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[摘 要]在水循环冷却系统柴油机组中，影响柴油机性能的指标有很多，比如燃油雾化、燃烧不良、排气不良、冷却不良等。其中冷却系统不良，水温过高是最常见的故障之一，它能直接影响柴油机性能，甚至会导致故障和事故的发生。
[关键词]回送车 柴油发电机冷却系统 冷却水温 柴油机性能 防尘罩
中图分类号：U262.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）04-0395-01
1.前言
自1897年，出生于法国的德裔工程师狄塞尔研制成功第一台可供实用的四冲程柴油机至今，柴油机已被广泛的应用于汽车、火车、舰船等诸多领域，对柴油机的性能要求和安全可靠性要求越来越高。随着科学技术的发展，柴油机已成为现代动力机械中最重要的组成部分。
笔者在实际工作中遇到过回送车柴油机因水温突然上升到95摄氏度以上，引发自动保护控制装置而停机的故障。经过深入细致的研究发现，引起故障造成了柴油机停机的罪魁祸首就是——柳絮。因为柳絮大量的被吸附到水散热器的表面缝隙里而造成散热器不能正常的散热，冷却水温持续升高，导致柴油机故障的发生。
本文是作者在正确处理故障的基础上，结合在日常工作中所发现的柴油机因水温过高而造成异常停机的现象，通过查找问题，改进了进气百叶窗的结构，有效的改善了影响水循环冷却系统的工作环境，降低柴油机故障频率。
2.回送车的基本用途及主要构造
2.1 回送车的基本用途：
回送车的基本作用为高速动车组及地铁车辆提供无火回送服务。其主要职责是为被回送车辆供风及供110V直流电，保证被回送车辆有正确的制动力。
2.2 回送车的主要构造：
供电系统：60kW水冷四冲程柴油发电机组和三相交流同步发电机及控制柜组成。是安装在列车车箱内供列车用电、无线电通讯等用途的三相交流电源。
供风系统：TSA-230A型空气压缩机机组及控制柜，在回送地铁车辆时向地铁供风。并为回送车转向架空气弹簧供风。
3.柴油发电机冷却系统重要性
机组柴油机冷却方式为循环水冷。水温过高是柴油机水冷式最常见的故障之一。
柴油机工作时，冷却水的正常温度应保持在75～90℃，此时柴油机可发出最大功率，燃油消耗最经济，机件磨损也不大。因为柴油机在工作时，燃料燃烧会放出大量的热能，气缸内气体温度高达1800～2000℃，而燃烧产生的热能中只有30%～40%转变为机械能，约有20%～25%被冷却系统带走。如果冷却系统工作失常，冷却水温度过高或过低，不仅会影响柴油机的正常工作，甚至会产生故障和事故。
4.冷却水温度过高对柴油机的影响
4.1 加速零件磨损
冷却水温度超过95℃以上时，会使润滑油温度升高而变得过稀、机油压力变低，使机油消耗加快，而且在机油上窜至燃烧室被烧掉的同时，还会产生大量的积炭和胶状混合物，久而久之将活塞环槽上的泄油孔也堵塞，使窜入燃烧室的机油增多，使气环的开口处被胶结而张不开，从而导致机油上窜更加剧烈，机油消耗得更快，由于积炭而使燃烧室的有效工作容积减小；在气门头和气门杆处形成的胶结沉积物使气门密封面受腐蚀而漏气；气环开口处被胶结又使气缸密封不严而造成压缩不良，导致柴油机工作条件不断恶化，动力性、经济性和使用性都急剧下降；柴油机各润滑部位油膜易被破坏，运动副表面将出现半干摩擦甚至干摩擦；由于气缸的温度太高，缸壁上的润滑油容易烧焦、积炭，促使零件磨损加快，严重时会造成拉缸、抱轴和烧瓦等事故。
4.1 零件配合间隙被破坏，强度下降
柴油机的金属零件在长时间的高温作用下，强度、弹性和耐磨性会下降；同时，高温使零件膨胀变形，严重地影响配合零件的正常间隙，甚至卡死。
4.1 充气量减少，功率降低
缸内温度过高，使进入气缸的新鲜空气很快膨胀、空气密度降低和充气效率下降；由于进气量相对减少，使燃油和空气混合比例失调、燃烧不充分和排气管冒黑烟，从而导致柴油机输出功率降低。
5.柴油发电机水温过高原因分析
1.冷却液选用不当或水量不足。加注防冻液可以保证其高沸点，同时可减少冷却系产生水垢；冷却系如有空气未排除，或未及时补充冷却液，都会导致冷却性能下降，使冷却液温度升高。
2.水散热器堵塞。如水散热器的散热片大面积倒伏，散热片间有油泥杂物等堵塞，会阻止热量的散发。特别是当水散热器表面沾有机油时，尘土和机油形成的油泥混合物的导热系数比水垢的更小，严重阻碍散热效果。
3.水温表或警示灯指示有误。包括水温传感器损坏；线路接头松动或指示表失灵，导致误报警。此时，可采用表面温度计测量水温传感器处的温度，观察水温表指示是否与实际温度相符。
4.风扇皮带过松会出现打滑，导致风扇转速过低，送风效果减弱。风扇叶片变形时，角度过小送风强度就会不足。
5.冷却水泵故障。水泵本身损坏，转速过低，泵体内水垢沉积过多，通路变窄都会使冷却液流量变小，散热性能降低，使柴油机油温升高。
6.气缸垫损坏。如缸垫被高温气体烧损，高压气体会冲入冷却系使冷却液翻滚呈沸腾状。判断气缸垫是否烧损的方法是；将柴油机熄火，稍等片刻，然后重新启动柴油機并提高转速。若此时水散热器加液口盖可看到有大量气泡冒出，同时排气管中有小水珠随废气排出，则可断定是气缸垫损坏。
7.喷油时间不当。喷油器工作不良。供油提前角过早或滞后，可导致燃烧时高温气体与气缸壁接触面积增大，且时间延长，传递给冷却液的热量增加，使冷却液的温度升高。此时，会伴有柴油机功率下降且油耗增大等现象。若喷油器的喷油压力下降，雾化不良，会使燃油不能完全燃烧，排气温度增高间接导致水温升高。
8.柴油机超负荷运转。柴油机超负荷运转时会造成供油量过多，当产生的热量超过柴油机的散热能力时，也会使柴油机的冷却液温度升高。此时，柴油机多伴有冒黑烟，耗油增大，声音异常等现象。
6.保持设备间空气清洁的重要性
回送车在执行任务期间，柴油发电机组、空气压缩机组往往需要长时间的连续运转，因此，其工作性能的稳定性对回送任务起着至关重要的影响。
柴油机的运转需要清洁的空气参与燃烧做功，需要空气来帮助散热，发电机组也需要空气来帮助散热，空气压缩机需要清洁空气来为列车输送压缩空气。可见，回送车在执行无火回送任务中，空气清洁与否是非常重要的。
回送车机器设备间有两个百叶进气窗，在发电机组工作时，百叶窗大量吸进空气，来保证柴油发电机组、空气压缩机组的正常运转。
百叶窗在吸进大量空气的同时，也吸进了大量灰尘及异物，比如柳絮。在南方城市的四、五月份，正是柳絮满天飞的季节，极容易被吸进设备间，而柴油机冷却水的散热器很容易被灰尘堵死，造成柴油机冷却水降温效果差，使柴油机水温偏高。也容易使柴油发电机组及空气压缩机组空气滤清系统堵塞，影响设备性能。
根据对上述问题的分析，在回送车机器设备间的百叶窗，安装可拆卸的空气灰尘过滤装置，可以将如柳絮、鸟类羽毛等体积大、重量轻的异物过滤出来，对过滤装置依据实际工作情况灵活的拆下清洗，保持机器设备间的清洁，使发电机组、空气压缩机能正常的更好的工作。
7.总结
为回送车设备间进气侧百叶窗加装防护罩，可以在满足设备用风的同时，有效的将体积较大、重量较轻的杂质过滤掉，在一定程度是保证了进入设备间空气的质量。防护罩上有快速拆装搭扣，可以依据实际情况及时的快捷的将防护罩拆下进行必要的清洗，方便了设备的日常维护，为柴油发电机组以及空气压缩机组的运转提供了保障。
柴油机的整体结构、技术性能指标是一个非常精密、非常复杂的系统，是一门独立的学科，要想真正的懂柴油机，更好的使用柴油机，需要不断的学习和积累。
[关键词]回送车 柴油发电机冷却系统 冷却水温 柴油机性能 防尘罩
中图分类号：U262.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）04-0395-01
1.前言
自1897年，出生于法国的德裔工程师狄塞尔研制成功第一台可供实用的四冲程柴油机至今，柴油机已被广泛的应用于汽车、火车、舰船等诸多领域，对柴油机的性能要求和安全可靠性要求越来越高。随着科学技术的发展，柴油机已成为现代动力机械中最重要的组成部分。
笔者在实际工作中遇到过回送车柴油机因水温突然上升到95摄氏度以上，引发自动保护控制装置而停机的故障。经过深入细致的研究发现，引起故障造成了柴油机停机的罪魁祸首就是——柳絮。因为柳絮大量的被吸附到水散热器的表面缝隙里而造成散热器不能正常的散热，冷却水温持续升高，导致柴油机故障的发生。
本文是作者在正确处理故障的基础上，结合在日常工作中所发现的柴油机因水温过高而造成异常停机的现象，通过查找问题，改进了进气百叶窗的结构，有效的改善了影响水循环冷却系统的工作环境，降低柴油机故障频率。
2.回送车的基本用途及主要构造
2.1 回送车的基本用途：
回送车的基本作用为高速动车组及地铁车辆提供无火回送服务。其主要职责是为被回送车辆供风及供110V直流电，保证被回送车辆有正确的制动力。
2.2 回送车的主要构造：
供电系统：60kW水冷四冲程柴油发电机组和三相交流同步发电机及控制柜组成。是安装在列车车箱内供列车用电、无线电通讯等用途的三相交流电源。
供风系统：TSA-230A型空气压缩机机组及控制柜，在回送地铁车辆时向地铁供风。并为回送车转向架空气弹簧供风。
3.柴油发电机冷却系统重要性
机组柴油机冷却方式为循环水冷。水温过高是柴油机水冷式最常见的故障之一。
柴油机工作时，冷却水的正常温度应保持在75～90℃，此时柴油机可发出最大功率，燃油消耗最经济，机件磨损也不大。因为柴油机在工作时，燃料燃烧会放出大量的热能，气缸内气体温度高达1800～2000℃，而燃烧产生的热能中只有30%～40%转变为机械能，约有20%～25%被冷却系统带走。如果冷却系统工作失常，冷却水温度过高或过低，不仅会影响柴油机的正常工作，甚至会产生故障和事故。
4.冷却水温度过高对柴油机的影响
4.1 加速零件磨损
冷却水温度超过95℃以上时，会使润滑油温度升高而变得过稀、机油压力变低，使机油消耗加快，而且在机油上窜至燃烧室被烧掉的同时，还会产生大量的积炭和胶状混合物，久而久之将活塞环槽上的泄油孔也堵塞，使窜入燃烧室的机油增多，使气环的开口处被胶结而张不开，从而导致机油上窜更加剧烈，机油消耗得更快，由于积炭而使燃烧室的有效工作容积减小；在气门头和气门杆处形成的胶结沉积物使气门密封面受腐蚀而漏气；气环开口处被胶结又使气缸密封不严而造成压缩不良，导致柴油机工作条件不断恶化，动力性、经济性和使用性都急剧下降；柴油机各润滑部位油膜易被破坏，运动副表面将出现半干摩擦甚至干摩擦；由于气缸的温度太高，缸壁上的润滑油容易烧焦、积炭，促使零件磨损加快，严重时会造成拉缸、抱轴和烧瓦等事故。
4.1 零件配合间隙被破坏，强度下降
柴油机的金属零件在长时间的高温作用下，强度、弹性和耐磨性会下降；同时，高温使零件膨胀变形，严重地影响配合零件的正常间隙，甚至卡死。
4.1 充气量减少，功率降低
缸内温度过高，使进入气缸的新鲜空气很快膨胀、空气密度降低和充气效率下降；由于进气量相对减少，使燃油和空气混合比例失调、燃烧不充分和排气管冒黑烟，从而导致柴油机输出功率降低。
5.柴油发电机水温过高原因分析
1.冷却液选用不当或水量不足。加注防冻液可以保证其高沸点，同时可减少冷却系产生水垢；冷却系如有空气未排除，或未及时补充冷却液，都会导致冷却性能下降，使冷却液温度升高。
2.水散热器堵塞。如水散热器的散热片大面积倒伏，散热片间有油泥杂物等堵塞，会阻止热量的散发。特别是当水散热器表面沾有机油时，尘土和机油形成的油泥混合物的导热系数比水垢的更小，严重阻碍散热效果。
3.水温表或警示灯指示有误。包括水温传感器损坏；线路接头松动或指示表失灵，导致误报警。此时，可采用表面温度计测量水温传感器处的温度，观察水温表指示是否与实际温度相符。
4.风扇皮带过松会出现打滑，导致风扇转速过低，送风效果减弱。风扇叶片变形时，角度过小送风强度就会不足。
5.冷却水泵故障。水泵本身损坏，转速过低，泵体内水垢沉积过多，通路变窄都会使冷却液流量变小，散热性能降低，使柴油机油温升高。
6.气缸垫损坏。如缸垫被高温气体烧损，高压气体会冲入冷却系使冷却液翻滚呈沸腾状。判断气缸垫是否烧损的方法是；将柴油机熄火，稍等片刻，然后重新启动柴油機并提高转速。若此时水散热器加液口盖可看到有大量气泡冒出，同时排气管中有小水珠随废气排出，则可断定是气缸垫损坏。
7.喷油时间不当。喷油器工作不良。供油提前角过早或滞后，可导致燃烧时高温气体与气缸壁接触面积增大，且时间延长，传递给冷却液的热量增加，使冷却液的温度升高。此时，会伴有柴油机功率下降且油耗增大等现象。若喷油器的喷油压力下降，雾化不良，会使燃油不能完全燃烧，排气温度增高间接导致水温升高。
8.柴油机超负荷运转。柴油机超负荷运转时会造成供油量过多，当产生的热量超过柴油机的散热能力时，也会使柴油机的冷却液温度升高。此时，柴油机多伴有冒黑烟，耗油增大，声音异常等现象。
6.保持设备间空气清洁的重要性
回送车在执行任务期间，柴油发电机组、空气压缩机组往往需要长时间的连续运转，因此，其工作性能的稳定性对回送任务起着至关重要的影响。
柴油机的运转需要清洁的空气参与燃烧做功，需要空气来帮助散热，发电机组也需要空气来帮助散热，空气压缩机需要清洁空气来为列车输送压缩空气。可见，回送车在执行无火回送任务中，空气清洁与否是非常重要的。
回送车机器设备间有两个百叶进气窗，在发电机组工作时，百叶窗大量吸进空气，来保证柴油发电机组、空气压缩机组的正常运转。
百叶窗在吸进大量空气的同时，也吸进了大量灰尘及异物，比如柳絮。在南方城市的四、五月份，正是柳絮满天飞的季节，极容易被吸进设备间，而柴油机冷却水的散热器很容易被灰尘堵死，造成柴油机冷却水降温效果差，使柴油机水温偏高。也容易使柴油发电机组及空气压缩机组空气滤清系统堵塞，影响设备性能。
根据对上述问题的分析，在回送车机器设备间的百叶窗，安装可拆卸的空气灰尘过滤装置，可以将如柳絮、鸟类羽毛等体积大、重量轻的异物过滤出来，对过滤装置依据实际工作情况灵活的拆下清洗，保持机器设备间的清洁，使发电机组、空气压缩机能正常的更好的工作。
7.总结
为回送车设备间进气侧百叶窗加装防护罩，可以在满足设备用风的同时，有效的将体积较大、重量较轻的杂质过滤掉，在一定程度是保证了进入设备间空气的质量。防护罩上有快速拆装搭扣，可以依据实际情况及时的快捷的将防护罩拆下进行必要的清洗，方便了设备的日常维护，为柴油发电机组以及空气压缩机组的运转提供了保障。
柴油机的整体结构、技术性能指标是一个非常精密、非常复杂的系统，是一门独立的学科，要想真正的懂柴油机，更好的使用柴油机，需要不断的学习和积累。