柴油發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)過(guò)熱和過(guò)冷運(yùn)行的影響
發(fā)布時(shí)間：2023-11-09 點(diǎn)擊：164
故障檢修與技術(shù)維護(hù)
柴油發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)過(guò)熱和過(guò)冷運(yùn)行的影響
柴油發(fā)電機(jī)冷卻系技術(shù)狀態(tài)的惡化，會(huì)直接影響柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。技術(shù)狀態(tài)惡化主要表現(xiàn)在冷卻系內(nèi)結(jié)水垢使容積變小，水的循環(huán)阻力加大，同時(shí)水垢導(dǎo)熱能力變差，以致散熱效果下降，機(jī)溫偏高，加速水垢的形成。康明斯公司在本文中，介紹了柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)、過(guò)冷和過(guò)熱運(yùn)行的影響以及維護(hù)保養(yǎng)措施。
圖1 冷卻系統(tǒng)使用注意事項(xiàng)
一、冷卻系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)
1、風(fēng)扇護(hù)風(fēng)罩
發(fā)動(dòng)機(jī)散熱用的風(fēng)扇包括護(hù)風(fēng)罩、電機(jī)和風(fēng)葉組件等組成，其中風(fēng)葉組件包括風(fēng)葉和輪轂，風(fēng)葉連接在輪轂的周圍，而電機(jī)通過(guò)安裝圈固定在護(hù)風(fēng)罩中，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的端部則與輪轂同軸連接。電機(jī)驅(qū)使輪轂帶著風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，可向發(fā)動(dòng)機(jī)送風(fēng)，促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱。
（1）護(hù)風(fēng)罩與風(fēng)扇葉尖的徑向間隙應(yīng)盡可能小，以保證風(fēng)扇冷卻效率。當(dāng)采用分開(kāi)式護(hù)風(fēng)罩時(shí)，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩無(wú)相對(duì)運(yùn)行，其徑向間隙應(yīng)不超過(guò)風(fēng)扇直徑的1.5%，或者5 mm~10 mm;當(dāng)采用整體式護(hù)風(fēng)罩時(shí)，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其徑向間隙也不應(yīng)超過(guò)風(fēng)扇直徑的2.5%，或者15 mm~20mm。
（2）風(fēng)扇伸入護(hù)風(fēng)罩的軸向位置，與進(jìn)氣效率有很大關(guān)系，對(duì)于吸風(fēng)式風(fēng)扇，風(fēng)扇葉片的投影寬度應(yīng)伸入護(hù)風(fēng)罩內(nèi)2/3為宜。
（3）在安裝護(hù)風(fēng)罩時(shí)必須注意，護(hù)風(fēng)罩與散熱器之間不得有縫隙，應(yīng)采用橡膠或泡沫塑料墊加以密封，以保證冷卻效率不降低。
圖2 柴油發(fā)電機(jī)散熱器護(hù)風(fēng)圈及風(fēng)扇輪轂
2、空氣中冷系統(tǒng)
（1）中冷器的額定質(zhì)量流量一般按發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況進(jìn)氣流量的1.1倍來(lái)確定；在額定流量下中冷器的壓力降應(yīng)不超過(guò)12.8kpa.
（2）中冷器應(yīng)具有足夠的散熱面積，中冷器的出口溫度相對(duì)于環(huán)境溫度的溫升，一般不允許超過(guò)30°c；c.中冷器和水箱散熱器不能互相遮擋芯部。
（3）中冷器和聯(lián)結(jié)管路的清潔度非常重要，整個(gè)中冷系統(tǒng)所有零件所含雜質(zhì)的總和不得超過(guò)90mg，且雜質(zhì)顆粒最大不得超過(guò)1.6um。
1-膨脹水箱 2-中冷器出氣口 3-進(jìn)氣歧管溫度傳感器 4-進(jìn)氣歧管壓力傳感器 5-中冷器海水出水口 6-空氣濾清器 7-中冷器進(jìn)氣口 8-中冷器殼體 9-sae1號(hào)飛輪殼 10-曲軸轉(zhuǎn)速傳感器11-機(jī)油壓力傳感器 12-中冷器海水進(jìn)水口 13-cm850 14-燃油輸油泵（cm850后方）15-sim模塊16-海水泵 17-凸輪軸位置傳感器 18-燃油濾清器 19-燃油油軌壓力傳感器（中冷器出氣口后方）
圖3 康明斯柴油機(jī)中冷器位置圖
二、冷卻系統(tǒng)不正確運(yùn)行
冷卻水溫不適時(shí)會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)或過(guò)熱；水質(zhì)不良將引起水垢、腐蝕及氣蝕；冷卻水內(nèi)漏、水質(zhì)不良均會(huì)引起故障。
1、過(guò)冷運(yùn)轉(zhuǎn)
發(fā)動(dòng)機(jī)在水溫低于65℃c下運(yùn)行叫做冷運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)未曾充分運(yùn)轉(zhuǎn)使水溫達(dá)到肯定程度就會(huì)開(kāi)頭工作，或者當(dāng)節(jié)溫器開(kāi)啟溫度過(guò)低時(shí)，冷卻水過(guò)早進(jìn)入大循環(huán)，都會(huì)引起過(guò)冷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)汽缸壁溫度從80℃降至50℃時(shí)，缸套的磨損增加約5倍。而在汽缸壁溫度達(dá)到80~85℃時(shí)，磨損量明顯降低。水溫過(guò)低，柴油在燃燒室溫升較慢，滯燃期長(zhǎng)，燃燒過(guò)程惡化，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良。
低溫運(yùn)轉(zhuǎn)的主要緣由是節(jié)溫器失效。檢查方法如下∶
（1）檢查冷卻水的溫升速度。觀看儀表板水溫表，如水溫升得很慢則說(shuō)明節(jié)溫器工作不正常。
（2）檢查散熱器水溫，把數(shù)字式溫度計(jì)的傳感器插入水箱，測(cè)量上水室與水溫表讀數(shù)（發(fā)運(yùn)機(jī)水套溫度）并作較水溫升到68~72℃以前，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不久，散熱器的水溫就和水套的水溫一同上升，表明節(jié)溫器不良。
（3）拆檢節(jié)溫器，確認(rèn)故障。將節(jié)溫器放在熱水中，檢查節(jié)溫器閥門開(kāi)啟和完全開(kāi)啟的溫度是否符合修理手冊(cè)的規(guī)定。節(jié)溫器失效應(yīng)準(zhǔn)時(shí)更換，否則會(huì)縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
2、過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)
為使發(fā)動(dòng)機(jī)處于熱平衡狀態(tài)，要用冷卻水把20%~30%的熱量帶走，使冷卻水套中的水溫保持在80~90℃。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫超過(guò)95℃運(yùn)行叫做過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)。
（1）水溫過(guò)高的運(yùn)行作業(yè)中，應(yīng)留意水溫表和變矩器油溫表讀數(shù)。發(fā)覺(jué)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)停止作業(yè)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到中速（1000~1100r/min）。切勿在過(guò)熱時(shí)直接加冷卻水。溫度高達(dá)400~500℃的缸蓋在急劇降溫時(shí)簡(jiǎn)單發(fā)生熱裂。熱機(jī)停車前應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)盒速幾分鐘，以防止高溫的活塞和其它零件的油膜結(jié)膠與焦化。
（2）過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易引起的故障有∶
○充氣系數(shù)下降，混合氣燃燒不正常，引起敲缸、爆燃，功率下降。
○缸蓋、氣門、缸套、活塞、活塞環(huán)等受熱零件熱應(yīng)力增大，常產(chǎn)生熱裂。
○破壞滑動(dòng)協(xié)作的正常間隙，稀釋油膜，造成活塞拉缸。
○燒壞缸套的防水膠圈。
○機(jī)油早期劣化變質(zhì)，造成潤(rùn)滑不良，簡(jiǎn)單燒瓦。
三、冷卻系統(tǒng)的維護(hù)
1、檢查冷卻液
（1）在清洗冷卻系時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是熱的狀態(tài)，不要直接打開(kāi)散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。待發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻后，再用抹布裹著打開(kāi)散熱器蓋，如果散熱器內(nèi)還有殘余壓力，打開(kāi)時(shí)會(huì)聽(tīng)到排氣的聲音，應(yīng)注意防護(hù)。
（2）如果冷卻液不足，應(yīng)補(bǔ)充開(kāi)水到溢出為止，盡量避免加生水。如果冷卻液變得污濁或充滿水垢，應(yīng)將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系。
2、清洗冷卻系
（1）簡(jiǎn)單清洗
洗滌時(shí)，應(yīng)放凈舊冷卻液，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系加滿清潔水，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)5min后放出，放出的水若比較污濁，應(yīng)重復(fù)上述步驟直至水清為止。
（2）徹底清洗
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱性能不好、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系水垢過(guò)多時(shí)，可使用專用的散熱器清洗劑進(jìn)行清洗。
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圖1 冷卻系統(tǒng)使用注意事項(xiàng)
一、冷卻系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)
1、風(fēng)扇護(hù)風(fēng)罩
發(fā)動(dòng)機(jī)散熱用的風(fēng)扇包括護(hù)風(fēng)罩、電機(jī)和風(fēng)葉組件等組成，其中風(fēng)葉組件包括風(fēng)葉和輪轂，風(fēng)葉連接在輪轂的周圍，而電機(jī)通過(guò)安裝圈固定在護(hù)風(fēng)罩中，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的端部則與輪轂同軸連接。電機(jī)驅(qū)使輪轂帶著風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，可向發(fā)動(dòng)機(jī)送風(fēng)，促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱。
（1）護(hù)風(fēng)罩與風(fēng)扇葉尖的徑向間隙應(yīng)盡可能小，以保證風(fēng)扇冷卻效率。當(dāng)采用分開(kāi)式護(hù)風(fēng)罩時(shí)，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩無(wú)相對(duì)運(yùn)行，其徑向間隙應(yīng)不超過(guò)風(fēng)扇直徑的1.5%，或者5 mm~10 mm;當(dāng)采用整體式護(hù)風(fēng)罩時(shí)，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其徑向間隙也不應(yīng)超過(guò)風(fēng)扇直徑的2.5%，或者15 mm~20mm。
（2）風(fēng)扇伸入護(hù)風(fēng)罩的軸向位置，與進(jìn)氣效率有很大關(guān)系，對(duì)于吸風(fēng)式風(fēng)扇，風(fēng)扇葉片的投影寬度應(yīng)伸入護(hù)風(fēng)罩內(nèi)2/3為宜。
（3）在安裝護(hù)風(fēng)罩時(shí)必須注意，護(hù)風(fēng)罩與散熱器之間不得有縫隙，應(yīng)采用橡膠或泡沫塑料墊加以密封，以保證冷卻效率不降低。
圖2 柴油發(fā)電機(jī)散熱器護(hù)風(fēng)圈及風(fēng)扇輪轂
2、空氣中冷系統(tǒng)
（1）中冷器的額定質(zhì)量流量一般按發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況進(jìn)氣流量的1.1倍來(lái)確定；在額定流量下中冷器的壓力降應(yīng)不超過(guò)12.8kpa.
（2）中冷器應(yīng)具有足夠的散熱面積，中冷器的出口溫度相對(duì)于環(huán)境溫度的溫升，一般不允許超過(guò)30°c；c.中冷器和水箱散熱器不能互相遮擋芯部。
（3）中冷器和聯(lián)結(jié)管路的清潔度非常重要，整個(gè)中冷系統(tǒng)所有零件所含雜質(zhì)的總和不得超過(guò)90mg，且雜質(zhì)顆粒最大不得超過(guò)1.6um。
1-膨脹水箱 2-中冷器出氣口 3-進(jìn)氣歧管溫度傳感器 4-進(jìn)氣歧管壓力傳感器 5-中冷器海水出水口 6-空氣濾清器 7-中冷器進(jìn)氣口 8-中冷器殼體 9-sae1號(hào)飛輪殼 10-曲軸轉(zhuǎn)速傳感器11-機(jī)油壓力傳感器 12-中冷器海水進(jìn)水口 13-cm850 14-燃油輸油泵（cm850后方）15-sim模塊16-海水泵 17-凸輪軸位置傳感器 18-燃油濾清器 19-燃油油軌壓力傳感器（中冷器出氣口后方）
圖3 康明斯柴油機(jī)中冷器位置圖
二、冷卻系統(tǒng)不正確運(yùn)行
冷卻水溫不適時(shí)會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)或過(guò)熱；水質(zhì)不良將引起水垢、腐蝕及氣蝕；冷卻水內(nèi)漏、水質(zhì)不良均會(huì)引起故障。
1、過(guò)冷運(yùn)轉(zhuǎn)
發(fā)動(dòng)機(jī)在水溫低于65℃c下運(yùn)行叫做冷運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)未曾充分運(yùn)轉(zhuǎn)使水溫達(dá)到肯定程度就會(huì)開(kāi)頭工作，或者當(dāng)節(jié)溫器開(kāi)啟溫度過(guò)低時(shí)，冷卻水過(guò)早進(jìn)入大循環(huán)，都會(huì)引起過(guò)冷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)汽缸壁溫度從80℃降至50℃時(shí)，缸套的磨損增加約5倍。而在汽缸壁溫度達(dá)到80~85℃時(shí)，磨損量明顯降低。水溫過(guò)低，柴油在燃燒室溫升較慢，滯燃期長(zhǎng)，燃燒過(guò)程惡化，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良。
低溫運(yùn)轉(zhuǎn)的主要緣由是節(jié)溫器失效。檢查方法如下∶
（1）檢查冷卻水的溫升速度。觀看儀表板水溫表，如水溫升得很慢則說(shuō)明節(jié)溫器工作不正常。
（2）檢查散熱器水溫，把數(shù)字式溫度計(jì)的傳感器插入水箱，測(cè)量上水室與水溫表讀數(shù)（發(fā)運(yùn)機(jī)水套溫度）并作較水溫升到68~72℃以前，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不久，散熱器的水溫就和水套的水溫一同上升，表明節(jié)溫器不良。
（3）拆檢節(jié)溫器，確認(rèn)故障。將節(jié)溫器放在熱水中，檢查節(jié)溫器閥門開(kāi)啟和完全開(kāi)啟的溫度是否符合修理手冊(cè)的規(guī)定。節(jié)溫器失效應(yīng)準(zhǔn)時(shí)更換，否則會(huì)縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
2、過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)
為使發(fā)動(dòng)機(jī)處于熱平衡狀態(tài)，要用冷卻水把20%~30%的熱量帶走，使冷卻水套中的水溫保持在80~90℃。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫超過(guò)95℃運(yùn)行叫做過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)。
（1）水溫過(guò)高的運(yùn)行作業(yè)中，應(yīng)留意水溫表和變矩器油溫表讀數(shù)。發(fā)覺(jué)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)停止作業(yè)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到中速（1000~1100r/min）。切勿在過(guò)熱時(shí)直接加冷卻水。溫度高達(dá)400~500℃的缸蓋在急劇降溫時(shí)簡(jiǎn)單發(fā)生熱裂。熱機(jī)停車前應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)盒速幾分鐘，以防止高溫的活塞和其它零件的油膜結(jié)膠與焦化。
（2）過(guò)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易引起的故障有∶
○充氣系數(shù)下降，混合氣燃燒不正常，引起敲缸、爆燃，功率下降。
○缸蓋、氣門、缸套、活塞、活塞環(huán)等受熱零件熱應(yīng)力增大，常產(chǎn)生熱裂。
○破壞滑動(dòng)協(xié)作的正常間隙，稀釋油膜，造成活塞拉缸。
○燒壞缸套的防水膠圈。
○機(jī)油早期劣化變質(zhì)，造成潤(rùn)滑不良，簡(jiǎn)單燒瓦。
三、冷卻系統(tǒng)的維護(hù)
1、檢查冷卻液
（1）在清洗冷卻系時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是熱的狀態(tài)，不要直接打開(kāi)散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。待發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻后，再用抹布裹著打開(kāi)散熱器蓋，如果散熱器內(nèi)還有殘余壓力，打開(kāi)時(shí)會(huì)聽(tīng)到排氣的聲音，應(yīng)注意防護(hù)。
（2）如果冷卻液不足，應(yīng)補(bǔ)充開(kāi)水到溢出為止，盡量避免加生水。如果冷卻液變得污濁或充滿水垢，應(yīng)將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系。
2、清洗冷卻系
（1）簡(jiǎn)單清洗
洗滌時(shí)，應(yīng)放凈舊冷卻液，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系加滿清潔水，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)5min后放出，放出的水若比較污濁，應(yīng)重復(fù)上述步驟直至水清為止。
（2）徹底清洗
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱性能不好、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系水垢過(guò)多時(shí)，可使用專用的散熱器清洗劑進(jìn)行清洗。
應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組選購(gòu)過(guò)程中需要注意哪些事項(xiàng)？
康明斯無(wú)刷充電發(fā)電機(jī)的使用維護(hù)
同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)
美國(guó)EPA環(huán)保署的柴油發(fā)電機(jī)排放法規(guī)
如何讓柴油發(fā)電機(jī)壽命延長(zhǎng)至十年？
這5個(gè)方法可修復(fù)柴油發(fā)電機(jī)氣缸體與氣缸蓋裂紋，你知道嗎？
玉柴柴油發(fā)電機(jī)組的幾個(gè)保養(yǎng)小技巧
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