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摘要 介绍了柴油机冷却系统的功能与工作原理，对冷却系统的常见故障进行分析，包括水温过高、漏水等，总结了故障原因与排除方法，并提出了冷却系统日常使用维护方法，以期为保障柴油机冷却系统的正常工作提供参考。
关键词 柴油机；冷却系统；常见故障；使用维护
中图分类号 TK428 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2014）17-0220-02
柴油机工作时温度过高或过低都会影响内部各相对运动的零件寿命，降低动力性和经济性，因此柴油机各相对运动的零件必须在最适宜的温度下工作[1-3]。现对柴油机冷却系统常见故障与使用维护进行总结。
1 冷却系统的功能与工作原理
1.1 冷却系统的功能
柴油机工作时，气缸内燃气温度非常高，温度可达2 027 ℃左右，与之接触的零件受到高热影响，如不及时适当的冷却，零件会因高温失去或改变配合间隙，或失去润滑而不能工作。因此，柴油机冷却系统的主要功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发到大气中，保证柴油机在最适宜的温度下工作。如冷却强度不够，则柴油机充气不足，功率下降；此外，机油粘度降低并易老化变质，润滑状况变差，加剧零件磨损；有些情况下，个别零件将因温度过高、强度下降而损坏，酿成事故。相反，如冷却温度过低，也会导致热损失增大，可燃混合气不能很好地形成和燃烧，柴油机工作状态不良，动力性和经济性就会降低；机油粘度增大，导致磨擦力增加，动力性和经济性又会进一步降低。
1.2 冷却系统的型式及工作原理
柴油机按冷却方法不同分为风冷和水冷2种型式。一是风冷。用空气作为冷却媒介，将受热零件的部分热量散发出去，并使温度保持在正常运转水平的冷却系，这种冷却型式结构简单，内燃机重量轻，故障少，启动快，使用维护方便，适用于严寒、缺水地区和小功率柴油机上。缺点是驱动风扇消耗功率较大，噪声大。二是水冷。用水作直接冷却媒介将热量带出散发到大气中。其效果较风冷好，控制冷却强度较方便，起动时便于用热水预热，运动噪声小，但结构较复杂，在高寒地区有冻坏缸体的可能。目前大多采用这种型式。按冷却水循环方法不同分为蒸发式和循环式2种。目前，单缸柴油机常采用蒸发式，这种型式气缸体水套和缸盖水套与水箱直接相通，水箱口敞开通大气，加水口内有浮子可指示水位，水套最下部有放水阀。柴油机刚工作时温度较低，系统中的水吸收热量对流升温。柴油机工作一段时间后，水温升高达到沸腾并蒸发。由于水变为蒸汽时吸收大量热量并随蒸汽散发到大气中，柴油机得到冷却。这种冷却型式构造简单，存在耗水量大、加水频繁的缺点，小型柴油机常使用。另一种就是强制循环式水冷，目前拖拉机发动机上用得最多的就是此水冷却系。它由水箱、风扇、水套、配水管和水泵等组成。水箱和柴油机水套用气缸盖出水管和水泵进水管连通。气缸盖出水管和回水管之间装有节温器，水泵进水管与配水管之间装有水泵。水温表装于靠近出水管处。常用的强制循环式是利用水泵强制的将水箱下部温度较低的水在水套和散热器之间循环，其特点是工作可靠，冷却水循环迅速，散热能力强，需水量较少，适用于大、中型柴油机。为了控制散热器散热速度，一般设有水温调节装置，使发动机在不同的使用条件下都能迅速达到并保持正常的工作温度[4-5]。
2 冷却系统常见故障
2.1 水温过高
故障现象：柴油机工作一段时间后水箱中的水就“开锅”，冷却水消耗快，甚至出现排气管冒黑烟、发动机无力等现象。这时应减小油门，以低速运转，待水温降低后，停机检查，不能立即熄灭或立即加注冷水，以防造成爆缸或裂缸。
故障原因及排除方法：缺水造成，应加足冷却水；风扇皮带过松，应调整风扇V带张紧度，必要时进行更换；水泵叶轮损坏，端面磨损过甚或不转，应修理或更换水泵；水箱及水道内水垢过多，散热不良，应清除水垢并清洗冷却系统；水温表或水温传感器失灵，应检查并更换水温表或传感器；节温器失灵，应更换节温器；保温帘或百叶窗使用不当或操纵不灵，应检修；散热器风道堵塞，应清洗干净；供油时间过迟，应调整供油时间；润滑油不足或太脏，应添加或更换润滑油；气门间隙过小，应调整间隙；气门密封性差、漏气，应研磨或更换气门；柴油机超负荷工作，应减轻负荷[6-7]。
2.2 漏水
故障现象：冷却水消耗过快，发动机过热。
故障原因及排除方法：胶管老化、破裂或金属管受腐蚀损坏，应检修或更换；散热器芯管破裂或下水室腐蚀，检修后应焊接好；水泵水封、缸套阻水圈损坏，应更换密封圈；气缸垫烧蚀，应更换缸垫；气缸盖与机体结合面不平，应修平后重新装配；气缸盖或缸体水套破裂，应修理或更换。
3 冷却系统的使用维护
冷却系统应使用干净的软水（通常经过沉淀的雨、雪水及以其为水源的自来水均为软水，井、河、泉水及以其为水源的自来水属于硬水）。冷却系统使用硬水会形成质硬、难以去除又不易传热的水垢，水垢积累过多会导致水温过高和受热零件散热慢，而水套内水垢如果各处厚度不均匀还会因热应力过大而产生裂纹。脱落的水垢易堵塞水道，严重影响冷却水的正常循环。因此，柴油机用的冷却水最好经过软化处理，常用煮沸的方法进行软化，坚持使用干净的软水。冬季气温较低时启动柴油机，应用热水预温，切忌无水启动[8-9]。寒冷季节需长时间停车时，应待水温降至50～60 ℃后放净全部冷却水。柴油机使用一定时间后，应清除水垢，清洗冷却系统，可按750～800 g烧碱、150 g煤油和10 L水的比例配成的清洗剂进行清洗。
4 参考文献
[1] 刘道春.柴油机冷却系统常见故障的诊断（一）[J].山东农机化，2009（2）：24.
[2] 黄新光，陈士城.柴油机冷却系统故障的排除[J].现代农业科技，2009（12）：317-319.
[3] 吴官周，徐留常，金花.机保车柴油机机体温度过高的故障原因分析及排除方法[J].内燃机，2009（4）：60-62.
[4] 程家胜，侯彪，赖亚辉.12VE230ZC型柴油机淡水温度过高的故障分析与排除[J].内燃机，2013（4）：60-62.
[5] 付海燕，丁技峰，张维彪.一种柴油机故障分析方法[J].现代制造工程，2014（3）：136-139.
[6] 王玉莲.柴油机散热器常见故障检修[J].农机使用与维修，2014（5）：71.
[7] 张国征，刘艳利.某柴油机过热故障分析[J].小型内燃机与摩托车，2012（4）：88-90.
[8] 刘智.东风型机车柴油机冷却系统故障导致卸载的分析与处理[J].内燃机，2011（4）：60-62.
[9] 陈显武.柴油机冷却系统故障诊断[J].河北农业科学，2007（3）：105-106.
关键词 柴油机；冷却系统；常见故障；使用维护
中图分类号 TK428 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2014）17-0220-02
柴油机工作时温度过高或过低都会影响内部各相对运动的零件寿命，降低动力性和经济性，因此柴油机各相对运动的零件必须在最适宜的温度下工作[1-3]。现对柴油机冷却系统常见故障与使用维护进行总结。
1 冷却系统的功能与工作原理
1.1 冷却系统的功能
柴油机工作时，气缸内燃气温度非常高，温度可达2 027 ℃左右，与之接触的零件受到高热影响，如不及时适当的冷却，零件会因高温失去或改变配合间隙，或失去润滑而不能工作。因此，柴油机冷却系统的主要功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发到大气中，保证柴油机在最适宜的温度下工作。如冷却强度不够，则柴油机充气不足，功率下降；此外，机油粘度降低并易老化变质，润滑状况变差，加剧零件磨损；有些情况下，个别零件将因温度过高、强度下降而损坏，酿成事故。相反，如冷却温度过低，也会导致热损失增大，可燃混合气不能很好地形成和燃烧，柴油机工作状态不良，动力性和经济性就会降低；机油粘度增大，导致磨擦力增加，动力性和经济性又会进一步降低。
1.2 冷却系统的型式及工作原理
柴油机按冷却方法不同分为风冷和水冷2种型式。一是风冷。用空气作为冷却媒介，将受热零件的部分热量散发出去，并使温度保持在正常运转水平的冷却系，这种冷却型式结构简单，内燃机重量轻，故障少，启动快，使用维护方便，适用于严寒、缺水地区和小功率柴油机上。缺点是驱动风扇消耗功率较大，噪声大。二是水冷。用水作直接冷却媒介将热量带出散发到大气中。其效果较风冷好，控制冷却强度较方便，起动时便于用热水预热，运动噪声小，但结构较复杂，在高寒地区有冻坏缸体的可能。目前大多采用这种型式。按冷却水循环方法不同分为蒸发式和循环式2种。目前，单缸柴油机常采用蒸发式，这种型式气缸体水套和缸盖水套与水箱直接相通，水箱口敞开通大气，加水口内有浮子可指示水位，水套最下部有放水阀。柴油机刚工作时温度较低，系统中的水吸收热量对流升温。柴油机工作一段时间后，水温升高达到沸腾并蒸发。由于水变为蒸汽时吸收大量热量并随蒸汽散发到大气中，柴油机得到冷却。这种冷却型式构造简单，存在耗水量大、加水频繁的缺点，小型柴油机常使用。另一种就是强制循环式水冷，目前拖拉机发动机上用得最多的就是此水冷却系。它由水箱、风扇、水套、配水管和水泵等组成。水箱和柴油机水套用气缸盖出水管和水泵进水管连通。气缸盖出水管和回水管之间装有节温器，水泵进水管与配水管之间装有水泵。水温表装于靠近出水管处。常用的强制循环式是利用水泵强制的将水箱下部温度较低的水在水套和散热器之间循环，其特点是工作可靠，冷却水循环迅速，散热能力强，需水量较少，适用于大、中型柴油机。为了控制散热器散热速度，一般设有水温调节装置，使发动机在不同的使用条件下都能迅速达到并保持正常的工作温度[4-5]。
2 冷却系统常见故障
2.1 水温过高
故障现象：柴油机工作一段时间后水箱中的水就“开锅”，冷却水消耗快，甚至出现排气管冒黑烟、发动机无力等现象。这时应减小油门，以低速运转，待水温降低后，停机检查，不能立即熄灭或立即加注冷水，以防造成爆缸或裂缸。
故障原因及排除方法：缺水造成，应加足冷却水；风扇皮带过松，应调整风扇V带张紧度，必要时进行更换；水泵叶轮损坏，端面磨损过甚或不转，应修理或更换水泵；水箱及水道内水垢过多，散热不良，应清除水垢并清洗冷却系统；水温表或水温传感器失灵，应检查并更换水温表或传感器；节温器失灵，应更换节温器；保温帘或百叶窗使用不当或操纵不灵，应检修；散热器风道堵塞，应清洗干净；供油时间过迟，应调整供油时间；润滑油不足或太脏，应添加或更换润滑油；气门间隙过小，应调整间隙；气门密封性差、漏气，应研磨或更换气门；柴油机超负荷工作，应减轻负荷[6-7]。
2.2 漏水
故障现象：冷却水消耗过快，发动机过热。
故障原因及排除方法：胶管老化、破裂或金属管受腐蚀损坏，应检修或更换；散热器芯管破裂或下水室腐蚀，检修后应焊接好；水泵水封、缸套阻水圈损坏，应更换密封圈；气缸垫烧蚀，应更换缸垫；气缸盖与机体结合面不平，应修平后重新装配；气缸盖或缸体水套破裂，应修理或更换。
3 冷却系统的使用维护
冷却系统应使用干净的软水（通常经过沉淀的雨、雪水及以其为水源的自来水均为软水，井、河、泉水及以其为水源的自来水属于硬水）。冷却系统使用硬水会形成质硬、难以去除又不易传热的水垢，水垢积累过多会导致水温过高和受热零件散热慢，而水套内水垢如果各处厚度不均匀还会因热应力过大而产生裂纹。脱落的水垢易堵塞水道，严重影响冷却水的正常循环。因此，柴油机用的冷却水最好经过软化处理，常用煮沸的方法进行软化，坚持使用干净的软水。冬季气温较低时启动柴油机，应用热水预温，切忌无水启动[8-9]。寒冷季节需长时间停车时，应待水温降至50～60 ℃后放净全部冷却水。柴油机使用一定时间后，应清除水垢，清洗冷却系统，可按750～800 g烧碱、150 g煤油和10 L水的比例配成的清洗剂进行清洗。
4 参考文献
[1] 刘道春.柴油机冷却系统常见故障的诊断（一）[J].山东农机化，2009（2）：24.
[2] 黄新光，陈士城.柴油机冷却系统故障的排除[J].现代农业科技，2009（12）：317-319.
[3] 吴官周，徐留常，金花.机保车柴油机机体温度过高的故障原因分析及排除方法[J].内燃机，2009（4）：60-62.
[4] 程家胜，侯彪，赖亚辉.12VE230ZC型柴油机淡水温度过高的故障分析与排除[J].内燃机，2013（4）：60-62.
[5] 付海燕，丁技峰，张维彪.一种柴油机故障分析方法[J].现代制造工程，2014（3）：136-139.
[6] 王玉莲.柴油机散热器常见故障检修[J].农机使用与维修，2014（5）：71.
[7] 张国征，刘艳利.某柴油机过热故障分析[J].小型内燃机与摩托车，2012（4）：88-90.
[8] 刘智.东风型机车柴油机冷却系统故障导致卸载的分析与处理[J].内燃机，2011（4）：60-62.
[9] 陈显武.柴油机冷却系统故障诊断[J].河北农业科学，2007（3）：105-106.