柴油机冷却水高温的原因和解决方法

摘要：高水温报警停机故障是指柴油发电机的温度超过正常的较高温度(80～90℃)范围，有时还可能出现散热器沸腾开锅的现象。当遇到柴油机水温异常情况，必须做到正确操作，定期检查，发现故障及时修理排除，绝不能让柴油发电机带病工作，以取得设备维修的较佳经济效益，更好地提供供电服务。本文以康明斯柴油机冷却液温度过高故障为例，对其进行了故障分析与诊断，提出了具体的处置方法。

一、冷却系统的组成和作用

1、冷却系统的作用

冷却系统是保证柴油机在正常温度条件下工作，以保证柴油机工作可靠、耐久和得到良好的动力性、经济性指导。气缸体内的冷却水应保持在80~90℃之间，如冷却水温度过高，会使被吸入的可燃混合气受热膨胀而密度下降，使柴油机动力性和经济性变坏，各部件会因过热膨胀而破坏机体原来的正常配合间隙，导致摩擦阻力增加，零件磨损加剧，强度降低，严重时会引起烧蚀甚至卡滞，使柴油机停止运转。柴油机过热还会引起润滑油变稀，黏度降低和变质，油膜不易保持而加速零件磨损。柴油机过冷时，润滑油则因温度过低而变稠，黏度增高，机件的运动阻力增加，功率消耗增大，造成大量的热量被冷却介质带走，使柴油机的动力性和经济性变坏。据统计，冷却水温度降到30℃时，气缸磨损量要比温度为80℃时大4~5倍；当冷却水温度从90℃降到40℃时，油耗增加30%，功能降低10%。

2、冷却系统的组成与必要性

冷却系统主要由散热器、水泵、风扇、节温器、水套、分水管、水温表、水温报警器、风扇离合器、百叶窗和温控开关等组成。

（1）散热风扇的原理和作用

散热风扇利用风力来增强空气流动，从而提升柴油机冷却系统的效果。风扇由电机、叶片和安装在柴油机上的风扇鼓风机组成。

当柴油机启动后，电机会接通电源开始旋转。旋转的电机会带动叶片一起旋转。叶片通过其特殊的形状和排列，能够产生较大的气流，并将其引导到柴油机冷却系统。

风扇鼓风机通常安装在柴油机的散热器后面，靠近发动机，确保能够有效地将冷却气流传递给发动机。当风扇鼓风机旋转时，叶片会通过离心力将周围的空气吸入，并向前方喷出。这样的设计可以达到增加风量的目的，帮助散热器更好地散热。

当柴油机运行时，会产生大量的热量，而冷却系统的作用就是将这些热量带走，以保持柴油机的正常运行温度。风扇鼓风机的工作就是确保冷却气流能够持续地流经散热器，从而带走发动机产生的热量。

除了冷却作用外，散热风扇还可以用于增加柴油机的进气量，从而提升燃烧效率。通过引导足够的新鲜空气进入柴油机，可以增加燃料的燃烧效率，提高功率输出和燃油经济性。

（2）节温器的原理和作用

根据柴油机冷却水温度的高低，自动改变冷却水的循环路线及流量，以使柴油机始终在较合适的温度下工作。

节温器的工作原理：柴油机工作后，因温度逐渐升高，而使石腊逐渐变成液态，体积开始膨胀。在柴油机冷却系统水温不超过70℃时，因石腊产生的膨胀力小于主阀门弹簧的预紧力，主阀门在主阀门弹簧的作用下，压在出水口上，从散热器来的低温冷却水不能进入柴油机水套内，此时柴油机气缸盖出水口流出的高温冷却水可以不经散热器而直接进入水泵。于是，未经过散器的冷却水被水泵重新压入柴油机水套，因而减少热量损失，此时冷却水的循环路线为小循环。当柴油机冷却水温超过95℃时，石腊产生的膨胀力克服了主阀门弹簧预紧力，主阀门打开。水温达到98℃时，主阀门完全打开，而副阀彻底关闭了，小循环的通过路这时来自气缸出水口的高温冷却水全部进入散热器进行冷却，之后再由水泵压入柴油机水套内，此时冷却水的循环路线称为大循环。当冷却水温度在90~100℃时，主副阀门都打开一定的程度，这时冷却系统的大小循环同时进行。

柴油机冷却系统框架图

二、水温过高故障原因

      柴油机的散热系统包括散热器、水泵、水管和冷却液等组件，如果其中任何一个组件出现故障，都可能导致水温过高。例如，散热器堵塞、水泵失效、水管漏水都可能导致冷却效果不佳，进而引起水温升高。

1、水温过高故障现象

      某型康明斯柴油机水温过高，不能连续作业，在负荷时，工作不到15min，水温表就显示达到了110℃，且水温报警器报警。

2、故障原因

①风扇皮带及水泵是否过松打滑，风扇硅油式离合器失效。

②水箱散热宁大面积刨状，散热片间有杂物堵塞，水箱前面的百叶窗未能全部打开。

③冷却水不足，内消耗量过大。

④冷却水大循环量过少，常见有水泵轮与轴间滑动、节温器损坏、水箱或机体水道内水垢过多。

⑤水泵的工作性能不良。

⑥散热器的进水管或出水管塌瘪，内部水垢堵塞。

⑦温控开关或水温传感器控制失效。

⑧节温器主阀不能完全打开或打开时间过迟。

⑨燃烧室内积炭过多。

⑩水套或水管积垢或堵塞。

三、冷却系统常见故障与检修

冷却常见故障为柴油机过热导致冷却水消耗过多，常见故障部位为节温器电动风扇或风扇皮带和温控开关，柴油机过热的故障诊断应从散热不良和燃烧室向冷却系统传热过多两方面展开。冷却系统维护的主要作业内容是冷却液数量的检查和补充，冷却系统的清洁，风扇带的检查与调整和冷却系统的密封性检查。

1、冷却液的检查

检查散热器里的冷却液是否正常，散热器水管接头有无渗漏现象。在正常使用过程中，每周至少检查一次冷却液的液面高度。设有膨胀副水箱的冷却系统，检查时无需打开散热器盖，只需观察膨胀水箱的液面即可。

2、风扇皮带运转是否正常

风扇使用一段时间后，因为风扇皮带的磨损或其他原因，皮带变松，因此要经常检查和调整风扇带的张紧度，使其符合规定，风扇带张紧度的检测方法是：用30~40N的压力按压皮带和柴油机带轮之间的带上测量下弯距离是否符合标准，若不符合规定，可调整发电机的安装位置使其合格。此处还要检查皮带表面有无油污和裂纹，若有油污则应清洗、擦拭干净，若有裂纹则应更换皮带。

3、节温器的故障检查

节温器损坏或性能不当，直接影响冷却大水循环的正确控制，所以应该定期检查，使其工作性能符合规定。常用的蜡式节温器的检验方法：将节温器放在盛有热水的器皿中，然后加热，检查阀门开始开启和完全时的温度，以及全开时的升程。若开启温度和升程不符合规定，则应更换节温器。

4、水泵故障的检查

启动柴油机，查看水泵溢水口是否渗漏，若渗漏表明水封已坏，应更换；听有无异常响声，若有则应拆除检修；停机后用手搬动水泵轴配合是否松旷，若松旷则应坚固或检修。

5、冷却系统的清洁

保持冷却的清洁是提高冷却系统散热功能的重要条件。冷却系统的清洁工作包括内部清洗和外部清洗两部分，冷却系统的内部清洗使用免拆洗机进行，当冷却系统内部积垢较多时，也可使用化学溶剂手工清洗冷却系统外部。检查清洁主要检查散热器散热片、百叶窗、风扇和各软管有无变形或脏污，若有则应进行修整和清洗。

为了降低柴油发电机的维修费用，因此，对于柴油发电机组不仅应严格执行保养制度，还要经常检查润滑剂的质量与数量，检查冷却液的液面高度，及时补充和更换。切不可让柴油发电机带病继续工作，最后造成更大的故障，还极有可能造成柴油发电机组的突然报废，造成重大的财产损失。因此，对于各种柴油发电机组必须做到养修并重，预防为主，这样不仅大大节省维修时间和修理费用，同时也提高了柴油发电机组的使用率。

总结：

总的来说，柴油机水温过高可能是由于散热系统故障、冷却液不足、发动机负载过重、水泵运转不畅、温控装置故障、柴油机内部故障或外界环境因素等原因引起的。为了防止水温过高，我们应定期检查和维护柴油机的散热系统，并避免长时间高负荷运行。