高鐵運架設備發動機高溫原因分析

馮朋 馬磊 樂鋒

摘要：本文針對橋梁施工過程中，為900t運梁車、900t架橋機、900t移梁機等大型特種設備提供動力的大功率發動機易產生高溫的問題，通過以德國Kirow公司生產的KSC 900t運梁車為研究對象，結合運架公司承擔新建鄭萬鐵路河南段白河、清河特大橋部分箱梁架設工程實例深入分析，尋求一種快速發現、快速解決發動機高溫的一種方法，通過大量實踐證明該方法的可靠性，早發現，早排除，節省時間、經費，確保工程順利展開的可觀效益，在發動機高溫領域具有參考價值，希望對人們在處理發動機高溫問題時起到借鑒作用。

Abstract： In the process of bridge construction， the high-power engine which provides power for 900t beam transport vehicle， 900t bridge erecting machine， 900t beam moving machine and other large special equipment is easy to generate high temperature. Taking the KSC 900t beam carrier produced by Kirow Company in Germany as the research object and combining with the case study of some box girder erection projects of Baihe and Qinghe super major bridges in Henan Section of the new Zhengzhou-Wanzhou Railway undertaken by the beam carrier company， this paper tries to find a way to quickly find and solve the high temperature of the engine. Through a large number of practices， it is proved that the method is reliable， early discovered， early eliminated， time and money saved， so as to it can ensure the smooth development of the project， and has reference value in the field of engine high temperature and hopes to play a reference role in dealing with the problem of engine high temperature.

關鍵詞：橋梁施工;運梁車;發動機;設備

Key words： bridge construction;beam carrier;engine;equipment

中圖分類號：V23 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）17-0235-02

0 ?引言

隨著我國高速鐵路行業的飛速發展，運梁車作為箱梁的運輸設備面臨著巨大的考驗;所在單位中鐵十七局三公司運架工程公司承擔新建鄭萬鐵路河南段白河、清河特大橋部分箱梁架設任務，施工里程段從DK265+420.14-DK287+331.625，施工里程約為21.90公里，共預制梁583孔;采用KSC 900t運梁車作為運輸設備，該設備采用兩臺型號為8M1015C水冷發動機，發動機功率為381kW的柴油發動機提供動力，在作業過程中會出現發動機溫度過高導致無法繼續作業，嚴重影響橋梁施工的安全，工程進度得不到保證;如何快速有效的解決發動機溫度高是當下的首要問題，不僅能夠提高設備的工作效率以及設備的安全性，還可以確保工程保質保量的完成。

1 ?發動機溫度高產生的危害

發動機繼續在發動機溫度報警后工作時有以下幾點危害：①在發動機燃燒室內，活塞、汽缸套、汽缸蓋等零部件在燃燒室內與高溫燃燒氣直接接觸會吸收大量的熱從而導致機械強度、剛度下降，零件磨損過大，影響使用壽命。②零件吸熱過量后體積膨脹，縮小了零部件之間的正常間隙配合，導致齒輪等對間隙要求高的零件卡死或拉傷等問題。③發動機溫度過高，進入氣缸的氣體溫度易升高，氣體體積發生膨脹，導致氣缸中的充氣量不足，燃料得不到充分燃燒，發動機功率下降。④發動機溫度過高，機油在高溫狀態下會發生氧化變質，機油濃度變稀，潤滑性能降低，不能保證零件正常的潤滑，零件摩擦受損。⑤發動機溫度過高，設備無法正常使用，運梁車只能在低速檔位行駛，以8公里運行距離計算，運梁時間至少延長1個小時，工作效率低下，從而導致工程效益低。⑥在大型運輸設備使用上，如果發動機一直保持在過高溫度下工作，對發動機內部零件磨損較大，造成發動機損壞，磨損時間過長時會導致整個設備處于癱瘓狀態，工程得不到繼續進行，使單位在規定的工期內無法完成相應的工作量，經濟損失很大。⑦大型特種設備的發動機是整套設備的心臟，如果發動機一直處于高溫下工作，設備的可靠性、安全性得不到保障，若不及時解決發動機溫度過高故障，讓設備長時間處于高溫下作業，將會帶來災難性安全事故。

2 ?發動機溫度過高的原因分析

發動機的溫度過高主要由兩方面原因導致，一是發動機的冷卻系統發生故障，散熱能力變差，不能及時有效的將發動機產生的熱量排放出去，導致大量的熱量停留在發動機內，溫度升高;二是發動機內部產生的熱量過多得不到及時排放。

2.1 冷卻系統故障

①冷卻系統中冷卻液泄露，沒有足夠的冷卻介質;在冷卻系統中，水箱、散熱器、水泵、水管、橡膠軟管以及放水開關處均采用管接頭連接，會產生滲漏冷卻液的現象，很大程度上影響冷卻液在汽缸、汽缸蓋水套的循環流動，冷卻液不能夠充分吸收發動機產生的熱量，致使發動機溫度過高。②節溫器出現發卡、失靈故障;當節溫器的損壞于主閥門常閉位置，或者主閥門不能完全打開時，冷卻液進行大循環時受阻，致使冷卻液溫度過高，發動機溫度升高。③長時間的工作導致水泵損壞;冷卻液是通過水泵來完成循環流動的，當水泵不能正常工作，產生的壓力不夠，參與循環的冷卻液流量減少，散熱效果變差，從而造成冷卻系統溫度過高。④冷卻系統中水垢多，水箱被雜物堵塞，或水管被堵塞，影響冷卻系統中冷卻液的循環流動。⑤散熱器的護罩網或者散熱器通風道被灰塵等雜物堵住，或者散熱面積小，導致散熱效果不理想，從而冷卻系統溫度過高。⑥發動機的水溫傳感器失靈導致錯誤報警。

2.2 發動機產生熱量過多

①發動機長期處于工作狀態，超負荷運行，或者運梁車兩個發動機轉數不同步，出現偏載現象導致發動機產生的熱量過多，發動機溫度升高。②發動機在使用期間沒有按時進行維修保養，發動機在長時間使用后，供油提前角變大，相應的噴油泵油量就過大，引起柴油機性能改變，導致發動機工作時燃料燃燒不充分，排氣溫度升高[1]，從而造成發動機溫度過高。

3 ?故障診斷及其排除

當控制室內的控制屏上出現發動機冷卻劑溫度過高（大于102℃）故障或警告信號時，應停車觀察，檢查出原因，排除故障后運梁車再繼續作業;排查故障時，一般先排查水箱冷卻是否均勻，若不均勻，先考慮水箱被堵塞，節溫器失效;若均勻，考慮水泵、設備載荷、發動機潤滑等問題，具體有以下幾種方法：

①直接觀察冷卻系統是否有冷卻液泄露或者冷卻液不足;要注意檢查水箱與發動機相連的水管或膠管是否出現破裂漏水、彎折以及內部脫皮現象，若有，應及時更換水管或者管接頭;打開添加冷卻劑的蓋子，觀察冷卻劑是否充足，若冷卻劑不足，應向水箱內加入與水箱內相同品牌的冷卻劑。圖1是及時對泄露管道進行修補，保證水箱內有足夠的冷卻液循環。

②用手觸摸兩個發動機的水箱進行對比，若發動機溫度高的水箱上下溫度不一樣，說明水箱被水垢或者其他雜物堵塞，水箱經過長時期的使用而沒有對水箱進行維護清洗，這樣會導致水箱內或機體水道內的水垢等沉淀物積淀過多而影響冷卻劑的循環散熱;再者就是水箱表面雜物太多，散熱效果不理想，造成發動機溫度過高，若不及時清理，發動機溫度升高會隨著沉淀物的積累變得愈加嚴重，損壞發動機。圖2是水箱清洗前和清洗后的對比圖，清洗后水箱溫度得到了明顯的改善。

③提高發動機轉速，從加水口觀察冷卻液是否出現翻水現象;若出現大量翻水現象，并且散熱器溫度不均勻，則說明部分冷卻管被堵[2];若加水口出現小量翻水現象，并且發動機的溫度越來越高，則表明水管已經被損壞或者被堵塞，此時應該及時疏通管道或者直接更換水管。

④拆下節溫器進行檢查，檢查節溫器的膨脹筒是否有破裂跡象，節溫器的主閥門是否一直處于常閉合狀態，若節溫器失效，應更換新的節溫器（在炎熱的季節可以拆除節溫器）。圖3是拆下失效的節溫器，換上新的節溫器后水溫恢復正常。

⑤如果在冷卻液充足且無泄漏，節溫器以及水箱正常的情況下，發動機溫度依然過高，此時應考慮水泵的工作是否正常，此時應拆下水泵，檢查水泵軸與水泵葉輪是否松脫，或者葉片是否被磨損，葉輪不正常工作時會造成水泵不泵水，冷卻液不能夠循環使用，從而導致發動機的溫度過高。

⑥發動機超載荷工作也會導致發動機產生過熱現象，這里主要體現在運梁車兩個發動機轉數不同步，箱梁裝載時對位不準確，運梁車出現偏載現象，導致其中一個發動機溫度過高。

⑦在發動機潤滑不良情況下，如果發動機內部出現強烈的機械摩擦運動，發動機也會出現過熱，并且會伴隨著發動機出現超負荷的特征，在這種情況下，即使運梁車空載時也會出現發動機溫度過高，所以平時在運梁車作業時應注意檢查潤滑是否良好，機油是否變稀，按時檢查機油濃度，保養機油濾清器。

4 ?結語

造成發動機過熱的原因是多方面的，我們應該具體情況具體分析;當發動機過熱時，應注意千萬不能將發動機立刻熄火，或者驟加冷卻液，而是應該怠速運轉，等發動機溫度下降后再熄火進行后續檢查，否則容易出現發動機冷卻不均勻，會有發動機機體出現裂紋或粘缸的風險;平時應注意設備的維護保養工作，讓設備處于性能良好情況下工作，降低設備的故障率，確保架橋施工正常進行，最大程度上確保經濟效益。

參考文獻：

[1]楊洪善.發動機工作溫度過高的原因及排除方法[J].農機維修，2000.

[2]劉波，李華榮.KSC 900t 運梁車日常維護保養技術[J].山西建筑，2009.

[3]周靖.汽車發動機溫度異常的故障與排除[J].考試周刊，2013.