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故障檢修與技術(shù)維護 |
柴油發(fā)電機組冷卻系統過(guò)熱和過(guò)冷運行的影響 |
摘要：柴油發(fā)電機冷卻系統技術(shù)狀態(tài)的惡化，會(huì )直接影響柴油發(fā)電機的正常運轉。技術(shù)狀態(tài)惡化主要表現在冷卻系統內結水垢使容積變小，水的循環(huán)阻力加大，同時(shí)水垢導熱能力變差，以致水箱散熱效果下降，機溫偏高，加速散熱器水垢的形成?？得魉构驹诒疚闹?，介紹了柴油發(fā)電機冷卻系統的主要數據、過(guò)冷（溫度低）和過(guò)熱（溫度高）運行的影響以及維護保養措施。
一、冷卻系統的主要數據
1、風(fēng)扇護風(fēng)罩
柴油發(fā)電機散熱用的風(fēng)扇包括護風(fēng)罩、電機和風(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?chē)?，而電機通過(guò)安裝圈固定在護風(fēng)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(zhù)風(fēng)葉轉動(dòng)，可向柴油發(fā)電機送風(fēng)，促進(jìn)柴油發(fā)電機散熱。
（1）護風(fēng)罩與風(fēng)扇葉尖的徑向間隙應盡可能小，以保證風(fēng)扇冷卻效率。當采用分開(kāi)式護風(fēng)罩時(shí)，風(fēng)扇與護風(fēng)罩無(wú)相對運行，其徑向間隙應不超過(guò)風(fēng)扇直徑的1.5%，或者5 mm~10 mm;當采用整體式護風(fēng)罩時(shí)，風(fēng)扇與護風(fēng)罩有相對運動(dòng)，其徑向間隙也不應超過(guò)風(fēng)扇直徑的2.5%，或者15 mm~20mm。
（2）風(fēng)扇伸入護風(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伸入護風(fēng)罩內2/3為宜。
（3）在安裝護風(fēng)罩時(shí)必須注意，護風(fēng)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。
2、空氣中冷系統
（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)電機標定工況進(jìn)氣流量的1.1倍來(lái)確定；在額定流量下中冷器的壓力降應不超過(guò)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(huán)境溫度的溫升，一般不允許超過(guò)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)結管路的清潔度非常重要，整個(gè)中冷系統所有零件所含雜質(zhì)的總和不得超過(guò)90mg，且雜質(zhì)顆粒最大不得超過(guò)1.6um。
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圖1 柴油發(fā)電機散熱器護風(fēng)圈及風(fēng)扇輪轂 |
圖2 康明斯柴油機中冷器位置圖 |
二、冷卻系統不良運行
冷卻水溫不適時(shí)會(huì )造成柴油發(fā)電機低溫運轉或過(guò)熱；水質(zhì)不良將引起水垢、腐蝕及氣蝕；冷卻水內漏、水質(zhì)不良均會(huì )引起故障。
1、過(guò)冷運轉
柴油發(fā)電機在水溫低于65℃下運行叫做冷運轉。柴油發(fā)電機未曾充分運轉使水溫達到肯定程度就會(huì )開(kāi)頭工作，或者當節溫器開(kāi)啟溫度過(guò)低時(shí)，冷卻水過(guò)早進(jìn)入大循環(huán)，都會(huì )引起過(guò)冷運轉。當汽缸壁溫度從80℃降至50℃時(shí)，缸套的磨損增加約5倍。而在汽缸壁溫度達到80~85℃時(shí)，磨損量明顯降低。水溫過(guò)低，柴油在燃燒室溫升較慢，滯燃期長(cháng)，燃燒過(guò)程惡化，柴油發(fā)電機運轉不良。低溫運轉的主要緣由是節溫器失效，結構如圖3所示。檢查方法如下∶
（1）檢查冷卻水的溫升速度。觀(guān)看儀表板水溫表，如水溫升得很慢則說(shuō)明節溫器工作不正常。
（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（發(fā)運機水套溫度）并作較水溫升到68~72℃以前，柴油發(fā)電機啟動(dòng)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(mén)開(kāi)啟和完全開(kāi)啟的溫度是否符合修理手冊的規定，步驟如圖4所示。節溫器失效應準時(shí)更換，否則會(huì )縮短柴油發(fā)電機的使用壽命。
2、過(guò)熱運轉
為使柴油發(fā)電機處于熱平衡狀態(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)電機水溫超過(guò)95℃運行叫做過(guò)熱運轉。
（1）水溫過(guò)高的運行作業(yè)中，應留意水溫表和變矩器油溫表讀數。發(fā)覺(jué)柴油發(fā)電機過(guò)熱運轉應停止作業(yè)，讓柴油發(fā)電機轉速降到中速（1000~1100r/min）。切勿在過(guò)熱時(shí)直接加冷卻水。溫度高達400~500℃的缸蓋在急劇降溫時(shí)簡(jiǎn)單發(fā)生熱裂。熱機停車(chē)前應讓柴油發(fā)電機盒速幾分鐘，以防止高溫的活塞和其它零件的油膜結膠與焦化。
（2）過(guò)熱運轉時(shí)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(mén)、缸套、活塞、活塞環(huán)等受熱零件熱應力增大，常產(chǎn)生熱裂。
○ 破壞滑動(dòng)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。
○ 機油早期劣化變質(zhì)，造成潤滑不良，簡(jiǎn)單燒瓦。
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圖3 蠟式節溫器結構圖 |
圖4 節溫器良好性檢查方法 |
三、冷卻系統的維護與注意事項
1、冷卻系統使用注意事項（如圖5）
（1）應經(jīng)常檢查水箱內水量是否夠，不足時(shí)應予以添加。切勿向因缺水而過(guò)熱的水箱中猛加大量冷水，否則會(huì )因驟冷，機體收縮不勻而引起缸蓋、缸體產(chǎn)生裂紋。
（2）冬季氣溫低，冷卻水易結冰，如果車(chē)輛停在戶(hù)外或冷庫，柴油機工作結束后，要把水箱和缸體中的水放凈，以防缸蓋、缸體等結冰凍裂。嚴冬時(shí)，不應在停機后立即放水，應待水溫降到40℃后再放水，防止冷空氣進(jìn)入機體，造成機體驟然收縮而破裂。也可加防凍液以省去放水的麻煩，且有利于保護冷卻系統。
（3）工作中應經(jīng)常保持適宜的水溫（85℃～95℃）。定期檢查和調整風(fēng)扇皮帶緊度。皮帶過(guò)松會(huì )使皮帶打滑而引起風(fēng)扇轉速變慢，使冷卻系統散熱不良而機體溫度過(guò)高，皮帶也易磨損，如果皮帶過(guò)緊，會(huì )使軸承受力過(guò)度而加速磨損。此外，還應按保養要求潤滑風(fēng)扇和水泵的軸承。
（4）在長(cháng)期使用中，散熱器芯管和水套的壁上會(huì )形成水垢，水垢的導熱性能極差，影響水的冷卻，需定期加以清除。
2、檢查冷卻液
（1）在清洗冷卻系統時(shí)，如果柴油發(fā)電機是熱的狀態(tài)，不要直接打開(kāi)散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。待柴油發(fā)電機冷卻后，再用手套或抹布裹著(zhù)打開(kāi)散熱器蓋（如圖6所示），如果散熱器內還有殘余壓力，打開(kāi)時(shí)會(huì )聽(tīng)到排氣的聲音，應注意防護。
（2）如果冷卻液不足，應補充開(kāi)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(mǎn)水垢，應將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系統。
3、清洗冷卻系統
（1）簡(jiǎn)單清洗
洗滌時(shí)，應放凈舊冷卻液，將柴油發(fā)電機冷卻系統加滿(mǎn)清潔水，起動(dòng)柴油發(fā)電機運轉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
當柴油發(fā)電機散熱性能不好、柴油發(fā)電機冷卻系統水垢過(guò)多時(shí)，可使用專(zhuān)用的散熱器清洗劑進(jìn)行清洗。
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圖5 冷卻系統使用注意事項 |
圖6 柴油機散熱水箱打開(kāi)方法 |
總結：
為了避免柴油發(fā)電機冷卻系統故障帶來(lái)的損害，我們需要定期檢查和維護冷卻系統。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故障。只有確保冷卻系統的正常運行，才能讓我們的發(fā)電機組更加安全和可靠。
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