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故障檢修與技術(shù)維護(hù) |
柴油發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)過熱和過冷運(yùn)行的影響 |
摘要：柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)的惡化，會直接影響柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。技術(shù)狀態(tài)惡化主要表現(xiàn)在冷卻系統(tǒng)內(nèi)結(jié)水垢使容積變小，水的循環(huán)阻力加大，同時水垢導(dǎo)熱能力變差，以致水箱散熱效果下降，機(jī)溫偏高，加速散熱器水垢的形成?？得魉构驹诒疚闹校榻B了柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)、過冷（溫度低）和過熱（溫度高）運(yùn)行的影響以及維護(hù)保養(yǎng)措施。
一、冷卻系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)
1、風(fēng)扇護(hù)風(fēng)罩
柴油發(fā)電機(jī)散熱用的風(fēng)扇包括護(hù)風(fēng)罩、電機(jī)和風(fēng)葉組件等組成，其中風(fēng)葉組件包括風(fēng)葉和輪轂，如圖1所示。風(fēng)葉連接在輪轂的周圍，而電機(jī)通過安裝圈固定在護(hù)風(fēng)罩中，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的端部則與輪轂同軸連接。電機(jī)驅(qū)使輪轂帶著風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，可向柴油發(fā)電機(jī)送風(fēng)，促進(jìn)柴油發(fā)電機(jī)散熱。
（1）護(hù)風(fēng)罩與風(fēng)扇葉尖的徑向間隙應(yīng)盡可能小，以保證風(fēng)扇冷卻效率。當(dāng)采用分開式護(hù)風(fēng)罩時，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩無相對運(yùn)行，其徑向間隙應(yīng)不超過風(fēng)扇直徑的1.5%，或者5 mm~10 mm;當(dāng)采用整體式護(hù)風(fēng)罩時，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩有相對運(yùn)動，其徑向間隙也不應(yīng)超過風(fēng)扇直徑的2.5%，或者15 mm~20mm。
（2）風(fēng)扇伸入護(hù)風(fēng)罩的軸向位置，與進(jìn)氣效率有很大關(guān)系，對于吸風(fēng)式風(fēng)扇，風(fēng)扇葉片的投影寬度應(yīng)伸入護(hù)風(fēng)罩內(nèi)2/3為宜。
（3）在安裝護(hù)風(fēng)罩時必須注意，護(hù)風(fēng)罩與散熱器之間不得有縫隙，應(yīng)采用橡膠或泡沫塑料墊加以密封，以保證冷卻效率不降低。
2、空氣中冷系統(tǒng)
（1）中冷器位置如圖2所示，中冷器的額定質(zhì)量流量一般按柴油發(fā)電機(jī)標(biāo)定工況進(jìn)氣流量的1.1倍來確定；在額定流量下中冷器的壓力降應(yīng)不超過12.8kPa。
（2）中冷器應(yīng)具有足夠的散熱面積，中冷器的出口溫度相對于環(huán)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(lián)結(jié)管路的清潔度非常重要，整個中冷系統(tǒng)所有零件所含雜質(zhì)的總和不得超過90mg，且雜質(zhì)顆粒最大不得超過1.6um。
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)散熱器護(hù)風(fēng)圈及風(fēng)扇輪轂 |
圖2 康明斯柴油機(jī)中冷器位置圖 |
二、冷卻系統(tǒng)不良運(yùn)行
冷卻水溫不適時會造成柴油發(fā)電機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)或過熱；水質(zhì)不良將引起水垢、腐蝕及氣蝕；冷卻水內(nèi)漏、水質(zhì)不良均會引起故障。
1、過冷運(yùn)轉(zhuǎn)
柴油發(fā)電機(jī)在水溫低于65℃下運(yùn)行叫做冷運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油發(fā)電機(jī)未曾充分運(yùn)轉(zhuǎn)使水溫達(dá)到肯定程度就會開頭工作，或者當(dāng)節(jié)溫器開啟溫度過低時，冷卻水過早進(jìn)入大循環(huán)，都會引起過冷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)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(dá)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，柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良。低溫運(yùn)轉(zhuǎn)的主要緣由是節(jié)溫器失效，結(jié)構(gòu)如圖3所示。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(jié)溫器工作不正常。
（2）檢查散熱器水溫，把溫度計的傳感器插入水箱，測量上水室與水溫表讀數(shù)（發(fā)運(yùn)機(jī)水套溫度）并作較水溫升到68~72℃以前，柴油發(fā)電機(jī)啟動不久，散熱器的水溫就和水套的水溫一同上升，表明節(jié)溫器不良。
（3）拆檢節(jié)溫器，確認(rèn)故障。將節(jié)溫器放在熱水中，檢查節(jié)溫器閥門開啟和完全開啟的溫度是否符合修理手冊的規(guī)定，步驟如圖4所示。節(jié)溫器失效應(yīng)準(zhǔn)時更換，否則會縮短柴油發(fā)電機(jī)的使用壽命。
2、過熱運(yùn)轉(zhuǎn)
為使柴油發(fā)電機(jī)處于熱平衡狀態(tài)，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℃。柴油發(fā)電機(jī)水溫超過95℃運(yùn)行叫做過熱運(yùn)轉(zhuǎn)。
（1）水溫過高的運(yùn)行作業(yè)中，應(yīng)留意水溫表和變矩器油溫表讀數(shù)。發(fā)覺柴油發(fā)電機(jī)過熱運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)停止作業(yè)，讓柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降到中速（1000~1100r/min）。切勿在過熱時直接加冷卻水。溫度高達(dá)400~500℃的缸蓋在急劇降溫時簡單發(fā)生熱裂。熱機(jī)停車前應(yīng)讓柴油發(fā)電機(jī)盒速幾分鐘，以防止高溫的活塞和其它零件的油膜結(jié)膠與焦化。
（2）過熱運(yùn)轉(zhuǎn)時易引起的故障有∶
○ 充氣系數(shù)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(huán)等受熱零件熱應(yīng)力增大，常產(chǎn)生熱裂。
○ 破壞滑動協(xié)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(jī)油早期劣化變質(zhì)，造成潤滑不良，簡單燒瓦。
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圖3 蠟式節(jié)溫器結(jié)構(gòu)圖 |
圖4 節(jié)溫器良好性檢查方法 |
三、冷卻系統(tǒng)的維護(hù)與注意事項
1、冷卻系統(tǒng)使用注意事項（如圖5）
（1）應(yīng)經(jīng)常檢查水箱內(nèi)水量是否夠，不足時應(yīng)予以添加。切勿向因缺水而過熱的水箱中猛加大量冷水，否則會因驟冷，機(jī)體收縮不勻而引起缸蓋、缸體產(chǎn)生裂紋。
（2）冬季氣溫低，冷卻水易結(jié)冰，如果車輛停在戶外或冷庫，柴油機(jī)工作結(jié)束后，要把水箱和缸體中的水放凈，以防缸蓋、缸體等結(jié)冰凍裂。嚴(yán)冬時，不應(yīng)在停機(jī)后立即放水，應(yīng)待水溫降到40℃后再放水，防止冷空氣進(jìn)入機(jī)體，造成機(jī)體驟然收縮而破裂。也可加防凍液以省去放水的麻煩，且有利于保護(hù)冷卻系統(tǒng)。
（3）工作中應(yīng)經(jīng)常保持適宜的水溫（85℃～95℃）。定期檢查和調(diào)整風(fēng)扇皮帶緊度。皮帶過松會使皮帶打滑而引起風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢，使冷卻系統(tǒng)散熱不良而機(jī)體溫度過高，皮帶也易磨損，如果皮帶過緊，會使軸承受力過度而加速磨損。此外，還應(yīng)按保養(yǎng)要求潤滑風(fēng)扇和水泵的軸承。
（4）在長期使用中，散熱器芯管和水套的壁上會形成水垢，水垢的導(dǎo)熱性能極差，影響水的冷卻，需定期加以清除。
2、檢查冷卻液
（1）在清洗冷卻系統(tǒng)時，如果柴油發(fā)電機(jī)是熱的狀態(tài)，不要直接打開散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。待柴油發(fā)電機(jī)冷卻后，再用手套或抹布裹著打開散熱器蓋（如圖6所示），如果散熱器內(nèi)還有殘余壓力，打開時會聽到排氣的聲音，應(yīng)注意防護(hù)。
（2）如果冷卻液不足，應(yīng)補(bǔ)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(yīng)將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系統(tǒng)。
3、清洗冷卻系統(tǒng)
（1）簡單清洗
洗滌時，應(yīng)放凈舊冷卻液，將柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)加滿清潔水，起動柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)5min后放出，放出的水若比較污濁，應(yīng)重復(fù)上述步驟直至水清為止。
（2）徹底清洗
當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)散熱性能不好、柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)水垢過多時，可使用專用的散熱器清洗劑進(jìn)行清洗。
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圖5 冷卻系統(tǒng)使用注意事項 |
圖6 柴油機(jī)散熱水箱打開方法 |
總結(jié)：
為了避免柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)故障帶來的損害，我們需要定期檢查和維護(hù)冷卻系統(tǒng)。保持水泵、散熱器、恒溫器、冷卻液以及風(fēng)扇的正常工作狀態(tài)，定期更換老化的部件，可以有效地防止和解決冷卻系統(tǒng)故障。只有確保冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行，才能讓我們的發(fā)電機(jī)組更加安全和可靠。
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