浅析卡特彼勒C15柴油发动机水温高故障诊断排除策略

浅析卡特彼勒C15柴油发动机水温高

故障诊断排除策略

摘要：阿特拉斯·科普柯ROC L8露天钻机处于钻孔模式的状态之下，卡特彼勒C15柴油发动机的水温较高，可能由于水温太高而自动报警停机，导致难以继续生产。本课题对于卡特彼勒C15发动机参数以及工作原理等信息进行了一定的阐述，并分析了导致卡特彼勒C15柴油发动机水温过高的相关因素，给出相应的故障分析法来帮助解决柴油发动机水温高这一故障。

关键词：柴油发动机；水温高；故障诊断；排除

一、卡特彼勒C15发动机背景介绍

湖南矿业股份有限公司在发展的过程中购买了阿特拉斯·科普柯ROC L8露天钻机，其发动机型号为卡特彼勒C15。新机工作状态下可能会产生水温高的情况，在对发动机进行相关检查之后，并未找出发动机方面的障碍，导致水温高现象的原因应该是钻机的工作环境温度超出了使用温度（－25 ℃ ～50 ℃ ）。发动机在连续工作了5000多个小时后，处于钻孔模式下，自动进行水温报警，而且停止所有的工作；在怠速状态下的钻机，一般发动机水温都处于正常的温度范围内。为了更好解决发动机水温高的难题，公司有委派专业的维修人员到现场进行检查，并给出柴油发动机水温高故障分析法来帮助解决发动机水温高的问题。

根据卡特彼勒C15发动机的参数配置方面，主要采取的是电控柴油喷射发动机；直列六缸、四冲程；最小功率和最大功率分别为354.0 bkw、433.0 bkw；如果发动机的转速为1800r/min，则其功率为402kw；频率处于1800～2100rpm之间。

二、卡特彼勒C15柴油发动机冷却系统工作原理

在战机处于工作模式的状态下，水泵会通过散热器来吸入冷却液，并对其进

行加压操作，从而使得冷却液流入到机缸体水套，之后又流回散热器。经历一次

次的流入流出循环，会更好的吸收气缸的热量。受冷却风扇抽吸的影响，外部气

流会被吸入到散热器背面，并朝着散热器的前面保持高速的通过。所以冷却液受

热以后经过散热器时，热量会被不断的分解到大气中，起到良好的冷却作用，使

处于高温工作状态下的零件能够及时进行冷却。

三、卡特彼勒C15 柴油发动机水温过高的原因分析

（一）柴油发动机散热系统造成发动机水温高的主要原因

1、散热器堵塞。①散热器内部管路堵塞：使用钻机过程中，一直将水当做

冷却剂，会使得很容易出现水垢，从而造成水管堵塞的情况；另外，质量不佳的

冷却液也可能会造成水管堵塞，引起发动机水温高的结果。②散热器外部散热片

网堵塞：因阿特拉斯·科普柯 ROC L8 露天钻机在工作除尘状态下需要使用水雾，而且都通过一个管路，此时可能会出现矿粉粘度大。如果矿粉被吸附于散热片上，会导致堵塞，不利于冷却效果的发挥，造成水温高的后果。

2、冷却风扇工作不良。阿特拉斯·科普柯 ROC L8 露天钻机冷却风扇在进

行工作时，通常情况下是以液压马达来促进旋转，而比例电磁阀会对马达的流量

进行控制。因此，比例电磁阀的工作状态会导致影响到冷却风扇的工作状态。若

是马达损坏，冷却风扇也会停止工作，从而导致发动机的水温高。

3、水泵故障。①水泵扇叶与水泵内腔之间存在较大的空隙，使得不利于水

循环，导致冷却效果不好。②水泵轴与水泵叶轮出现脱节的情况，使得难以顺利

形成冷却液循环，从而无法实现良好的冷却效果。

4、节温器失效。因节温器难以充分打开，会导致循环水路受到一定的阻隔，不利于散热，这种情况下，会使得发动机的水温较高。

5、发动机内部水腔积垢。为更好的降低成本，一般情况下，在使用转机时

将水作为冷却剂，可能会导致水管内壁产生机构，影响冷却液的流动，造成发动

机水温高的后果。

6、气缸窜气。喷油器水杯O型密封圈老化，存在串气的情况，导致冷却系

统温度增加。这种现象产生体现为发动机外表并没有渗漏，且冷却系统气体较多。

（二）柴油发动机发热源造成发动机水温高的主要原因

1、喷油失效

①如果喷油时间太晚，会导致气缸内燃烧速度较慢，使得废弃被滞留到气缸内，造成温度升高的情况。②如果出现喷油器损坏的现象，ECM 发动机会以电脑

控制的方式来实现对喷油器的控制，使得发动机需要承受着较大的负荷，因此，

水温会比较高。

2、发动机润滑系统润滑不良

如果发动机润滑系统有存在堵塞或机油不足，会影响机械传动。另外，润滑

油也会一定程度影响发动机的冷却效果，造成水温高的现象。如果发动机机油的

品质不理想，可能也会对润滑效果产生不利影响，进而导致水温高的情况。

3、废气影响

排气背压增高、阻力增大等这些因素的出现会导致气缸内温度较高。一般主

要会伴随着动力性能的下降。消声器漏气会导致冷却风的温度增加，不利于发动

机的散热，造成水温高的现象。同时，涡轮增压器冷却效果不佳以及发动机元件

磨损等都会使得产生水温高的情况。另外，还需要排除是否存在虚报的现象，对

水泵上水管的温度进行检查，保证其与显示器温度一致。

四、卡特彼勒C15 柴油发动机水温高故障排除方法

（一）检查水温传感器的显示温度，观察水泵上水管温度是否与显示器屏幕

温度一致，排除传感器虚报的情况。

（二）观察散热器散热片，避免产生堵塞的情况。

（三）观察冷却系统，排除有外部漏水的情况，如果水管和散热器四周有潮

湿或者有水柱射出，则可以判断为外部漏水。

（四）检查冷却风扇转速，需要首先对冷却风扇马达的比例电磁阀进行检查。在开展监察工作的过程中，首先要求钻机正常使用，之后断开比例电磁阀电线，

对风扇的转速进行分析；另外，也可以采取重新换一个比例电磁阀之后进行比较

分析的方式，对于新旧电磁阀的转速进行对比，从而找寻出所存在的不足之处。

如果一切检查均显示电磁阀正常，就要开始对冷却风扇转数开展检查，并需要使

用到转速测速仪，保证转速符合参数要求。

（五）对发动机润滑系统进行检查，主要观察机油的品质，如粘度、闪点、

凝点、总碱值和添加剂等内容。另外，需要对管路进行检查，排除堵塞的情况。

（六）如果冷却风扇的转速处于正常状态，这时可以使用红外线温度枪，对

上下水管的温度差开展检查工作，通过流速测速仪来观察冷却液流速。如果上下

水管温度差较小，并且伴随着流速低的现象，此时可以推测是因为节温器失效在

关闭位置所导致，要进行拆检。把节温器放置在水中加热，如节温器正常，需要

对水泵进行拆检，考虑是由于叶轮脱落所造成的。

（七）对散热片温度进行观察，若是散热片温度不均匀，则考虑是出现内部

堵塞的现象。

（八）观察喷油系统，保证喷油时间正时，并将 ET 接口进行了解，对喷油

器的喷油情况进行查看，检查喷油系统是否有存在损害的现象。

（九）若是以上这些检查结果都显示没有问题，同时冷却液温度较高时的发

动机动力较低，并且出现很多的高温气体，则可以考虑为喷油器水杯处窜气，此

时只需要观察机油中的冷却液是否充足。

（十）如果长期将水来作为冷却剂，水温高有可能是因为积垢太多所导致，

此时可以使用化学溶剂进行清洗。

（十一）观察废气，若排气背压增高，可能会使得排气时受到一定的阻碍，

难以排出废气，一些废气滞留在气缸内，使得产生温度高的情况。这种状态之下，动力性能会比较低，消声器漏气会使得冷却风的温度较高，因此不利于发动机散热，从而使得水温高。