Analiza przyczyn i eliminacja nadmiernej temperatury silnika wysokoprężnego serii Deutz chłodzonego powietrzem

1 Przedmowa
Ze względu na fakt, że chłodzony powietrzem silnik wysokoprężny serii Deutz (zwany dalej silnikiem wysokoprężnym) nie wymaga układu chłodzenia wodą, ma on zalety prostej konstrukcji, niskich kosztów produkcji, dobrej ekonomiki, silnej adaptacji do środowiska, szybkiego nagrzewania silnik i dobre parametry rozruchowe. Jednak ze względu na wymuszone chłodzenie silnika wysokoprężnego przez wiatr, jeśli silnik wysokoprężny nie jest prawidłowo użytkowany i konserwowany, temperatura silnika wysokoprężnego będzie zbyt wysoka, co spowoduje włączenie alarmu temperatury głowicy cylindrów i temperatury oleju alarm.
Jeśli temperatura silnika wysokoprężnego jest zbyt wysoka, doprowadzi to do zmniejszenia mocy, nawet do wyciągnięcia cylindra, przypalenia płytek i innych wypadków, a nawet do poważniejszych wypadków, doprowadzi do samozapłonu silnika. Ze względu na zjawisko polegające na tym, że temperatura oleju w silniku wysokoprężnym chłodzonym powietrzem jest zbyt wysoka w trakcie użytkowania, w niniejszym artykule przeanalizowano różne przyczyny i metody rozwiązywania problemów pod różnymi kątami, a ponadto przedstawiono typowe usterki na przykładach.

2 Wprowadzenie do silników wysokoprężnych serii Deutz
2.1 Zakres zastosowania
Chłodzone powietrzem silniki wysokoprężne serii Deutz to chłodzone powietrzem silniki wysokoprężne typu V produkowane przez Deutz (KHD), Niemcy, głównie 12 i 8 cylindrów, które są szeroko stosowane w kolejowych urządzeniach do jazdy na kołach. Główne modele to podbijarka DCL-32/DC-32, stabilizator mocy WD-320, ciężarówka kształtująca balast SPZ-200/DPZ{10}} i środek do czyszczenia ekranu QS -650.
2.2 Charakterystyka techniczna
Silnik wysokoprężny ma czterosuwową, szybkobieżną konstrukcję w kształcie litery V, a zawarty kąt układu cylindrów wynosi 90 stopni; Wtrysk bezpośredni typu ω Komora spalania w kształcie litery U lub U; Zastosowano skrzynię korbową Gantry i jedną pokrywę dla każdego cylindra, a mechanizm korbowodu wału korbowego to wielopodporowe trójwarstwowe łożysko ślizgowe ze stopu; Korbowód równoległy i tłok chłodzony olejem z trzema pierścieniami uszczelniającymi; Poziomy wentylator osiowy z przednimi nieruchomymi łopatkami; Zawór górny z urządzeniem obrotowym i mechanizmem rozrządu przystosowany do pracy z dużymi prędkościami; Układ zasilania olejem z automatycznym wtryskiwaczem; Układ zimnego rozruchu z grzałką płomieniową i dodatkowym urządzeniem grzewczym; Mechanizm napędowy tylnej zębatki śrubowej.
2.3 Parametry techniczne silnika wysokoprężnego Deutz
Specyficzne znaczenie kodu modelu: dostępne są głównie modele Deutz 413 i 513 chłodzone powietrzem, a znaczenie kodu modelu pokazano na rysunku 1.

W tabeli 1 przedstawiono główne parametry techniczne silników wysokoprężnych chłodzonych powietrzem serii DEUTZ B/L413F/513/C.

Temperatura alarmowa głowicy cylindrów silnika wysokoprężnego wynosi 175 stopni, temperatura alarmowa oleju do silników wysokoprężnych z doładowaniem wynosi 125 stopni, a temperatura alarmowa oleju do silników wysokoprężnych bez doładowania wynosi 115 stopni.

3 Analiza przyczyn wysokiej temperatury silnika ZS

3.1 Awaria układu chłodzenia
   (1) Chłodnica nie jest czysta
Tuleja cylindrowa, głowica cylindrów, chłodnica oleju i chłodnica międzystopniowa turbodoładowanego silnika wysokoprężnego są głównymi częściami rozpraszania ciepła silnika wysokoprężnego. Jeśli na chłodnicy zgromadzi się kurz, wpłynie to bezpośrednio na efekt chłodzenia silnika Diesla. Dlatego części te należy regularnie czyścić, a obieg oleju lub oleju na wentylatorze, tulei cylindrowej, chłodnicy oleju i chłodnicy oleju hydraulicznego należy w dowolnym momencie wyeliminować, aby uniknąć przyspieszonego gromadzenia się kurzu.

    (2) Słabe uszczelnienie płyty prowadzącej powietrze chłodzące
Schemat przepływu powietrza chłodzącego silnika wysokoprężnego Deutz pokazano na rysunku 2 (schemat przepływu powietrza chłodzącego).

Zadaniem deflektora powietrza jest kierowanie powietrza chłodzącego tuleję cylindrową w celu uzyskania równomiernego chłodzenia tulei cylindrowej, dlatego deflektor powietrza musi być kompletny, wolny od pęknięć i spadających bloków oraz w razie potrzeby wymieniony. Położenie drążka kierowniczego deflektora powietrza powinno być regularnie sprawdzane, a deflektor powietrza powinien być w odpowiednim czasie regulowany i dokręcany w przypadku przemieszczenia.

   (3) Górna pokrywa komory ciśnieniowej powietrza jest słabo uszczelniona
W celu przeprowadzenia innych prac konserwacyjnych i naprawczych silnika Diesla, czasami zdejmuje się pokrywę komory ciśnieniowej powietrza, co może spowodować zgubienie śrub mocujących. Dlatego należy sprawdzić, czy śruby mocujące pokrywę komory ciśnieniowej są kompletne i dokręcone, czy pokrywa komory ciśnieniowej nie jest zdeformowana i uszkodzona oraz czy listwa uszczelniająca jest kompletna.

(4) Problem z wentylatorem chłodzącym
Wlot wentylatora chłodzącego nie jest gładki. Jeśli ochronna płyta ogrodzeniowa wentylatora chłodzącego zostanie zablokowana przez brud olejowy lub pył zgromadzi się na nieruchomych łopatkach wentylatora, wpłynie to na przewodność powietrza, zmniejszając w ten sposób objętość powietrza wlotowego i wydajność pracy wentylatora chłodzącego. Dlatego należy regularnie czyścić brud na wentylatorze chłodzącym i ogrodzeniu ochronnym.

Wtórny filtr oleju jest brudny. Obudowa filtra dokładnego oleju jest połączona z bębnem napędowym łącznika, więc dopóki silnik wysokoprężny się obraca, obudowa filtra dokładnego oleju również będzie się obracać, a ciała obce w oleju zostaną oddzielone na wewnętrznej ścianie obudowa filtra dokładnego oleju pod działaniem siły odśrodkowej, tworząc efekt filtra dokładnego o wysokiej wydajności. Jeśli olej nie będzie czyszczony przez dłuższy czas, wewnętrzna ścianka filtra dokładnego oleju stanie się grubsza, działanie filtra dokładnego ulegnie pogorszeniu, a olej ulegnie zabrudzeniu, co wpłynie na ogólne chłodzenie silnika Diesla. Dlatego regularnie, przynajmniej raz w roku, sprawdzaj i czyść dokładny filtr oleju.

Metoda: Jak pokazano na rysunku 3 (schemat konserwacji filtra dokładnego oleju), odkręcić śrubę z łbem sześciokątnym 1, zdjąć pokrywę 2, odkręcić śrubę z łbem sześciokątnym 3 i zdjąć pierścień wzmacniający. Obróć klucz nasadowy w prawo, wyciągnij miskę filtra 4, zdejmij pokrywę filtra i wyczyść wnętrze, zwróć uwagę na prawidłowe położenie pierścienia „O” podczas ponownego montażu i natychmiast wymień uszkodzony pierścień „O”. Podczas jazdy próbnej sprawdź, czy uszczelnienie jest normalne.

   (5) Czujnik temperatury i termometr są wadliwe lub uszkodzone. Problem z czujnikiem lub termometrem doprowadzi do nieprawidłowego wyświetlania temperatury silnika lub fałszywego alarmu wysokiej temperatury. Problem można rozwiązać, wymieniając odpowiedni czujnik lub termometr.

3.2 Niewystarczający dolot do komory spalania silnika wysokoprężnego

    (1) Zatkany filtr powietrza
Ze względu na trudne środowisko pracy maszyn do konserwacji kolei, filtr powietrza jest łatwy do zablokowania przez kurz, co skutkuje niewystarczającym poborem silnika wysokoprężnego, pogorszeniem spalania, wyższą temperaturą spalin i niższą mocą. Dlatego filtr powietrza należy regularnie czyścić lub wymieniać w razie potrzeby.

    (2) Awaria wskaźnika konserwacji filtra powietrza
Sprawdź, czy wskaźnik konserwacji nie jest uszkodzony. Jeśli wskaźnik konserwacji nie działa, operatorowi nie jest łatwo obserwować jego wewnętrzną czystość. Może on być stopniowo blokowany przez kurz, co może spowodować wzrost temperatury silnika Diesla, aw skrajnych przypadkach jego wyłączenie.

(3) Nieszczelność rury wlotu powietrza i rury wydechowej
Jeśli rura wlotowa nie jest uszczelniona, moc silnika wysokoprężnego zostanie bezpośrednio zmniejszona. Jeśli rura wydechowa nie jest uszczelniona, ciśnienie doładowania będzie bardzo niskie dla turbodoładowanego silnika wysokoprężnego. Jeśli przepustnica zostanie zwiększona, gdy moc nie zostanie osiągnięta, wtrysk paliwa będzie nadmierny, spalanie silnika Diesla ulegnie pogorszeniu, a obciążenie termiczne wzrośnie i przegrzeje się. W przypadku rozszczelnienia sprawdzić, czy wszystkie pierścienie uszczelniające są kompletne, czy wszystkie śruby kołnierza są dokręcone, a łączniki kołnierzowe są uszkodzone.

  (4) Zanieczyszczenie chłodnicy międzystopniowej
W przypadku silników wysokoprężnych z turbodoładowaniem temperatura powietrza dolotowego po przejściu przez sprężarkę gwałtownie wzrasta, co bezpośrednio wpływa na objętość ładowania silnika wysokoprężnego, podczas gdy chłodnica powietrza doładowującego może schładzać powietrze dolotowe o wysokiej temperaturze. Zwykle, gdy temperatura na wlocie wentylatora chłodzącego wynosi 25 stopni, a temperatura na wlocie na wylocie sprężarki wynosi 150 stopni, temperaturę na wlocie za chłodnicą powietrza doładowującego można obniżyć do około 70 stopni. Jeśli górna część chłodnicy międzystopniowej jest pełna kurzu, wpłynie to bezpośrednio na efekt chłodzenia chłodnicy międzystopniowej i należy ją natychmiast wyczyścić.

(5) Awaria turbosprężarki
Przyczyny awarii doładowania obejmują: ① zmniejszona objętość wlotowa silnika wysokoprężnego z powodu długotrwałego użytkowania lub słabego usuwania kurzu z filtra powietrza, co może powodować przegrzewanie się silnika wysokoprężnego. Dlatego czas czyszczenia odpowiednich części należy wydłużyć, a kamień należy usunąć i zeskrobać, gdy jest poważny. ② Osady węgla są generowane w sprężarce doładowującej, a długotrwałe złe spalanie silnika Diesla może powodować tworzenie się osadów węglowych po obu stronach koła turbiny, między obracającym się wałem a labiryntowym pierścieniem uszczelniającym, co wpływa na działanie sprężarki doładowującej, i dodatkowo pogarsza spalanie. Działania eliminacyjne mają na celu zapewnienie dobrego stanu spalania silnika wysokoprężnego oraz regularny demontaż i kontrolę sprężarki.

   (6) Słaby wydech
Jeśli rura wydechowa jest zdeformowana lub zablokowana, wpłynie to bezpośrednio na wydech silnika wysokoprężnego, zmniejszy ilość świeżego powietrza i wpłynie na prędkość doładowania, powodując zmniejszenie ciśnienia dolotowego, pogorszenie silnika wysokoprężnego spalanie i wzrost temperatury. Dlatego konieczne jest częste sprawdzanie i czyszczenie rury wydechowej i innych kanałów wydechowych, aby wyeliminować blokadę.

3.3 Awaria układu paliwowego

   (1) Awaria wtryskiwacza
Ogólnie rzecz biorąc, wtryskiwacz paliwa przecieka lub rozpylenie paliwa jest słabe, co pogarsza spalanie silnika wysokoprężnego i powoduje przegrzanie silnika wysokoprężnego. Z tego powodu należy wyregulować ciśnienie wtrysku wtryskiwacza paliwa. Jeśli wtrysk jest nieprawidłowy, należy wymienić wtryskiwacz paliwa i wyregulować ciśnienie wtrysku.

    (2) Błąd kąta wyprzedzenia zasilania paliwem
Prędzej czy później pompa wtryskowa wpłynie na wydajność pracy silnika wysokoprężnego, tak że ciepło wydzielane podczas spalania nie będzie mogło być w pełni wykorzystane do pracy, dlatego należy ją wyregulować na czas. Tabela 2 przedstawia kąt wyprzedzenia wtrysku i ciśnienie wtrysku chłodzonego powietrzem silnika wysokoprężnego Deutz.

    (3) Awaria popychacza paliwa
Uszkodzenie wyprzedzenia wtryskiwacza paliwa doprowadzi do błędu kąta wyprzedzenia zasilania paliwem, wpłynie na wydajność pracy silnika wysokoprężnego i spowoduje przegrzanie silnika wysokoprężnego. Usuń zaliczkę, aby sprawdzić uszkodzenie i naprawić je.

   (4) Objętość wtrysku paliwa pompy wtryskowej jest zbyt duża
Objętość wtrysku paliwa pompy wtryskowej powinna być dostosowana do wysokości terenu, na którym znajduje się silnik Diesla. W przypadku silnika wysokoprężnego objętość dolotowa i objętość wtrysku paliwa w komorze spalania są dopasowane. Oba określają poziom mocy i temperatury silnika wysokoprężnego. Jeśli objętość wtrysku paliwa nie odpowiada wysokości regionu, co skutkuje dużą objętością wtrysku paliwa, obciążenie termiczne silnika wysokoprężnego będzie wysokie, a objętość wtrysku paliwa należy dostosować zgodnie z parametrami technicznymi silnika wysokoprężnego . Tabela 3 przedstawia referencyjną objętość wtrysku paliwa dla 100 cykli tłoka pompy wtryskowej chłodzonego powietrzem silnika wysokoprężnego Deutz.

3.4 Awaria układu smarowania

    (1) Nieprawidłowy poziom oleju
Pozycja oleju w misce olejowej zależy od tego, czy wał korbowy nie jest zanurzony. Gdy poziom oleju jest zbyt wysoki, wał korbowy będzie mieszał olej, podnosząc w ten sposób temperaturę oleju; Gdy poziom oleju jest zbyt niski, obciążenie krążące oleju jest duże, a temperatura oleju również wzrasta. W celu dokonania pomiaru poziomu oleju w silniku wysokoprężnym, który stał przez dłuższy czas przed uruchomieniem oraz w celu dokonania pomiaru poziomu oleju bezpośrednio po zatrzymaniu silnika wysokoprężnego, na skali oleju napędowego DEUTZ umieszcza się dwa rodzaje znaczników.

Oznaczenie punktowe: po dłuższym postoju silnika wysokoprężnego poziom oleju przed uruchomieniem należy zmierzyć zgodnie z oznaczeniem punktowym.

Oznaczenie linii: gdy silnik wysokoprężny zatrzyma się po pracy na biegu jałowym przez 1–2 minuty, zmierz poziom oleju zgodnie z oznaczeniem linii.

(2) Brudna chłodnica oleju
Brudna chłodnica oleju zmniejszy efekt chłodzenia oleju i zwiększy jego temperaturę. Rozwiązaniem jest regularne czyszczenie chłodnicy oleju.

    (3) Uszkodzony zawór regulacji temperatury w chłodnicy oleju
Zawór regulacji temperatury oleju jest zainstalowany w korpusie zaworu obejściowego poniżej chłodnicy oleju. Zadaniem zaworu regulacji temperatury oleju jest zapewnienie normalnej pracy silnika Diesla podczas zimnego rozruchu lub w warunkach wysokiej temperatury i niskiej temperatury. W tym czasie, ze względu na dużą lepkość i wysokie ciśnienie oleju, wymuszone chłodzenie nie sprzyja podniesieniu oleju do normalnej temperatury roboczej. Gdy olej osiągnie 94 stopnie, zawór regulacji temperatury otwiera się, aby umożliwić cyrkulację oleju przez chłodnicę oleju w celu chłodzenia. Gdy temperatura jest niższa niż 94 stopni, zawór regulacji temperatury jest zablokowany, a olej jest bezpośrednio omijany do oleju pierwotnego filtr. Gdy zawór regulacji temperatury ulegnie awarii, olej obiegowy nie może zostać schłodzony przez chłodnicę oleju, co powoduje wzrost temperatury oleju.

4 Typowa analiza błędów

Model silnika Diesla z usterką to F12L513F; Nazwa mechanicznej ciężarówki, w której znajduje się silnik wysokoprężny, to 08-32 ciężarówka do ubijania.

4.1 Zjawisko awarii
Gdy wóz podbijający pracuje dłużej niż pół godziny, temperatura oleju silnikowego włączy alarm, a ciśnienie oleju silnikowego spadnie o około 1 bar. W tym czasie zmierzona temperatura oleju silnikowego przekroczy 110 stopni.

4.2 Analiza usterek
Alarm nadmiernej temperatury oleju silnikowego powinien być spowodowany złym odprowadzaniem ciepła przez olej silnikowy. Zgodnie ze zjawiskiem silnika wysokoprężnego główne przyczyny nadmiernej temperatury oleju są następujące:

(1) Prędkość wentylatora chłodzącego jest zbyt niska lub przestaje działać.
(2) Słabe uszczelnienie komory ciśnieniowej powietrza powoduje niskie ciśnienie w komorze ciśnieniowej powietrza i ciepło nie może zostać rozproszone.
(3) Brudna powierzchnia chłodnicy oleju powoduje słabe odprowadzanie ciepła z chłodnicy.
(4) Termostat chłodnicy oleju nie działa prawidłowo, co powoduje, że chłodnica nie działa.

4.3 Proces kontroli silnika Diesla
(1) Sprawdź obrotomierzem, czy prędkość wentylatora wynosi około 4700 n/min i mieści się w normalnym zakresie prędkości.
(2) Sprawdź pasek uszczelniający komory ciśnieniowej powietrza i wszystkie osłony przeciwwiatrowe. Pasek uszczelniający jest nienaruszony. Podczas sprawdzania deflektora stwierdzono brak dwóch śrub mocujących na jednym deflektorze i wyciekało stamtąd trochę powietrza chłodzącego. Po dokręceniu brakujących śrub analizuje się, czy wyciek powietrza chłodzącego w tym miejscu nie wystarczy, aby temperatura oleju wzrosła do poziomu alarmowego.
(3) Kontynuuj sprawdzanie. Sprawdzić, czy powierzchnia chłodnicy jest wolna od zabrudzeń olejowych, a chłodnica jest dobrze wentylowana po przedmuchaniu jej powierzchni sprężonym powietrzem.

(4) Po rozebraniu chłodnicy oleju stwierdzono brak oleju na termostacie. Po rozebraniu termostatu grzejnikowego okazało się, że termostat nie może działać prawidłowo. Po wymianie nowego termostatu stwierdzono, że zmierzona temperatura oleju w misce olejowej nadal spadała podczas pracy silnika Diesla, a ciśnienie oleju również wróciło do normy. Po ponownym przeprowadzeniu ciągłej operacji ubijania alarm temperatury oleju zniknął, a zmierzona temperatura oleju w misce olejowej pozostała w normalnym zakresie 90 ~ 95 stopni.

    4.4 Proces generowania błędów
Ponieważ termostatu nie można normalnie otworzyć, olej silnikowy nie został schłodzony przez chłodnicę, co powoduje zbyt szybki wzrost temperatury oleju silnikowego. Po ciągłej pracy lepkość oleju silnikowego spadnie, a ciśnienie spadnie. Jeśli ta usterka nie zostanie usunięta przez długi czas, spowoduje to również poważne konsekwencje, takie jak ściąganie cylindra i łożyskowanie.

5 sugestii

Efekt chłodzenia silnika wysokoprężnego chłodzonego powietrzem wpływa na żywotność silnika wysokoprężnego. Układ chłodzenia należy regularnie sprawdzać i konserwować.
(1) Przynajmniej raz w roku należy czyścić szlam olejowy w odśrodkowym filtrze dokładnym złącza wentylatora, aby zapewnić normalny dopływ oleju do złącza.
(2) Regularnie sprawdzaj szczelność komory ciśnieniowej powietrza silnika wysokoprężnego, sprawdzaj każdą przednią szybę i pasek uszczelniający oraz naprawiaj i wymieniaj uszkodzone na czas.
(3) Regularnie sprawdzaj działanie termostatu. Gdy temperatura oleju w misce olejowej osiągnie 90 ~ 95 stopni, chłodnica oleju powinna mieć gorące powietrze, to znaczy termostat powinien być w stanie otwartym. Jeśli nie ma rozpraszania ciepła przy 95 stopniach, sprawdź termostat.
(4) Regularnie używaj powietrza pod ciśnieniem, aby usunąć brud i kurz z powierzchni chłodnicy, aby chłodnica mogła utrzymać dobry efekt rozpraszania ciepła.