出水管溫度是否相同。若相同，則說明節溫器常開，冷卻系統直接進入大循環。