張宗祥

（中交華南交通建設(shè)有限公司，廣東 廣州 511447）

卡特彼勒3516B型柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)分為高溫水冷卻系統(tǒng)及低溫水冷卻系統(tǒng)兩種，均是閉式冷卻系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)為淡水，淡水的水質(zhì)穩(wěn)定，傳熱效果好并可采用水處理劑解決其腐蝕和結(jié)垢的缺陷。這種冷卻系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是柴油機(jī)任何部分都沒(méi)有與海水接觸，大大減少了腐蝕的發(fā)生，而且使日常維護(hù)保養(yǎng)工作量也輕松很多。舷外冷卻器分為兩部分，分別是獨(dú)立的高、低溫水冷卻器。由于舷外冷卻器是浸泡在海水中，一旦海生物大量繁殖生長(zhǎng)在冷卻器銅管外壁，將大大影響其冷卻效果?，F(xiàn)在我船已在舷外冷卻井新安裝了防海生物裝置，大大減少了海生物的生長(zhǎng)。

1 冷卻水系統(tǒng)溫度異常的分析

1.1 冷卻水溫度過(guò)高

（1）冷卻水溫度過(guò)高會(huì)造成以下后果。冷卻水溫度過(guò)高，冷卻效果降低，使機(jī)件過(guò)熱，導(dǎo)致機(jī)件間的配合間隙變小或咬住，破壞零件間的潤(rùn)滑油膜，還會(huì)使滑油變稀、早期變質(zhì)，影響潤(rùn)滑效果，加劇機(jī)件間的磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生咬缸、化瓦及損傷機(jī)件等事故。超過(guò)50%的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)損壞是由冷卻系統(tǒng)故障引起的。

（2）冷卻水溫度過(guò)高的現(xiàn)象。冷卻水溫度過(guò)高時(shí)，水中會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡大多附著在氣缸套外壁上，使局部得不到冷卻，導(dǎo)致局部溫度急劇上升，嚴(yán)重時(shí)使機(jī)件遭到破壞。同時(shí)膨脹水箱水位急劇上升，且有大量氣泡溢出。

（3）冷卻水溫過(guò)高時(shí)采取的措施。冷卻水溫度過(guò)高，柴油機(jī)安保系統(tǒng)會(huì)起作用，達(dá)到報(bào)警溫度會(huì)發(fā)出報(bào)警，使值班人員能夠迅速采取有效措施，比如降低負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等。本船卡特彼勒3516B型柴油機(jī)在冷卻液溫度異常偏高時(shí)，電子控制系統(tǒng)ECM會(huì)自動(dòng)進(jìn)行以下工作：警告、減額、停機(jī)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在正常溫度范圍以上，不管是否誤報(bào)警還是其他原因，都立即運(yùn)行以下步驟：第一，降低負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；第二，檢查冷卻系統(tǒng)是否滲漏，包括水管松動(dòng)的連接、冷卻系統(tǒng)軟管是否有裂紋和松動(dòng)的夾箍、水泵是否有滲漏及冷卻液液位是否異常偏低等等；第三，決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否立即停機(jī)，或者可以通過(guò)降低負(fù)載使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。

（4）冷卻水溫過(guò)高的原因。①冷卻水夾層部分堵塞，使冷卻水流動(dòng)受到阻礙，導(dǎo)致水溫升高；②活塞過(guò)熱或拉缸，使局部水溫過(guò)高；③冷卻水壓力過(guò)低或冷卻水中斷；④個(gè)別氣缸噴油量過(guò)多，使其燃燒不良；⑤柴油機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；⑥冷卻水溫度調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)不當(dāng)或節(jié)溫器損壞；⑦水溫表?yè)p壞(失靈)或者水溫傳感器故障；⑧缸套或缸頭有裂紋；⑨排氣經(jīng)過(guò)缸頭與缸套結(jié)合部位進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)；⑩水泵故障；冷卻書(shū)管路堵塞或者閥門(mén)故障；冷卻器有異物進(jìn)入而堵塞；冷卻器銅管表面大量結(jié)垢，生長(zhǎng)海生物。其它。

1.2 冷卻水溫度過(guò)低

（1）冷卻水溫過(guò)低的后果。柴油機(jī)冷卻水的出機(jī)溫度過(guò)低會(huì)造成如下的后果：使燃油燃燒的熱能損失過(guò)大，從而使柴油機(jī)發(fā)出的功率降低，同時(shí)還會(huì)增加油耗。由于過(guò)分冷卻，使氣缸壁和活塞頂部的溫度大大下降，噴入的燃油由于溫度低而不易蒸發(fā)，導(dǎo)致燃油的不完全燃燒。若冷卻水的溫度過(guò)低的話，氣缸內(nèi)的溫度也會(huì)降低，使廢氣中的二氧化碳、硫化物和水蒸汽等容易凝結(jié)成酸性腐蝕劑，腐蝕氣缸套、活塞等部件，造成極大的損傷。

（2）冷卻水溫過(guò)低需采取的措施。柴油機(jī)冷卻水溫過(guò)低首先檢查柴油機(jī)的負(fù)荷或者水溫傳感器，最后才懷疑節(jié)溫器的故障?？ㄌ乇死?516B型柴油機(jī)在冷卻液溫度低時(shí)，電子控制系統(tǒng)ECM會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，警報(bào)設(shè)定值為80℃，為激活本監(jiān)測(cè)策略，柴油機(jī)必須至少已運(yùn)轉(zhuǎn)了10分鐘。如果冷卻液溫度低于80℃超過(guò)5秒鐘，告警就會(huì)出現(xiàn)。監(jiān)測(cè)低冷卻液溫度是為了檢查節(jié)溫器的故障，這個(gè)特性不是用以監(jiān)測(cè)水套水加熱器工作的。

（3）冷卻水溫過(guò)低的原因。①冷卻水進(jìn)機(jī)的溫度過(guò)低；②冷卻水壓過(guò)高，流速過(guò)快；③柴油機(jī)負(fù)荷過(guò)低；④水溫調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)不當(dāng)或節(jié)溫器損壞；⑤水溫表?yè)p壞(失靈)或者水溫傳感器故障。

2 案例分析

我船在廠休期間兩臺(tái)卡特彼勒3516B型柴油機(jī)由卡特彼勒專業(yè)維修廠商進(jìn)行了抽缸檢查，水下泥泵柴油機(jī)抽檢了12#缸，增壓泥泵柴油機(jī)抽檢了9#、10#和12#共三個(gè)缸。裝復(fù)以后對(duì)兩臺(tái)柴油機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，無(wú)負(fù)荷加載時(shí)兩臺(tái)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)都正常，但是當(dāng)加載負(fù)荷試吹水時(shí)增壓泵機(jī)高溫水溫度立即迅速竄升至報(bào)警溫度，膨脹水箱大量水溢出，迅速通知挖泥臺(tái)降速脫開(kāi)泥泵，待水溫慢慢下降后再停機(jī)。水下泥泵機(jī)當(dāng)時(shí)并無(wú)異常，但進(jìn)入工地施工不到24小時(shí)也出現(xiàn)同樣故障。需要說(shuō)明的是，在抽缸檢驗(yàn)之前兩臺(tái)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一直正常。

2.1 故障分析及查找

（1）節(jié)溫器檢查。當(dāng)出現(xiàn)高溫水異常偏高故障后首先懷疑是節(jié)溫器的問(wèn)題，待柴油機(jī)溫度下降后拆出節(jié)溫器檢查并用開(kāi)水做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)4個(gè)節(jié)溫器并無(wú)異常，但即便如此，仍然不放心，還是更換了4個(gè)新的節(jié)溫器，重新開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這次不帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)了1h左右高溫水溫度即開(kāi)始上升，只好再次停機(jī)。在整機(jī)拆檢缸頭之前曾再一次懷疑是節(jié)溫器的問(wèn)題，將水下泥泵柴油機(jī)和增壓泥泵柴油機(jī)的節(jié)溫器全部調(diào)換裝復(fù)試機(jī)故障仍然存在。

（2）高溫淡水泵檢查。水泵故障也會(huì)是柴油機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱，可能導(dǎo)致氣缸蓋出現(xiàn)裂紋。待柴油機(jī)溫度自然下降后開(kāi)始拆檢高溫淡水泵，同樣沒(méi)有發(fā)現(xiàn)諸如磨損、裂紋、銷(xiāo)孔等故障，但還是更換了一臺(tái)新的水泵。再次啟動(dòng)柴油機(jī)試驗(yàn)，故障依然存在。

（3）冷卻水管路及舷外冷卻器檢查?？C(jī)專業(yè)維修廠商堅(jiān)持認(rèn)為是舷外冷卻器的問(wèn)題，但是舷外冷卻器是剛經(jīng)過(guò)船廠化學(xué)清洗干凈且進(jìn)行了壓力試驗(yàn)，在裝復(fù)之前經(jīng)過(guò)了船方的檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)大家的共同討論，輪機(jī)長(zhǎng)決定對(duì)冷卻水管路及舷外冷卻器檢查。拆出舷外冷卻器兩條高溫水連接管，首先檢查舷外冷卻器里面，用手可以摸到冷卻器頂部全部空間并無(wú)任何例如破布棉紗之類的雜物。再檢查管路上的進(jìn)出閥也發(fā)現(xiàn)都是正常開(kāi)啟狀態(tài)。拆掉柴油機(jī)高溫水進(jìn)出管接頭，用高壓水沖洗柴油機(jī)與舷外冷卻井之間的冷卻水管路，并無(wú)發(fā)現(xiàn)異常。裝復(fù)后再一次試機(jī)故障仍舊存在。

（4）缸頭及缸套檢查。柴油機(jī)剛啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)并無(wú)異常，但經(jīng)過(guò)加速后會(huì)發(fā)現(xiàn)膨脹水箱水位就會(huì)慢慢上升，水里有氣泡產(chǎn)生。至此懷疑有燃?xì)饴┤肜鋮s水系統(tǒng)，我們自己組織拆檢，首先拆出增壓泥泵機(jī)的9#、10#、12#缸，即是卡機(jī)專業(yè)維修廠商抽檢過(guò)的三個(gè)缸，發(fā)現(xiàn)10#缸缸套至缸頭的過(guò)水膠套有兩個(gè)斷裂，但缸頭墊并無(wú)異常，而且也并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)缸頭墊處有漏氣，所以無(wú)法肯定是否就是10#缸燃?xì)膺M(jìn)入了冷卻水系統(tǒng)，另外三個(gè)缸的缸套上密封圈安裝發(fā)現(xiàn)均不是很規(guī)范，但也不能判斷是否會(huì)漏入燃?xì)?。有一種可能就是缸頭螺栓沒(méi)有按規(guī)定的扭矩上緊，燃?xì)庥袧B漏剛好通過(guò)爛的過(guò)水膠圈處漏入冷卻水系統(tǒng)，特別是在高負(fù)荷時(shí)明顯。拆檢工作至此，是更換一些新備件裝回去進(jìn)行再次試機(jī)還是拆出剩下13個(gè)缸的缸頭全部進(jìn)行試壓，對(duì)缸套進(jìn)行探傷，大家進(jìn)行了激烈的討論，因?yàn)闆](méi)有任何人敢肯定故障在哪里，最后機(jī)務(wù)決定執(zhí)行后一種方案。16個(gè)缸的缸頭全部拆出送廠車(chē)間進(jìn)行試壓，結(jié)果并沒(méi)發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。船廠派專業(yè)人員對(duì)16個(gè)缸的缸套進(jìn)行探傷，只發(fā)現(xiàn)了9#缸缸套有一個(gè)小針孔，但并無(wú)穿透。至此，只好決定再次裝復(fù)，更換了9#缸缸套，所有密封件全部換新，包括過(guò)水膠圈及缸套密封、缸頭墊等。嚴(yán)格按照卡特彼勒廠商規(guī)定的工藝裝復(fù)柴油機(jī)后再次進(jìn)行試機(jī)，故障排除。在討論到底是哪里的故障后，最后形成了比較一致的意見(jiàn)是卡特彼勒專業(yè)維修廠商安裝工藝不嚴(yán)格，導(dǎo)致缸套過(guò)水膠圈損壞，同時(shí)缸頭螺栓沒(méi)有按規(guī)定的扭矩上緊導(dǎo)致燃?xì)庑孤稘B入冷卻水系統(tǒng)。后面水下泵機(jī)去工地施工后出現(xiàn)同樣的故障，只需拆檢12#缸（卡特彼勒專業(yè)維修廠商拆檢過(guò)的）更換缸套水封及過(guò)水膠套等按規(guī)定扭矩上緊缸頭螺栓后即排除故障更加驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，充分理解柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)的構(gòu)造原理，熟悉各個(gè)零部件的作用及性能，了解柴油機(jī)冷卻水溫異常的原因并對(duì)其分析，熟記冷卻水溫異常的主要現(xiàn)象，知道采取的措施，理論結(jié)合實(shí)際，掌握正確的操作方法，各種故障均能明白無(wú)誤的檢查出來(lái)并排除。拆裝工藝對(duì)輪機(jī)故障的排除也必須高度重視，這些對(duì)柴油機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)及維修有著十分重要的意義。同時(shí)必須學(xué)會(huì)善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，勤于思考，對(duì)輪機(jī)管理人員的管理水平將會(huì)有很大的提高。