柴油機冷卻系統主要部件的技術特點與維護

劉旭

摘 要：冷卻系統的功用是保證發動機在適宜的溫度下工作，通過對冷卻系統主要部件的技術特點的介紹，和使用維護技術要點的介紹，提醒人們要正確使用維護柴油機的冷卻系統，以保證柴油機正常工作。

關鍵詞：柴油機;冷卻系統;維護

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.047

柴油在汽缸內燃燒，產生大量的熱，溫度可達到1800～2000 ℃。這些熱量，一部分在排氣時由廢氣帶走，一部分則直接傳遞給與高溫氣體接觸的零件，如汽缸蓋、汽缸、活塞、氣門、活塞環等，使它們的溫度升高，并通過這些零件把熱量傳遞給整個柴油機。如果不進行冷卻，則會產生一系列不良后果。冷卻系統的功用就是幫助柴油機降溫，保證柴油機在適宜的溫度下工作。

1 主要部件的技術特點

柴油機冷卻系統主要部件有散熱器、水泵、風扇、節溫器、蒸汽空氣閥等，它們在冷卻系統中各司其職，來保證柴油機在適宜的溫度下工作。

（1）散熱器。散熱器由上水室、下水室和散熱器芯等組成。其功用是將來自柴油機被加熱的水快速冷卻，把熱量散發到大氣中。它是用導熱性能好的材料（如銅合金）制成，并且有比較大的散熱面積。散熱器芯有圓管式、管片式和管帶式。

（2）水泵和風扇。水泵為使冷卻水產生循環流動提供動力。柴油機的水泵為離心泵，它的外形尺寸小，結構簡單。它主要由泵體、葉輪、水封、水泵軸、滾動軸承及阻水圈等組成。通過三角皮帶，由曲軸前端的三角皮帶輪驅動水泵軸上的三角皮帶輪轉動，從而帶動水泵葉輪轉動。風扇的功用是增強流經散熱器的空氣流速和流量，提高散熱器的散熱能力。風扇采用吸風螺旋槳式，它由葉片與葉片架組成，與水泵葉輪安裝在同一軸上。風扇皮帶的緊度可用移動發電機或移動張緊輪來調節。風扇皮帶的緊度要合適，當按下皮帶中部時，應能壓下10～15 mm為宜。

（3）節溫器。節溫器的作用是根據水溫的高低，自動調節進入散熱器的水量，以保持適宜的水溫。常用的有兩種方式：乙醚式和蠟式。蠟式節溫器用得較多，它裝在缸蓋出水口特設的殼體內。節溫器的工作原理是利用乙醚或石蠟受熱膨脹的力來控制閥門的開啟大小從而調節進入散熱器的水量。

（4）溢水管與蒸汽空氣閥。溢水管安裝在散熱器的進水口處，其作用是使冷卻系與大氣相通。在冷卻水溫度較高時，水蒸氣可從此處排出;水溫低時，大氣中的空氣由此進入散熱器。這樣散熱器內的壓力不致太高或太低而損壞。蒸汽空氣閥在水箱加水口蓋上。這種加水口蓋又稱復式加水口蓋，它實際上是一個單向蒸汽閥和一個單向空氣閥的組合體。在水箱中水溫高時，體積增大，蒸汽產生較多，水箱內壓力升高，蒸汽閥打開，蒸汽逸出，避免水箱內壓力過高。水箱內水溫降低時，體積縮小，水箱內壓力下降，這時空氣閥打開，讓大氣中的空氣進入水箱，使水箱內與大氣壓力相平衡，避免水箱損壞。

（5）水溫表。水溫表安裝在駕駛室儀表盤上，用于監視冷卻水的溫度。水溫表通過彈簧管、接頭等與感溫器相連接。感溫器裝在缸蓋水套出水口處，其內有乙醚或氯甲烷。感溫器通過孔徑很小的銅管與水溫表相連。水溫高，感溫塞中的乙醚膨脹，體積增大，產生壓力，經細銅導管和傳動機構將力傳至水溫表指針，使其偏轉，指示水溫的高低。

2 冷卻系使用維護技術要點

（1）堅持使用軟水。軟水是指水中溶解的鹽類礦物質（如碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣等）較少的水。反之，稱硬水。若長期使用硬水，則在缸體和缸蓋套內壁會結水垢，水垢的熱傳導系數僅是鋼鐵材料的1/50～1/20。另外，水垢的生成使水的流通截面積減小。定期檢查水垢沉積情況并清除水垢。清除水垢有多種方法，市場上有專售除垢劑，也可自己配制：先放掉冷卻水，然后將6 kg熱水、0.5 kg燒堿（苛性鈉）、0.1 kg煤油配制的混合液注入冷卻系，靜置2 h后，啟動發動機運轉10 min，這樣間隔運轉5～6次之后，趁熱放出清洗液。待發動機稍冷后，再用清水將冷卻系統清洗干凈。

（2）堅持使用清潔水。雨水、河水、湖水的硬度較低。但泥沙、雜草和其它機械雜質較多。它們的存在不但可堵塞水道，而且和水中的礦物質一起形成水垢，沉積在水套內壁，影響散熱性能。所以要對含有機械雜質的水進行處理（如沉淀、過濾），除去雜物。

（3）柴油機啟動前，要加足冷卻水。水溫大于60 ℃時，才允許全負荷運轉。在向熱柴油機加水時要緩慢，不要驟加冷水，否則會使零件應力集中，使零件產生裂紋等。

（4）在冬天結冰季節，每天使用完后，要放出冷卻水，以免夜晚冷卻水結冰膨脹，凍裂缸體或缸蓋。為防止冷卻水結冰，可加防凍液。

（5）不要堵塞水泵的泄水孔。及時清除散熱器內的雜物、水垢等，以免影響散熱性能。風扇皮帶要經常檢查，保持松緊合適。過松使水泵供水量不足，影響冷卻性能。過緊會加速水泵軸承磨損和三角皮帶的過早損壞。

（6）發現冷卻系有漏水和零件損壞時，要及時修理。在使用中冷卻系的主要故障是：①水溫過高。原因：冷卻水不足，風扇皮帶過松，水垢過厚，保溫簾或百葉窗使用不當，風扇葉片裝反，柴油機長期超負荷工作等;節溫器工作不正常（主閥不能打開），散熱器堵塞等也會使冷卻水溫度升高;柴油機供油時間過晚，配氣定時齒輪安裝不正確，氣門遲開、晚閉等，傳給冷卻系熱量增多使水溫升高。②漏水。漏水的主要原因是水泵的水封損壞，散熱器管破裂，連接接頭密封不嚴，阻水圈破壞，以及各接合面密封不良等。

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