XE900D 礦用挖掘機冷卻系統常見故障解析

李主瑞

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

XE900D 是徐工集團生產的一款大型礦用挖掘機，冷卻系統是該機的重要系統，冷卻系統正常工作是設備運行最基本的保證。XE900D 兩大主要冷卻系統是發動機冷卻系統和液壓油冷卻系統，此外還有進氣冷卻（中冷）和空調冷卻系統等。其中，發動機冷卻系統尤為重要，本文主要介紹發動機冷卻系統的故障診斷。

1 發動機冷卻系統故障分析

冷卻系統的作用是保證發動機在適宜溫度下連續正常工作，保證發動機最有效運行。發動機冷卻系統發生故障時，發動機會過熱或過冷，導致發動機出現功率下降、油耗增加或者工作不平穩等現象，加重發動機的磨損。嚴重時導致運轉部位燒結、拉缸，更嚴重的則直接導致發動機曲軸、凸輪軸、活塞、連桿缸體等重要零部件損壞，以至整個發動機報廢。分析發動機冷卻系統故障可以從兩方面著手，檢測冷卻水的溫度和流量。發動機水溫主要與冷卻水的循環過程、散熱狀態和混合氣燃燒情況有關。冷卻液流量主要與冷卻系統的泄漏阻塞和冷卻水泵的性能有關。冷卻水泵是提供冷卻液在系統里流動的動力源，兩者相輔相成，互相影響。透過現象看本質、循序漸進、從易到難、從簡單到復雜地排查故障原因。發動機在正常工況下，氣缸內燃料燃燒的溫度可達1700～2500 ℃，氣缸蓋、缸套、活塞和氣門等與高溫氣體直接接觸的零部件溫度隨之升高，此時就需要使用冷卻系統，保證發動機在適宜溫度下運行。

2 冷卻系統常見故障處理實例

2.1 水溫過低

故障現象：發動機冷機啟動后水溫升高緩慢或者持續工作中水溫明顯低于正常值。故障原因及排除方法如下。

（1）發動機機油過多，潤滑油過量，直接導致發動機運轉阻力加大，功率下降，潤滑油溫度升高慢，直接影響水溫。可直接排出過多的潤滑油，一般在油標尺上下刻線之間即可。還要考慮機器的完好情況和工作環境，適當添加。

（2）節溫器失效。節溫器的功用就是自動調節進入散熱器的水量，即控制大小循環。當節溫器處于關閉狀態，冷卻液在發動機內部水道的循環叫小循環，當節溫器處于打開狀態，冷卻液流經散熱器的循環叫大循環。顧名思義，當節溫器故障，不能正常關閉時，冷卻液就隨時保持在大循環狀態下，直接導致冷車啟動狀態下水溫升高緩慢。檢查節溫器是否正常，最直接的方法是拆下節溫器，放到一個可加熱的容器中，往容器中加入適量水，沒過節溫器即可。然后通過加溫，測量隨著溫度升高節溫器的開度變化，與其出廠數據進行對比即可。

（3）冷卻風扇電磁閥故障。該機型冷卻風扇的啟停，是通過電磁閥控制風扇驅動馬達油路的通、斷來實現的。當電磁閥卡在打開位置時，扇熱風扇會長時間運轉，造成過度冷卻。可清洗閥芯，更換新閥。故障判斷也很直觀，即冷啟動或者正常工作狀態下，冷卻風扇始終運轉。

有時水溫傳感器故障，以及其他電器線路故障也可能出現水溫過低的故障顯示，但概率較小。有些機型百葉窗的開度對溫度的升降影響也很大。XE900D 百葉窗的開度都是固定不可調，就該機型而言，在日常檢查維護過程中注意清潔百葉窗上的防蟲網即可。

2.2 水溫過高

故障現象：冷卻水溫度持續升高，超過95 ℃甚至發動機“開鍋”。故障原因及排除方法如下。

（1）冷卻液不足。發動機出現水溫高，首先要考慮冷卻水是否充足，直接通過觀察口觀察，按需添加即可。

（2）冷卻水流量不足。檢查水箱各連接接口，所有水管有無老化、龜裂、銹蝕和滲漏等情況。若有，則緊固或者更換。發動機皮帶過松，可調整張緊輪，若老化或者磨損嚴重，則直接更換，保證水泵傳動效率。

（3）散熱器堵塞。散熱器是冷卻系統的主體，它的功用就是將來自發動機的水熱散發到空氣中，實現冷卻目的。散熱器堵塞一般分為兩種情況：①散熱器內部水道堵塞，直接導致流經散熱器的水流減小，散熱能力大大降低，造成溫度升高。可清洗散熱器，嚴重的直接更換；②散熱器外部堵塞，例如，泥漿、小昆蟲或其他異物堵塞散熱器進氣道，導致流經散熱器的空氣量減小，降低散熱效率，導致溫度升高。此故障通過肉眼觀察就能直接判斷，通過外部清理、清洗即可排除，若散熱片變形堵塞嚴重，應直接更換。

（4）水泵損壞。水泵是冷卻水循環的動力源，它強制冷卻水在冷卻系統中循環流動，是冷卻系統的核心。水泵損壞，則冷卻水失去通過流經散熱器進行熱分散的能力，水溫自然升高。此故障的診斷也很直觀，觀察外觀是否磨損晃動嚴重，是否連接穩定可靠，握住水箱上水管，感覺是否有來自管內水流流經產生的壓力。也可直接打開水箱蓋，觀察是否有水流的翻涌來判斷。故障判定后，按需修復或者更換水泵就可排除。

（5）節溫器失效。節溫器卡死不能正常打開時，相當于冷卻水只能在發動機機體的水道里進行小循環，不能通過散熱器進行大循環，散發熱量，直接導致水溫升高。檢測節溫器的方法如上所述。檢測有無大循環，同樣可以通過觸摸上水管感覺水流壓力，以及打開水箱蓋觀察有無循環水翻涌來判定。

（6）發動機內部水道受阻。發動機內部水道受阻具體是指由于長時間使用或者加入不干凈的冷卻液，造成氣缸蓋、氣缸體、水套和水路積垢甚至堵塞，導致發動機內熱交換面積大大減小，水流量受到限制，熱傳導效率達不到設計要求，因而水溫升高。清理系統內水垢，嚴重的需大修，或者更換缸體。

（7）阻水圈漏水。此故障一般原因有：①缸套阻水圈漏水，水會直接流到油底殼，機油油位明顯增高，油標尺上會有水珠，進入油底殼的水過多后，在熱機狀態下機油呈乳白色；②氣缸墊阻水圈漏水，水會流向燃燒室進行蒸發，通過白色蒸汽形式從排氣管排出，也可能通過燃燒室內的高壓空氣被壓向水道，導致水箱冒泡；③中冷阻水圈漏水，水會流向中冷器空氣道，從而流向發動機進氣道，嚴重的會充滿燃燒室，導致發動機憋死無法啟動，即嗆水。有時因長期使用或者有鑄造缺陷的發動機缸體和氣缸蓋上會出現裂紋，水會通過裂紋慢慢滲漏出來。在高溫情況下，滲漏出來的水直接被氣化，肉眼很難發現故障點，發動機也能正常工作，也就是說，即使發現冷卻液慢慢減少，可又找不到明顯的滲漏點。這種情況下就要先給機體外部進行清潔，徹底冷機后再重啟發動機進行檢查。

（8）風扇泵及風扇馬達故障。相對其他機型，XE900D 機型的冷卻風扇，包括液壓油冷卻風扇都是由液壓泵驅動。因此泵和馬達的工作狀態也會直接影響散熱效果。風扇泵的檢測，可直接用壓力表檢測泵送系統壓力，與出廠額定壓力對比得出。馬達故障常見為機械磨損導致的內泄故障。泵和馬達的故障直接導致風扇轉速過低，吸風量減小，散熱器散熱效率降低，引起系統溫度升高。診斷出故障部位后，根據具體需要，維修或者更換。

（9）風扇葉片損壞。風扇葉片由于長時間處于高速旋轉狀態，葉片容易出現松動、脫落、斷裂等，造成吸風能力大大降低，散熱器不能進行充分熱交換，故系統溫度升高。此故障通過肉眼觀察就可直接得出，根據需要緊固或者直接更換葉片。

（10）水溫表水溫傳感器及風扇電磁閥故障。電磁閥的故障通常表現為閥打不開或者開啟緩慢、發卡等，一般拆下閥芯檢查就可判斷排除。水溫表及水溫傳感器的故障則可直接通過萬用表檢測來判斷，直接更換故障零部件即可。此外，也可使用紅外測溫槍直接測量水箱及散熱器，給故障判定提供更直接的依據。

2.3 冷卻液竄入機油

故障現象：打開水箱蓋，可以看到冷卻液表面漂浮著一層機油，內壁上掛有油珠，冷機狀態下觀察更明顯。

發現該故障，必須立即停機處理。故障原因多為發動機機油散熱器連接墊損壞、螺絲松動或者散熱器本身因冷卻液長期浸泡腐蝕滲漏造成。由于機油冷卻系統的壓力高于冷卻水的壓力，故機油被壓入冷卻水中。隨著循環水流到水箱后，由于機油密度低于冷卻液，因此漂浮到冷卻液表面。一般根據損壞情況，更換連接墊或者機油散熱器，然后按照力矩要求擰緊螺絲即可排除。注意，該故障排除后，必須清洗水循環系統，排出系統回路中的所有油污。

XE900D 液壓油冷卻系統和發動機冷卻系統共同由一個泵驅動。較之發動機冷卻系統的故障，液壓油冷卻系統的故障簡單、直接。故障排除主要側重于散熱器和驅動馬達的檢查，以及液壓系統的運行情況來綜合判斷。另外，冷卻系統故障的診斷也要充分考慮現場氣候環境和機械負載的影響。長期滿負載或者超負載運行，同樣會導致系統溫度升高，這種情況下應當給設備降負荷，保持發動機怠速運轉。待系統溫度下降到正常值后再繼續工作，這樣能更好保護設備，延長使用壽命，提高綜合利用率。為充分發揮設備的使用性能，延長設備使用壽命，設備運行中必須保持適宜溫度，掌握好冷卻系統工作原理。