工程机械发动机常见过热原因分析及解决措施

工程机械发动机常见过热原因分析及解决措施
摘要：在社会和经济发展过程中，各领域都会使用到机械设备，尤其是在工程
建设过程中，机械设备成为提高工程施工效率和质量重要的组成部分。

但是在使
用工程机械过程中，发动机长时间使用会出现过热的现象，若未能及时实施控制
措施，会使发动机受到高温的影响无法正常运行。

本文围绕工程机械发动机常见
过热原因分析以及实施的解决措施展开讨论，为解决发动机过热问题提供参考依据。

关键词：工程机械；发动机；过热原因；解决措施
引言
工程机械设备在使用过程中，发动机会出现过热问题，一般发动机的温度超
过90℃时，此时发动机内部的散热器，会处在开锅沸腾的状态，在高温的作用下，发动机的导热能力受到影响，并且在持续的高温影响下，发动机内部的零件出现
严重的磨损情况，构件强度和刚度无法满足运行需求。

针对高温对机械发动机产
生的影响，根据引发高温的原因进行深入的分析，以此实施解决措施降低温度。

1. 机械发动机过热原因
工程机械发动机过热只有两种原因：散热能力不足和热负荷过大（即产热过多）。

1.1散热能力不足
在发动机系统中，冷却循环系统是重要的组成部分，利用冷却液将发动机运
行时的温度控制在合理的范围内，从而避免发动机受到高温的影响，导致发动机
无法正常的运行。

散热能力不足主要体现在发动机冷却系统上，工程机械发动机
冷却系统主要有水箱(散热器）、风扇、风扇皮带、节温器、水泵、水管、水温表
等组成，在近年新出的部分工程机械中，出于节能的考虑也有采用液压风扇泵驱
动风扇马达从而带动风扇转动的方式进行散热，从而达到更好的热平衡状态，比
如小松WA-6系列装载机。

1.1.1常规散热不良。

常规散热不良原因主要体现在六个方面：
一、冷却液不足。

机械设备在运行时，出现过热的原因主要是冷却液不足引
发的，一方面是冷却系统出现渗漏问题，另一方面冷却液受到高温作用出现蒸发
问题。

冷却系统出现渗漏情况时，主要是冷却系统的管道损坏、连接处密封性能
降低以及散热器损坏等，都会引发冷却系统出现渗漏问题。

冷却系统出现蒸发问
题时，主要是发动机温度过高，冷却液蒸发速度不断加快，导致冷却系统内的冷
却液不断减少；
二、风扇损坏。

风扇因在转动过程中碰到异物或者自身老化原因，导致叶片
残缺或损坏，导致散热风力不足，从而导致发动机高温；
三、散热器失去散热功能。

散热器失去散热功能体现在外部和内部两个方面。

外部方面散热器通风孔堵塞。

发动机在工作状态下，风扇运行时会将灰尘传入至
散热器内，灰尘不断的堆积在散热器散热片上，导致散热器传导空气流通截面面
积不断减少，并且大量的灰尘严重影响到散热器的散热能力。

内部方面，在发动
机长时间运行后，内部会受到水体的影响，导致散热器出现水垢，受到水垢的影响，散热器传热能力降低，水循环受阻；
四、风扇皮带打滑。

提高冷却系统的散热能力，需要提高皮带的传动能力，
有助于使风扇保持快速的转动能力。

但是风扇皮带长时间运行紧固能力降低，导
致皮带出现过松的情况，从而降低风扇的转速，一旦风扇的转速降低，冷却系统
中运行效率下降，产生的热量不断堆积在发动内；
五、节温器的影响。

在水箱的出水口位置会安装节温器，通过节温器降低水
体的温度，以便冷却水在循环系统内不断的运行，从而获得良好的冷却效果。

通
常情况下若冷却水温未能超过70℃时，冷却液无需经过散热器。

若发动机温度超
过80温度时，冷却液会经过散热器的大循环，提高冷却系统的散热能力。

但是
节温器出现问题后，导致冷却液无法经过大循环，冷却系统无法正常的工作，致
使发动机内部温度不断升高；
六、水泵损坏。

当发动机运转以后，水泵的作用是泵送冷却液，使冷却液在
发动机冷却系统中不断循环，让冷却液经过发动机缸体各部件的同时带走热量，
带入散热后的冷却液，保证发动机正常工作温度。

当水泵叶片或者水泵密封损坏时，发动机冷却液循环效率降低，从而导致发动机温度升高；
七、水管老化。

水管老化不仅容易导致冷却液爆管的情况出现，同时水管老
化容易出现强度变低导致变形，尤其是发动机下水软管老化时，因水泵泵水一定
压力原因，导致下水管吸扁，从而冷却液循环效率降低，导致发动机高温。

1.1.2采用风扇马达进行散热的工程机械散热不良。

近年来出于节能的考虑，
部分工程机械采用了液压风扇马达驱动风扇转动进行散热的方式，控制系统根据
冷却液温度，自动调节风扇马达转速，从而达到理想的热平衡状态。

该类机型发
动机温度过高情况，除了常规原因中的冷却液、散热器、节温器、水泵、水管之外，风扇马达因液压系统保养不良内部磨损内泄过大是导致发动机高温的主要原因。

风扇马达因磨损导致液压压力较低，风扇转速过低从而导致散热不足，发动
机温度过高。

1.2热负荷过大
1.2.1发动机工作粗暴。

发动机出现工作粗暴的情况，主要是着火时间过长，
在发动机内部的燃料充分燃烧后，受到火焰的作用下，发动机内部燃料燃烧速度
不断加快，此时发动机内部压力不断提高。

在发动机工作粗暴状态下，发动机内
部燃烧气体会产生大量的热量，产生的热量超过气缸壁的传导能力，使得冷却液
温度不断升高，最终导致发动机出现过热的情况。

1.2.2喷油时间过迟。

喷油时间过迟主要与喷油提前角过小有关，在发动机燃
烧过程中，会出现较多的移动膨胀做功现象，活塞处的火焰与气缸壁不断的接触，气缸壁热量不断升高，致使发动机内部出现过热的情况。

1.2.3积碳。

发动机内的燃料未能充分燃烧，会产生较多的杂质堆积在燃烧室内，最终形成积碳，积碳可以引发发动机出现过热情况。

1.2.4发动机装配过紧。

发动机出现装配过紧的情况，会使发动机内的构件受
到较大的摩擦阻力，持续的摩擦会产生较多的热量，热量传递至冷却系统，导致
冷却系统热负荷过大，进而升高发动机内部的温度。

1.2.5操作不当。

在工程机械运行过程中，由于承受较大的运行荷载，在持续
运行中若出现操作不当，或者受到高温环境的影响，都会增加冷却系统的热负荷，并且冷却系统热交换能力不断降低，此时发动机内部温度不断升高。

2. 故障排除措施及案例
2.1常规冷却系统检查
工程机械操作人员在每次操作工程机械前，应对发动机冷却液、机油进行检查。

在检查过程中若发现冷却液或者机油缺少应及时补加，并检查是否存在明显
漏水点，若出现漏冷却液的情况，应及时封堵漏点。

在工作机械操作过程中若出
现发动机温度过高情况，应停下设备，由简至繁逐一对冷却系统进行检查：
一、检查冷却液是否缺少，是否出现新的冷却液漏点，若出现应及时进行维
修封堵或更换相关部件；
二、观察散热器的通风状态、清理冲洗散热器外部散热片的积垢，通过上述
操作，可以使冷却系统保持正常的状态，避免发动机出现过热的情况；
三、检查风扇皮带松紧度。

应检查风扇皮带的松紧程度，在发动机处于停止
运行状态时，工作人员手动操作风扇叶片，观察叶片的转动情况，若叶片在人工
操作下可以正常的滑转，证明风扇皮带过松，需要紧固风扇的皮带。

此外根据皮
带松紧度标准，风扇在受到29-49N作用力后，发电机和风扇轮间的间隙保持在
10-20毫米范围内，有助于风扇皮带松紧度保持在最佳状态；
四、检查水管。

启动设备观察在发动机运转过程中下水管是否存在吸扁现象，若存在应及时更换；
五、检查节温器。

拆下节温器，放进加热的水中，观察节温器是否随水温的
升高而逐渐打开，若未打开应更换；
六、检查水泵。

拆卸水泵，检查其转动是否灵活，观察其叶片是否损坏，测
试其密封是否良好，若发现问题，应进行更换；
七、检查散热器内部水垢。

首先维修人员检查散热器加水口处的水垢，若发
现该位置存在明显水垢，应对散热器进行专业清洗。

若加水口水垢不明显，再排
除了其他可能存在的情况下，应将散热器送至专业维修清洗点拆开后进行专业清洗。

2.2采用液压风扇马达散热的工程机械措施
针对此类机械排除了常规原因之外，应对液压系统中的相关散热部件，比如
液压马达等进行标准模式下的液压压力及风扇转速进行检测，若发现压力低于标
准值，应对液压风扇马达进行维修或更换。

2.3检查发动机工作力度
若发动机运行时出现工作无力情况时，一般发动机会出现声音沉闷情况，此
时冷却水温度以及排气温度都会升高，在该种状态下，发动机的喷油提前角过小，引发发动机工作力度出现问题。

工作人员应及时调整喷油提前角，避免发动机工
作力度过大，引发发动机出现过热情况。

2.4案例
2.4.1案例一
描述：2011年夏天中铁某公司一台小松PC220-8挖掘机在青海西宁兰新第二
双线某隧道内施工，该机小时计显示已用1850小时，近三个月以来发动机高温
现象越来越明显，直至每工作半小时就报警停机。

检查：维修人员到达现场后发现虽隧道内通风较差温度较高，但不足导致挖
机异常高温。

该机冷却液未缺少，在针对挖机外部进行逐项检查发现挖机散热器
散热片存在一定积垢。

处理：首先对散热器外部进行冲洗，有一定效果但干一个多小时依然温度偏高，询问得知驾驶员最初因温度偏高其已将节温器直接取掉，但未按规定堵住小
循环，将节温器重新安回，高温小时。

总结：恶劣工况条件下，发动机高温通常是若干原因综合影响造成的，处理
过程中不仅要认真检查每个可能部位，也要询问驾驶员该机具体机况及改动。

2.4.2案例二
描述：2012年春天中铁某公司一台小松WA470-6装载机在福建赣龙铁路施工，
该机小时计显示2270小时，现出现工作一小时左右发动机及液压系统高温。

检查：常规检查中未发现明显问题，因该机采取液压风扇马达驱动风扇进行散热，对该机在检测状态下（即发动机高怠速，水温和液压油温95℃以上，变矩器油温105℃以上）进行检测，发现此时风扇马达溢流压力10.5MPa，低于标准14.2±1.4MPa，此时风扇转速1100rpm，低于1400±100rpm。

处理：更换风扇马达后，发动机不再高温。

总结：对采用液压风扇马达驱动风扇进行散热的机型，日常要做好液压系统的保养，定期更换相关滤芯、液压油，液压马达的高速运转，对液压油品提出了更高要求。

结语
综上所述，在工程机械运行过程中，发动机经常出现过热的情况，针对发动机过热原因进行深入的分析，一方面根据原因实施有效的解决措施，使发动机的温度控制在合理的范围内，另一方面根据工程实际情况，合理调整工程机械使用方案，充分发挥工程机械的机械作用，提高工程机械的使用效率。

参考文献
[1]陈章华.工程机械发动机保养及维护分析[J].中国新技术新产品.2014(03):229.。