第五章柴油机冷却系的结构与维修

1、第五章柴油机冷却系统的结构与维修5.1什么是液体冷却式柴油机? 液体冷却式柴油机，主要有冷却水(包括冷却液)冷却方式和机油冷却方式两大类。但运用最为广泛的是冷却水(冷却液)冷却方式。 柴油机的水冷系统:主要由水箱、水泵、散热器、风扇、风扇 驱动装置、节温器、水管和水道 组成。 柴油机水冷系统以其结构可靠、冷却效果好、环境适应性强等特点获得广泛的应用，目前大部分的中小功率柴油机和大功率柴油机都采用水冷(或冷却液冷却)系统。柴油机机油冷却系统:部分柴油机，如道依茨BFMIOllF系列柴油机，既不是水冷，也不是风冷，而是采用机油冷却，亦即柴油机的缸套、缸盖等散热表面是通过机油循环来冷却的，冷却这些部

2、位的机油与柴油机润滑系统的机油相同。 柴油机机油被机油泵泵出之后，首先进入缸套、缸盖等散热表面，根据温度情况由节温器控制是进行小循环还是大循环，然后经过散热器和机油滤芯后去润滑曲轴连杆等润滑部位。机油冷却系统省去了水箱、水管、水泵等部件，使冷却系统结构简单了许多，但也对机油的质量提出了更高的要求。 52风冷式柴油机及其组成是什么? 柴油机的风冷系统:以道依茨FL513系列风冷柴油机为例，柴油机的风冷系统主要由风扇、风扇驱动装置、缸套和缸盖散热表面及风压室盖板等组成。 风冷柴油机相对水冷柴油机而言，其冷却系统的结构更为简单。风冷柴油机特别适应在干旱缺水地区使用。对于中小功率机型而言，其特点是冷却

3、可靠、结构简单，适应性强。 但对于大功率柴油机而言，由于散热片布置方面的原因，散热效率可能不足。因此，功率大于400kW以上的柴油机基本不采用风冷系统。 53柴油机冷却水的循环方式有几种? 柴油机水冷系统冷却水的循环方式有三种，即大循环、小循环和混合循环。无论柴油机冷却系统的结构如何，冷却水的循环方式是基本二样的。 冷却水大循环:当柴油机的温度升高到95以上时，主阀门全开，旁通阀门全关，冷却水全部经过散热器。此时，冷却强度大使水温下降或不致过高。 由于冷却水的流经路线最长，流量大，故称为冷却水大循环。 大循环时，冷却水流经路线为:节温器水泵(机油散热器)水套冷却水散热器节温器。 冷却水小循环:

4、柴油机启动后热机时，如果水温低于83，主阀门关闭，旁通阀门打开，冷却水只能经过旁通管直接回流到水泵的进水口，又被水泵压入水套。此时冷却水不流经散热器，只在水套和水泵之间循环。因此，冷却强度小，柴油机升温迅速。从而 保证了柴油机各部位均匀而迅速地热机且避免了柴油机的过冷。 由于冷却水的流动路线最短，流量小，故称为冷却水小循环。 小循环时冷却水的流经路线为:节温器水泵(机油散热器)一'水套节温器。 冷却水混合循环:当柴油机的冷却水温度处于8395之间时，节温器的主阀门和旁通阀门处于半开半闭状态，冷却水部分进行大循环，部分进行小循环。 此时冷却水既有大循环的特征，也有小循环的性质，所以称为冷

5、却水的混合循环。混合循环时柴油机基本达到热平衡 状态。 5.4节温器的结构与功用是什么? 节温器的结构:目前柴油机上使用较多的节温器主要为蜡式节温器。 节温器的作用:当冷却水温度低于规定值时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭柴油机与散热器之间的通道，此时冷却水泵进行小循环。 当冷却水温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩，在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启，这时冷却水进行大循环。 节温器的安装位置:节温器大多数布置在柴油机气缸盖出水管路中，这样的优点是结构简单，容易排除冷却系统中的气泡。缺点是

6、节温器在工作时经常开闭，产生振荡现象。 55如何检修冷却系统的节温器？节温器是柴油机冷却系统中的重要部件，大多数情况下，柴油机冷却系统出现的过热故障，节温器损坏往往是主要原因。因此，当柴油机冷却系统出现过热故障时，必须首先确定节温器是否存在故障。（1）就机检查当柴油机冷车运转或水温超过于70时，散热器上水室进水管处有冷却水流出或无冷却水流出，则说明节温器主阀门不能关闭或不能开启，这是就需要进行相应的检测。柴油机启动后随即检查；打开散热器加水口盖，若散热器内冷却水平静，则表明节温器工作正常，否则，表示节温器工作失常。水温升高后的检查：柴油机工作初期，水温上升很快；当水温表指示80后，升温速度减慢

7、，则表明节温器工作正常。在水温表指示7080时，打开散热器盖和散热器放水开关，用手感其水温，若均烫手说明节温器工作正常；若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀让无法打开。（2）实验检测将节温器放入烧杯中，并放入一水温表，加入适量的水后加热至8285的热水，等待5min，如果节温器不能开启0.1mm以上，则说明节温器失效。然后将水加热至95100，等待5min后取出检查，大循环阀开启间隙应该为810mm左右，小循环阀处于关闭状态。此时，如果大循环阀打不开或开启间隙小于8mm，则说明节温器不能满足柴油机正常工况的使用要求，应该予以更换或修复。5.6整体式冷

8、却系统的特点是什么? (1)整体式冷却系统的特点 道依茨BFMI013柴油机工程机械使用时，采用整体式补液箱。其特点如下。 采用整体式冷却系统，结构紧凑，易于安装。 可靠性高，使用成本低。 冷却效率高，消耗功率小。 日常保养方便。 柴油机正常工作以后，冷却系统最大有0.15MPa的内部压力。正常水温高:车用机型110，报警118;工程机械，105，报警113。 (2)冷却液加注要求 打开加水口盖。 打开放气螺栓。 加注冷却液。 加注冷却液后，应先关闭己打开的开关或阀门，然后启动柴油机 运5min左右，停机检查冷却液高度，如果不足，则需重复步骤再次加注。 5.7如何进行散热器的检查和维修? （1

9、）散热器外表的清洗首先用水冲洗散热器芯，清除其表面的灰尘，如有油污，应用汽油洗净。然后从外部检查散热器上、下水室及芯子，不得有渗漏现象，散热器框架不得有断裂和脱焊现象。散热器芯上如果嵌有杂物，可用细钢丝进行清理。 检查散热器的紧固情况，散热器应当紧固可靠，前后晃动应无松动现象。 检查补液箱的连接管是否有漏气或堵塞现象，发现有漏气或堵塞时应予以排除或疏通，以防补液箱的冷却液回不到散热器内。 （2）散热器渗漏检查检查散热器的裂缝:将散热器放入水槽内，由散热器的加水口充入压力为0.lMPa的压缩空气，如散热器各处冒气形成气泡，则说明散热器已严重腐蚀。如冒气点不多，说明不严重，可在冒气处找出渗漏点，做

10、上记号，以便焊修。 检查散热器内部淤塞:按注入散热器内部的水量，就可分析出散热器芯子是否淤塞或堵住。如果出现淤塞现象，必须进行清淤处理。 (3)散热器的清洗 大修时必须清洗散热器，以便去除散热器内的水垢。清洗前先拆除节温器，往冷却系统加入专用清洗剂后，运转柴油机20min，待冷却后排出冷却液，再直接使用自来水多次反复清洗，直到满意为止。 另外，也可采用拆卸下散热器放入洗涤器中清洗，即在洗涤器内加入含有3%5% 的碳酸铀水溶液并加热到8090 ，将散热器放入洗涤器中浸泡58h后取出，再将散热器放入温水池中清洗干净。 58如何选行冷却系统的免解体保养? 为了确保柴油机冷却系统的散热效果，使柴油机正

11、常工作，增加柴油机的使用寿命，应及时清除柴油机水箱内的水垢，具体清洗方法如下。 （1）简易清洗清洗时，应先拆去节温器，并将气缸盖上出水弯头的旁孔堵塞。冲洗水流的方向和柴油机工作时水的循环方向相反。使放出的水清洁为止。 (2)严重水垢的清洗 铸铁气缸盖、水套的清洗。 方法一:苛性钠(火碱) 750g、煤油150g和水l0L或磷酸钠l000g、洗衣碱500g、煤油500g和水l0L，将溶液过滤后加入冷却系统中，停留l012h后，启动柴油机，怠速运转1520min，直到溶液有沸腾现象为止，然后放出溶液并用清水多次冲洗(冷却系统)。 方法二: 2.5%盐酸溶液，将盐酸溶液加入冷却系统中，然后启动柴油机

12、怠速运转1h，放出清洗液后并以超过冷却系统容量三倍的清水冲洗。 方法三:水玻璃150g、液态肥皂20g和水l0L，将配好的溶液加入冷却系统中，启动柴油机运行至正常的工作温度后，继续运转1h后放出溶液，用清水冲洗干净。 铝制气缸盖、水套的清洗。 方法四:石油碳酸750lOOOg和水l0L，将配好的溶液加入冷却系统中，启动柴油机怠速运转12h后，放出溶液，用清水冲洗干净。 5.9凤冷柴油机冷却系维修要点有哪些? (1)特别注意 经柴油机散热系统排出的受热空气，一定要避免被冷却风扇再次吸入，以免造成过热冷却。因此风冷柴油机冷却空气的排出必须按一定的方式进行。当这种再次吸入无法避免时，必须用挡风板将其

13、隔开。 (2)清洗缸套、缸盖散热表面 清洁时间: 时间/h柴油机用途2000轮船，密闭房间使用的发电机组，水泵组等1000粗糙路面上的车辆500拖拉机，吊车，移动发电机组250建筑车辆与设备、空压机、矿山井下设备125农用设备，收割用拖拉机清洗方法:采用高压水枪直接喷自来水或碱水清洗。清洗前应将风压室内电子元件的接线处插座等用不透水的密封胶带封好，然后用高压水枪直接反复冲洗缸套及缸盖散热表面，直到满意为止。清洗完成后，立即启动柴油机怠速运转l0min左右，使缸套、缸盖等散热表面上的水分蒸发，避免锈蚀。 (3)定期清洗风扇液力偶合器 道依茨FL513系列风冷柴油机采用液力偶合的风扇驱动系统，风扇

14、的液力偶合器是一个机油的离心滤清器，它利用高速旋转的内转子将机油中的胶质和杂质等物体分离并黏附在偶合器罩的内壳上，需要定期(500h左右进行清洁和保养。 510如何诊断柴油机水温过高故障？故障现象：冷却水温度过高，水温表指针经常指在100以上，且伴随有散热器“开锅”现象。此类故障在柴油机运行过程中较为常见。故障原因：冷却水系统中水量不足：柴油机启动前水箱内没有加足冷却水，或冷却系统漏水、水泵供水是不足，或水道、散热管被水垢及污物堵塞等原因，均会造成冷却水不足。水泵失去泵水作用：在天气寒冷时，没有将水泵体内少量存留的冷却水放尽，一夜之间即可能使水泵体内的叶轮与人壁之间的水结冰膨胀，致使叶轮不能转

15、动。柴油机启动转之后，冷却水道内无冷却水循环，使机体温度很快升高，水箱“开锅”。另外，固定叶轮的销钉折断或松脱，水泵轴转动而叶轮不动，水泵就停止泵水，冷却水不循环，导致水温过高。风扇（或水泵）皮带过松打滑：在此情况下，风扇转速（或水泵转速）降低，引起冷却系统水温过高。供油时间过迟：使后燃增多，造成柴油机过热，导致水温过高。气缸与活塞配合间隙过小：气缸与活塞的配合间隙过小，活塞环切口的间隙过小及活塞连杆组安装不正，气缸润滑不良，均会造成活塞组与气缸磨擦加剧，使工作温度升高，导致冷却水温度过高。节温器失灵：如节温器失灵，当水温高于70时，阀门不能开启或开启高度不够，致使冷却水不能通过散热器进行大循

16、环而导致水温过高。检查判断：检查水泵：用手紧握缸盖连接散热器的出水管，由怠速加到高速，如感到水流量加大，说明水泵正常，否则，说明水泵泵水压力不足，应进行拆检。如果销钉折断或松脱，水泵轴转动而叶轮不动，水泵就停止泵水，此时应更换水泵叶轮销钉；若水泵叶轮装反，水泵也不能泵水。检查冷却水：启动前检查冷却水是否足够，检查水管、散热管是否堵塞。检查风扇皮带：如皮带太松应进行调整；如果皮带磨损过大或折断，应及时更换；若有两根皮带，只有其中一根损坏，必须换上两根新皮带，不可一旧一新地搭配使用，否则，会使新皮带的使用寿命大大缩短。检查缸套与活塞配合间隙：检查活塞环切口间隙是否过小，气缸套润滑油是否足，若不合要

17、求，需更换有关零部件。检查节温器：装有节温器的柴油机，如果水箱上水室进水管处有大股水流出，说明节温阀关闭不严或损坏；如果水温超过70时，上水室进水管无水流出或无大股水流出，说明节温器损坏或作用减弱。检查供油提前角是否正常：如有异常，予以调整。511防冻冷却液的综合使用要求有哪些? 防冻冷却液简称防冻液，意为具有防冻功能的冷却液。防冻液不仅是冬天用，而且应该常年使用。 (1)防冻液的优点 除防冻外，它还有以下几个优点。 防腐蚀功能。柴油机及其冷却系统都是由金属制造的，有铜、铁、铝、钢，还有焊锡。这些金属在高温下与冷却水接触，时间长了都会遭到腐蚀，会生锈。而防冻液不仅不会对柴油机冷却系统造成腐蚀，

18、而且还具有防腐防锈功能。 防沸功能。水的沸点是100，防冻液的沸点通常在1l0以上。在夏季使用，防冻液比水更难以开锅，效果比普通水好。 防垢功能。用普通水作冷却液最让驾驶员头疼的就是水垢(水碱)问题。水垢附着在水箱、水套的金属表面，使散热效果越来越差，而且清除起来也很困难。优质的防冻液采用蒸馏水制造，并加有防垢添加剂，不但不产生水垢，还具有除垢功能。当然，如果水垢很厚，最好先用水箱清洗液彻底清洗后再添加防冻液。 (2)防冻液的使用注意事项 正确使用防冻液，可起到防腐蚀、防穴蚀渗漏、防散热器开锅、防水垢和防冻结等作用，能够使冷却系统始终处于最佳的工作状态，保持柴油机的正常工作温度，从而使柴油机具

19、有良好的技术状态。 要坚持常年使用防冻液，要注意防冻液使用的连续性。那种只想在冬季使用的观点是错误的，只知道防冻液的防冻功能，而忽视了防冻液的防腐、防沸、防垢等作用。 要根据汽车使用地区的气温，选用不同冰点的防冻液，防冻液的冰点至少要比该地区最低温度低10，以免失去防冻作用。 要针对各种柴油机具体结构特点选用防冻液种类，强化系数高的柴油机，应选用高沸点防冻液;缸体或散热器用铝合金制造的柴油机，应选用含有硅酸盐类添加剂的防冻液。另外，某些品牌的柴油机还规定了专用的防冻液，对此，应该遵照执行。 防冻液的膨胀率一般比水大，若无膨胀水箱，防冻液最多加到冷却系统容积的95%左右，以免防冻液溢出。 不同牌

20、号的防冻液不能混装混用，以免起化学反应，破坏各自的综合防腐能力，用剩后的防冻液应在容器上注明名称，以免混淆。如果柴油机冷却系统原先使用的是水或换用另一种防冻液，在加入新的一种防冻液之前，务必要将冷却系统冲洗干净。 在使用后，若因冷却系统渗漏引起散热器液面降低时，应及时补充同一品牌的防冻液，若液面降低为水蒸发所致，则应向冷却系统添加蒸馆水或去离子水，切勿加入进、自来水等硬水;当发现防冻液中有悬浮物、沉淀物或发臭时，证明防冻液己起化学反应，已变质失去功效，应及时地清洗冷却系统，并全部更换防冻液。 若购买的是浓缩防冻液，如乙二醇型故缩防冻液，可以按比例添加适量的纯水，以配制出适合本地区气温的防冻液。

21、 要注意防止防冻液的渗漏，渗漏的结果不但会造成防冻液的损失，而且严重的渗漏会稀释机油，使润滑系统产生故障。要定期检查气缸盖接合情况，保证气缸垫密封完好，缸盖螺栓要按规定拧紧。 乙二醇防冻液有毒，对肝脏有害，切勿吸人。皮肤接触后，应立即用水清洗干净。另外这种防冻液中的亚硝酸盐防腐添加剂具有致癌性，废液不要乱倒，以免污染环境。 酒精型防冻液容易挥发，使用中应注意防火，在柴油机水温高时，不要打开散热器盖，也不要让柴油机立即熄火，以免因防冻液急剧升温而突然喷出，造成失火;如果因酒精挥发使散热器液面下降时，可用80%的乙醇加注补充。 5.12冷却系统途中故障的应急方法有哪些? 在很多情况下，车辆(或设备

22、)在行驶 过程中，冷却系统会突然出现某些突如其来的小故障，导致柴油机不能运行。遇到此类问题时，下列方法也许可以试试(注意:下述方法仅仅是应急措施，一旦条件具备，应该立即进行正规修理)。 冷却风扇皮带断裂。风扇皮带损坏应立即停车更换。若无条件更换，可将原风扇皮带的断口两头钻两个小孔，用粗金属丝把断皮带连接起来应急使用。钻孔与断面应有适当的距离，以免再次拉裂，金属丝接头应留在皮带外侧，注意皮带不要调得过紧。若风扇皮带损坏严重无法连接时，可将绳索或布带、牛皮带等用铁丝扎紧，编制成一根临时使用的皮带。注意其长短和粗细应与原皮带相等，绳头应夹在中间绑好。 风扇叶片折断。行驶中若风扇叶片折断，将会因转动不平衡而引起柴油机剧烈振动，加速水泵轴承的磨损。若无配件更换，可将断片对面的一片拆掉，保持风扇的运转平衡。拆下一对叶片后风量减小较大，可将留下叶片的角度适当增大，以满足行车中的应急使用。 水泵水封漏水。行驶中水泵密封不严而漏水时，可在玻璃或平板上铺一块砂布，将水封平面修磨平整，或将水封翻转180°装配使用。若止推橡胶圈损坏、胀大变形、弹簧弹力不足、折断等，都应予以更换。装配时，不要将弹簧压死。 节温器失效。柴油机水温过高是由节温器失效引起的，使冷却液大循环流速减慢所致，行驶中可暂时将节温器卸掉不用(注意:此时应设法堵住小循环水孔