柴油發電機組冷卻系統過熱和過冷運行的影響
發布時間：2023-11-09 點擊：208
故障檢修與技術維護
柴油發電機組冷卻系統過熱和過冷運行的影響
柴油發電機冷卻系技術狀態的惡化，會直接影響柴油發電機的正常運轉。技術狀態惡化主要表現在冷卻系內結水垢使容積變小，水的循環阻力加大，同時水垢導熱能力變差，以致散熱效果下降，機溫偏高，加速水垢的形成。康明斯公司在本文中，介紹了柴油發電機冷卻系統的主要數據、過冷和過熱運行的影響以及維護保養措施。
圖1 冷卻系統使用注意事項
一、冷卻系統的主要數據
1、風扇護風罩
發動機散熱用的風扇包括護風罩、電機和風葉組件等組成，其中風葉組件包括風葉和輪轂，風葉連接在輪轂的周圍，而電機通過安裝圈固定在護風罩中，電機轉軸的端部則與輪轂同軸連接。電機驅使輪轂帶著風葉轉動，可向發動機送風，促進發動機散熱。
（1）護風罩與風扇葉尖的徑向間隙應盡可能小，以保證風扇冷卻效率。當采用分開式護風罩時，風扇與護風罩無相對運行，其徑向間隙應不超過風扇直徑的1.5%，或者5 mm~10 mm;當采用整體式護風罩時，風扇與護風罩有相對運動，其徑向間隙也不應超過風扇直徑的2.5%，或者15 mm~20mm。
（2）風扇伸入護風罩的軸向位置，與進氣效率有很大關系，對于吸風式風扇，風扇葉片的投影寬度應伸入護風罩內2/3為宜。
（3）在安裝護風罩時必須注意，護風罩與散熱器之間不得有縫隙，應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 柴油發電機散熱器護風圈及風扇輪轂
2、空氣中冷系統
（1）中冷器的額定質量流量一般按發動機標定工況進氣流量的1.1倍來確定；在額定流量下中冷器的壓力降應不超過12.8kpa.
（2）中冷器應具有足夠的散熱面積，中冷器的出口溫度相對于環境溫度的溫升，一般不允許超過30°c；c.中冷器和水箱散熱器不能互相遮擋芯部。
（3）中冷器和聯結管路的清潔度非常重要，整個中冷系統所有零件所含雜質的總和不得超過90mg，且雜質顆粒最大不得超過1.6um。
1-膨脹水箱 2-中冷器出氣口 3-進氣歧管溫度傳感器 4-進氣歧管壓力傳感器 5-中冷器海水出水口 6-空氣濾清器 7-中冷器進氣口 8-中冷器殼體 9-sae1號飛輪殼 10-曲軸轉速傳感器11-機油壓力傳感器 12-中冷器海水進水口 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 康明斯柴油機中冷器位置圖
二、冷卻系統不正確運行
冷卻水溫不適時會造成發動機低溫運轉或過熱；水質不良將引起水垢、腐蝕及氣蝕；冷卻水內漏、水質不良均會引起故障。
1、過冷運轉
發動機在水溫低于65℃c下運行叫做冷運轉。發動機未曾充分運轉使水溫達到肯定程度就會開頭工作，或者當節溫器開啟溫度過低時，冷卻水過早進入大循環，都會引起過冷運轉。當汽缸壁溫度從80℃降至50℃時，缸套的磨損增加約5倍。而在汽缸壁溫度達到80~85℃時，磨損量明顯降低。水溫過低，柴油在燃燒室溫升較慢，滯燃期長，燃燒過程惡化，發動機運轉不良。
低溫運轉的主要緣由是節溫器失效。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明節溫器工作不正常。
（2）檢查散熱器水溫，把數字式溫度計的傳感器插入水箱，測量上水室與水溫表讀數（發運機水套溫度）并作較水溫升到68~72℃以前，發動機啟動不久，散熱器的水溫就和水套的水溫一同上升，表明節溫器不良。
（3）拆檢節溫器，確認故障。將節溫器放在熱水中，檢查節溫器閥門開啟和完全開啟的溫度是否符合修理手冊的規定。節溫器失效應準時更換，否則會縮短發動機的使用壽命。
2、過熱運轉
為使發動機處于熱平衡狀態，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℃。發動機水溫超過95℃運行叫做過熱運轉。
（1）水溫過高的運行作業中，應留意水溫表和變矩器油溫表讀數。發覺發動機過熱運轉應停止作業，讓發動機轉速降到中速（1000~1100r/min）。切勿在過熱時直接加冷卻水。溫度高達400~500℃的缸蓋在急劇降溫時簡單發生熱裂。熱機停車前應讓發動機盒速幾分鐘，以防止高溫的活塞和其它零件的油膜結膠與焦化。
（2）過熱運轉時易引起的故障有∶
○充氣系數下降，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、活塞環等受熱零件熱應力增大，常產生熱裂。
○破壞滑動協作的正常間隙，稀釋油膜，造成活塞拉缸。
○燒壞缸套的防水膠圈。
○機油早期劣化變質，造成潤滑不良，簡單燒瓦。
三、冷卻系統的維護
1、檢查冷卻液
（1）在清洗冷卻系時，如果發動機是熱的狀態，不要直接打開散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。待發動機冷卻后，再用抹布裹著打開散熱器蓋，如果散熱器內還有殘余壓力，打開時會聽到排氣的聲音，應注意防護。
（2）如果冷卻液不足，應補充開水到溢出為止，盡量避免加生水。如果冷卻液變得污濁或充滿水垢，應將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系。
2、清洗冷卻系
（1）簡單清洗
洗滌時，應放凈舊冷卻液，將發動機冷卻系加滿清潔水，起動發動機運轉5min后放出，放出的水若比較污濁，應重復上述步驟直至水清為止。
（2）徹底清洗
當發動機散熱性能不好、發動機冷卻系水垢過多時，可使用專用的散熱器清洗劑進行清洗。
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圖1 冷卻系統使用注意事項
一、冷卻系統的主要數據
1、風扇護風罩
發動機散熱用的風扇包括護風罩、電機和風葉組件等組成，其中風葉組件包括風葉和輪轂，風葉連接在輪轂的周圍，而電機通過安裝圈固定在護風罩中，電機轉軸的端部則與輪轂同軸連接。電機驅使輪轂帶著風葉轉動，可向發動機送風，促進發動機散熱。
（1）護風罩與風扇葉尖的徑向間隙應盡可能小，以保證風扇冷卻效率。當采用分開式護風罩時，風扇與護風罩無相對運行，其徑向間隙應不超過風扇直徑的1.5%，或者5 mm~10 mm;當采用整體式護風罩時，風扇與護風罩有相對運動，其徑向間隙也不應超過風扇直徑的2.5%，或者15 mm~20mm。
（2）風扇伸入護風罩的軸向位置，與進氣效率有很大關系，對于吸風式風扇，風扇葉片的投影寬度應伸入護風罩內2/3為宜。
（3）在安裝護風罩時必須注意，護風罩與散熱器之間不得有縫隙，應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 柴油發電機散熱器護風圈及風扇輪轂
2、空氣中冷系統
（1）中冷器的額定質量流量一般按發動機標定工況進氣流量的1.1倍來確定；在額定流量下中冷器的壓力降應不超過12.8kpa.
（2）中冷器應具有足夠的散熱面積，中冷器的出口溫度相對于環境溫度的溫升，一般不允許超過30°c；c.中冷器和水箱散熱器不能互相遮擋芯部。
（3）中冷器和聯結管路的清潔度非常重要，整個中冷系統所有零件所含雜質的總和不得超過90mg，且雜質顆粒最大不得超過1.6um。
1-膨脹水箱 2-中冷器出氣口 3-進氣歧管溫度傳感器 4-進氣歧管壓力傳感器 5-中冷器海水出水口 6-空氣濾清器 7-中冷器進氣口 8-中冷器殼體 9-sae1號飛輪殼 10-曲軸轉速傳感器11-機油壓力傳感器 12-中冷器海水進水口 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 康明斯柴油機中冷器位置圖
二、冷卻系統不正確運行
冷卻水溫不適時會造成發動機低溫運轉或過熱；水質不良將引起水垢、腐蝕及氣蝕；冷卻水內漏、水質不良均會引起故障。
1、過冷運轉
發動機在水溫低于65℃c下運行叫做冷運轉。發動機未曾充分運轉使水溫達到肯定程度就會開頭工作，或者當節溫器開啟溫度過低時，冷卻水過早進入大循環，都會引起過冷運轉。當汽缸壁溫度從80℃降至50℃時，缸套的磨損增加約5倍。而在汽缸壁溫度達到80~85℃時，磨損量明顯降低。水溫過低，柴油在燃燒室溫升較慢，滯燃期長，燃燒過程惡化，發動機運轉不良。
低溫運轉的主要緣由是節溫器失效。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明節溫器工作不正常。
（2）檢查散熱器水溫，把數字式溫度計的傳感器插入水箱，測量上水室與水溫表讀數（發運機水套溫度）并作較水溫升到68~72℃以前，發動機啟動不久，散熱器的水溫就和水套的水溫一同上升，表明節溫器不良。
（3）拆檢節溫器，確認故障。將節溫器放在熱水中，檢查節溫器閥門開啟和完全開啟的溫度是否符合修理手冊的規定。節溫器失效應準時更換，否則會縮短發動機的使用壽命。
2、過熱運轉
為使發動機處于熱平衡狀態，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℃。發動機水溫超過95℃運行叫做過熱運轉。
（1）水溫過高的運行作業中，應留意水溫表和變矩器油溫表讀數。發覺發動機過熱運轉應停止作業，讓發動機轉速降到中速（1000~1100r/min）。切勿在過熱時直接加冷卻水。溫度高達400~500℃的缸蓋在急劇降溫時簡單發生熱裂。熱機停車前應讓發動機盒速幾分鐘，以防止高溫的活塞和其它零件的油膜結膠與焦化。
（2）過熱運轉時易引起的故障有∶
○充氣系數下降，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、活塞環等受熱零件熱應力增大，常產生熱裂。
○破壞滑動協作的正常間隙，稀釋油膜，造成活塞拉缸。
○燒壞缸套的防水膠圈。
○機油早期劣化變質，造成潤滑不良，簡單燒瓦。
三、冷卻系統的維護
1、檢查冷卻液
（1）在清洗冷卻系時，如果發動機是熱的狀態，不要直接打開散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。待發動機冷卻后，再用抹布裹著打開散熱器蓋，如果散熱器內還有殘余壓力，打開時會聽到排氣的聲音，應注意防護。
（2）如果冷卻液不足，應補充開水到溢出為止，盡量避免加生水。如果冷卻液變得污濁或充滿水垢，應將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系。
2、清洗冷卻系
（1）簡單清洗
洗滌時，應放凈舊冷卻液，將發動機冷卻系加滿清潔水，起動發動機運轉5min后放出，放出的水若比較污濁，應重復上述步驟直至水清為止。
（2）徹底清洗
當發動機散熱性能不好、發動機冷卻系水垢過多時，可使用專用的散熱器清洗劑進行清洗。
應急柴油發電機組選購過程中需要注意哪些事項？
康明斯無刷充電發電機的使用維護
同步發電機的電樞反應
美國EPA環保署的柴油發電機排放法規
如何讓柴油發電機壽命延長至十年？
這5個方法可修復柴油發電機氣缸體與氣缸蓋裂紋，你知道嗎？
玉柴柴油發電機組的幾個保養小技巧
如何正確啟動及運行東風康明斯柴油發電機組？