柴油机冷却系统故障分析

陈车同　廖远东

【摘  要】柴油机冷却系统是柴油机重要组成部分，冷却系统工作是否正常关乎柴油机的正常运行，但是在柴油机使用过程中由于维护保养不及时、冷却系统故障和误操作等情况都会对柴油机冷却系统造成一定的影响，从而影响柴油机的正常工作。下面，根据对柴油机冷却系统故障分析，总结出柴油机冷却系统常见的故障及原因。

【关键词】柴油机;冷却系统;水循环

引言

柴油机是利用燃料在气缸中燃烧使气缸内的气体膨胀便推动活塞做功产生动能，柴油机工作时，气体燃烧的最高温度可达2000℃左右，使得直接与高温气体接触的零件如活塞、气缸、缸套和气门等强烈受热，零件的精密程度发生变化，在内燃机运行过程中对零件造成不可逆的损伤。因此，冷却系统对柴油机的正常工作至关重要。另外，柴油机在工作时需要保持一定的温度，温度过高或者过低都会影响柴油机的正常工作，所以，冷却系统需要保持柴油机在合适的温度下工作。

柴油机冷却方式分为风冷和水冷两种方式，风冷柴油机冷却系统常见故障有：

1.风道或气缸盖、氣缸体散热片太脏

在气缸体和气缸盖外壁铸有很多的皱折状散热片以此增加散热效果，在风扇将外界的空气吹入到散热风道和散热片时也将空气中的灰尘代入进来，长时间工作之后，在风道和气缸盖、气缸体外散热片上附着一层灰尘，影响到散热效果。因此要周期性清理风道和散热片上的灰尘。

2.导风罩没扣紧或有破损

在柴油机工作时，风扇将吸入的空气沿导风罩流向气缸体和气缸盖表面，如果导风罩没有扣紧或者有破损，空气在风道流动时会产生泄漏，流向气缸体和气缸表面的空气减少，影响柴油机的散热效果。

检查方法：检查导风罩有无破损以及在密封处有没有空气泄漏。

3.冷却风扇传动带损坏或张紧轮张力不足

在液力耦合器的作用下，经过皮带带动冷却风扇的转动。随着柴油机使用时间的增加，皮带的传动效率在下降，张紧轮的张紧作用也在变化，如果风扇达不到有限的转速会影响柴油机的冷却效果。

检查方法：检査风扇皮带。当皮带过松时应进行调整;如果皮带磨损程度较严重或已折断，应立即进行更换;若有两根皮带，只有其中一根损坏，必须同时换上两根新皮带，不可一旧一新地搭配使用，否则会大大缩短新皮带的使用。

水冷柴油机冷却系统常见故障有以下几点：

3.1冷却液不足

当柴油机内冷却水不足时会导致柴油机冷却效果下降，不能够持续地给柴油机进行降温，导致柴油机温度过高，使得柴油机内部零件如气缸盖、气缸套、活塞组件及气门等受到较大热负荷，机械性能下降，使零件变形增加，缩小了零件间的配合间隙，加快机件磨损，甚至还会出现裂纹、机件卡住的现象。在温度过高时也会使得机油化学性质改变，粘度降低，内燃机内部需要润滑的部件得不到有效润滑，造成异常磨损。

检查判断：

（1）内燃机启动前仔细检査水箱内冷却液高度是否在规定的范围内;

（2）内燃机运行时注意检査冷却液是否有渗漏，如散热器、水泵、气缸体、暖风机水箱、水管，以及橡胶连接软管和放水开关处。

3.2 水泵供水效率低

水泵工作异常时会影响系统的冷却效果。冷却水在柴油机内循环流动是靠水泵的转动提供压力能，水泵将冷却水持续送到水箱散热器内进行降温冷却，冷却后的冷却液再送至柴油机的水套内冷却柴油机。当水泵工作异常时，水泵提供的压力能不足以将冷却液及时压送到冷却系统内时，会导致柴油机的冷却效果变差。导致冷却液温度过高，影响柴油机的性能。

检査判断：冷却液低温时，用手紧握散热器连接的出水管，由怠速至高速，如果感到循环水的流量不断变大，认为水泵运作正常。高温时，用改锥抵住散热器连接的出水管，由怠速至高速，如果感到循环水的流量不断变大，认为水泵运作正常。否则，说明水泵运作异常，应进行检修。

3.3循环系统管路结垢堵塞

水冷却系统主要靠冷却液在冷却系统内循环流动给柴油机降温，而冷却液内含有一定的杂质，在冷却液高温变低温，低温变高温不断循环过程中使得冷却液内的杂质聚集在散热器、气缸、水套内，导致冷却液的循环流动性变差，降低系统的冷却效果。水垢的主要成分是碳酸钙和碳酸镁，长时间的使用过程中水垢不断沉积，严重的会使水循环管路堵塞，损坏冷却系统，导致柴油机温度升高。当添加的冷却液不符合规定时，尤其当添加水是含有大量钙镁离子的硬水时，会造成管路堵塞，使冷却循环系统工作异常。

3.4节温器故障

节温器是控制柴油机冷却液流动路径的阀门，节温器装在柴油机燃烧室内，控制燃烧室温度，是一种自动调温的装置。柴油机运行时需要保持一定的温度，在柴油机冷却状态下刚启动时，节温器主阀门关闭，水循环只是在柴油机内部小循环，保护柴油机低温时的运行。当柴油机工作温度高于正常工作温度时，节温器主阀门打开，冷却水经散热器冷却后流回至柴油机内，给柴油机进行冷却降温，保护柴油机在高温环境下运行。当节温器损坏，主阀门不能正常打开，冷却循环水不能流至散热器内进行散热。局部小循环造成水温过高。

检查判断：发动机运行初期，循环水温升温很快;当控制面板水温值指示80℃后，升温速度减慢，运转30分钟后，水温值基本在82℃左右时，认定节温器工作正常。相反，当水温在上升至80℃后一直升高，其升温速度很快，当循环系统内水压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明主阀门有卡滞，突然打开。

在水温表指示70℃-80℃时，打开散热器盖和散热器放水开关， 用温度计测量其水温，若水温度较高，则说眀节温器工作正常;若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。

3.5风扇或扇叶损伤

风扇安装在散热器前面，给流经散热器内的冷却液降温。在水温达到正常工作温度时，开启风扇 风扇运转分为两种，一种是电磁阀控制，一种是跟随柴油机运转，由皮带传动动力，由电磁阀控制的风扇在冷却液达到正常温度时才会开启。风扇损坏无法转动或者扇叶损坏都会影响散热器内冷却液的散热效果，造成水温升高，影响柴油机的运转。

检查方法：

（1）由电磁阀控制的风扇在水温达到正常温度时如果能够自动开启，则风扇运转没有问题，否则，风扇系统有故障。由皮带传动的风扇如果在柴油机运转时能够正常开启，则风扇系统没有问题，否则，风扇系统故障;

（2）检查风扇扇叶有无损坏。

4.结语

除上述外，内燃机的高负荷运行以及机器安装位置不宜造成空气不流通也是机组水温过高的重要因素。

在进行冷却水高温故障分析时，应先考虑冷却水是否按规定添加; 其次考虑系统是否存在渗漏、结垢，散热器是否堵塞;接着要查看皮带是否松懈、开裂等;在排除上述原因后可考虑是否是水泵、节温器或风扇离合器损坏。排査过程要由浅入深，循序渐进，做好内燃机的日常维护保养和检查是确保设备正常运行的重要手段！

参考文献

[1]贾延林.工程机械用柴油机高温故障原因分析[J].内燃机，2016（02）：8-10.

[2]付海燕，丁技峰，张维彪.一种柴油机故障分析方法[J].现代制造工程，2014（03）：136-139.

[3]吴恒.MAN KSZ型柴油机活塞冷却系统故障分析[J].世界海运，2012，35（02）：22-23.