從熱量生轉角度分析190系列柴油機水溫過高的原因

侯云峰 萬 峰

（中國石化 中原油田鉆井四公司，河南 濮陽457000）

0 引言

柴油機工作過程中,正常情況下，燃料在氣缸內燃燒所產生的熱量,一部分轉化為有效功,一部分隨著廢氣排到大氣中去,另有一部分的熱量則通過與燃氣接觸的零件,傳給冷卻介質被帶走,再由散熱系統散發出去，使柴油機始終在允許溫度范圍內運行。如果柴油機出現故障，有時會比正常情況多產生熱量，造成水溫過高；傳熱系統由于積垢嚴重等原因，傳熱效率下降，也使水溫升高；再者強制散熱系統出現故障，生成的熱量不能及時散發，會造成水溫急劇升高。無論何種原因造成水溫過高，都必須及時發現、分析、排除柴油機水溫過高。

柴油機工作時水溫75-85°為理想范圍，水溫超過85°并有繼續上升的趨勢，我們稱之為水溫過高。通常情況下,可以直觀地從水溫表、油溫表上觀察柴油機的溫度,也可以用手觸摸機體,其次就是觀察水箱口或機體側面呼吸器口所散發的熱氣。如果柴油機的水溫過高,應根據具體情況從熱量生成、轉移的角度，從散熱、制熱、傳熱三個方面進一步分析原因。

1 造成水溫過高的散熱方面原因

柴油機散熱系統如果出現問題，柴油機水溫上升很快，如果不及時發現、排除，后果會很嚴重。因此，在柴油機使用過程中，這部分應重點關注、檢查。

(1)冷卻系統水量不足；

(2)散熱水箱散熱片或散熱銅管表面積垢過多；

(3)節溫器工作不正常；

(4)散熱風扇轉速不足；

(5)風扇皮帶松馳斷裂或張緊輪調節不當；

(6)水泵葉輪與水泵軸松脫,滾鍵或葉輪損壞；

（7）水路中有氣阻、氣障。

2 造成水溫過高的制熱方面的原因

有時柴油機工作中，傳熱、散熱方面沒有問題，由于供油燃燒系統、進排氣系統、配氣系統、零部件本身缺陷、超負荷、配載不均衡等原因，產生了過多的熱量，已經超出了原有傳熱、散熱系統的能力范圍，從而導致水溫過高。

（1）產生嚴重拉缸現象；

（2）供油提前角過遲；

（3）燃油質量不符合要求，爆燃嚴重；

（4）柴油機長時間超負荷運行；

（5）缸套上有裂紋或砂眼；

（6）增壓器污堵；

（7）燃燒室的積炭過多

（8）氣門間隙值不符合要求；

（9）排氣總管、消聲器不匹配、阻力大。

3 造成水溫過高的傳熱方面的原因

柴油機在設計制造時，已經考慮到材料及冷卻介質導熱性能方面的因素，正常情況下能夠滿足傳導熱量性能要求。可實際使用過程中，冷卻水中不可避免的含有礦物質，久而久之就會附著在冷卻表面，形成水垢，影響熱量的傳導。這種影響有一個較長的時間過程，沒有顯著的特征，容易被忽視，然而覆垢嚴重能造成水溫居高不下。

（1）柴油機機體內及缸套外壁、冷卻水道的水垢過多；

（2）散熱水箱散熱銅管內表面積垢過多。

4 造成水溫過高原因綜合分析

分析判斷水溫過高時應注意一個重要環節,看其是否是急劇升溫,對急劇升溫的情況應果斷、迅速查找原因所在,首先用手觸摸機體的外表,以確定水溫的真實情況,如果水溫虛高,那明顯是水溫表或傳感器失靈所致。

如果急劇升溫應立即散熱裝置是否正常工作。檢查冷卻水是否循環流動或者觀察流速的變化現象,加以確定水泵的工作性能以及判斷冷卻水道內的堵塞情況。如果缸套壁有沙眼或裂紋的話,那么水箱中的水會產生大量氣泡或者有沖浪的感覺。對節溫器失靈與否,可以更換一只節溫器進行對比觀察, 或者在逐漸加溫熱水中觀察其閥門在68～72e 時能否開始開啟,在80～83e 時完全開啟,以確定節溫器的工作性能。對于因風扇皮帶松馳、斷裂、張緊輪調節不當,液力偶合器工作不正常,風扇轉速明顯不足。

如果散熱裝置正常，就要轉向制熱環節，摩擦生熱，燃燒不良，超負荷。

柴油機產生嚴重拉缸現象必須停車后進行逐步檢查,柴油機拉缸有幾種征兆,排氣管冒黑煙,運轉聲音不正常,類似超負荷運轉的感覺,呼吸器口處有大量燃氣涌出,停車后盤車費勁,飛輪轉動時缺乏一定的彈性,可根據摩擦阻力位確定某一缸后,打開機體側蓋板再進行仔細檢查及時修理。

供油時間是決定燃燒過程的重要因素,如果供油提前角過遲,就會產生強烈的后燃,部分燃料來不及燃燒就被排出氣缸,形成二次燃燒，產生大量熱量。

混合氣的質量也是決定燃燒過程的重要因素,燃料霧化良好,與空氣混合均勻,能縮短著火延遲期,保證燃料迅速和完全的燃燒,一旦燃油質量不符合要求,噴油器滴油、漏油、霧化不良,燃油和壓縮空氣得不到良好的混合,燃燒不完善,甚至出現爆燃現象，熱量集聚。

燃燒室的積炭過多, 改變了燃燒室的容積, 增大了柴油機的壓縮比,氣體在氣缸內被壓縮得更厲害,壓力和溫度更加升高,使柴油機的機械負荷和熱負荷大為增加,降低了柴油機的使用壽命,柴油機工作性能受到影響。柴油機長時間超負荷運行，一是配平負載，二是減少負荷，使柴油機持續功率范圍內運行。

如果散熱和制熱環節都沒有問題，水溫變化也不是很明顯，只是隨著柴油機使用時間逐步增高，當環境溫度升高，帶重負荷時，水溫也會偏高，這主要是傳熱環節出了問題。

散熱水箱散熱銅管內表面積垢過多, 柴油機機體內及缸套外壁、水道水垢過多。處理方法是用除垢劑或配比的酸堿溶液進行清洗。

5 結論

柴油機水溫使用時必須控制在允許范圍之內；

柴油機散熱系統保持正常高效是是水溫正常的必備條件；柴油機傳熱出現問題要及時分析處理，不能忽視；

及時判斷柴油機非正常制熱，必須迅速排除；

分析判斷柴油機水溫過高講究方法，對癥下藥。

［1］方宏，顧致成.對195 柴油機鑒定試驗中發現的一些問題的探討[J].機械制造，1963（02）。