发动机水温过高过热的原因及故障排除

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科技技术应用|TECHNOLOGY APPLICATION
一、发动机水温过高原因分析
具体而言，发动机水温过高的原因主要有以下几点：第一，水泵出现故障，比如水泵轴与水泵叶轮脱节，叶轮断裂中断了冷却液的循环过程；或者水泵皮带出现问题，影响冷却液的正常循环；也有可能是水泵出现冷却液泄漏故障，主要是由于壳体与气缸体的衬垫受损、螺钉松动等原因造成的。

第二，节温器出现故障，失效无法打开，或者开度不足均有可能造成循环管路的阻隔，从而影响到发动机的大循环造成温度过高。

第三，散热器出现堵塞故障，主要分为两种情况，一种是散热器内部管路出现堵塞，主要是由于车辆机械长期用水作为发动机冷却剂，积攒下大量水垢，堵塞散热管造成水温升高；另外一种情况是散热器的外部散热片网格被杂物堵塞。

由于港口自然环境较差，粉尘再加上严重的污染锈蚀等等，散热器中难免会附着大量杂物、灰尘，如大豆皮屑、玉米粉、硫磺粉、桉木片的木绒等，遇水后这些杂物就牢牢的粘贴在散热器片的表面，对冷却液的散热性能产生不利影响，最终导致水温过高。

第四，冷却液量不足导致水温过高，尤其是冷却系统经过拆解后初次注入冷却液，这时节温器处于关闭状态，加注时会出现气阻等问题；如果车辆设置有排气阀，则要在排气后继续加注冷却液，足量为止；如果车辆没有排气阀，可以先加满冷却液，在发动机运转一定时间后再加足量。

此时要注意，并非初次加满后就表示冷却液已经足量了。

第五，液压油散热器与冷却水散热器并排安装在一起，两个散热器的里表面难以清洁，造成冷却水散热器的通风效果较差，影响冷却水的散热，导致水温过高。

第六，汽缸密封问题。

汽缸内燃烧后高温高压气体会窜入冷却系统，快速升高冷却系统的温度，这种情况比较常见，通常如果发动机外表未出现泄漏故障，但是冷却液却经常短缺，则会出现这类问题。

这是由于汽缸的密封性能下降引起的。

由于汽缸体与气缸盖都是铸件，车辆运输过程中长期受冷却速度的影响，缸体与缸盖下的平面会出现变形，最终汽缸垫的密封性能就会下降。

第七，液压风扇驱动系统异常，冷却水从发动机气缸、缸盖中出来，在经过节温器后会流经散热器，此时液压驱动系统的液压风扇会对空气产生吸力，气流的速度也会加快，最终散热器再对其进行冷却。

此时如果液压风扇的转速相对较慢，就会对散热器的散热功能产生直接的影响，最终导致发动机的水温过高。

第八，非故障性的发动机温度过高，特别是对于港口运输机械而言，由于其所运货物种类复杂，所以对车辆的性能、使用寿命、使用效率都会产生影响。

这类发动机温度过高的情况主要分为两类，一类是低档重负荷行驶时间过长，负荷过重，导致发动机的温度升高；还有一种情况是大修后初驶，车辆处于走合期，各个零部件的配合紧凑，运行过程中发生的机件摩擦与正常使用的车辆相比其所产生的热量要大很多，因此出现发动机温度升高的情况。

二、发动机过热故障排除实例分析
在实际工作过程中，湛江港（集团）股份有限公司第一分公司的1#装载机在行车过程中，曾出现了水温过高的现象，水温一度达到100℃以上，并发出报警信号，发动机的输出功率受到影响，最终导致车辆无法正常行驶。

发动机水温过高、过热的原因及故障排除
湛江港（集团）股份有限公司　陈杏华
（一）故障分析
由上述分析可知发动机的故障原因有多种，因此采用故障排除法对逐个可能产生的原因进行全面分析，遵循先易后难的原则检查发动机可能产生故障的部位：外观检查，排除接头渗水的问题，再看补偿水箱中的水，处于正常水平，证明冷却系统的冷却水量充足；再对节温器的工作性能进行检查，将节温器的故障可能排除；然后分析是否由于水垢的原因对发动机的性能产生影响，但是该车辆采用的是除锈防水垢作用较强的冷冻液，所以该原因也可以排除。

当上述问题都予以排除后，又对液压风扇的转动情况进行观察，此时发现液压风扇的转速变化不明显，水温在70℃以及95℃时均为中速运转，如果正常的话风扇要在水温超过85℃时提高转速，将水温控制在85℃以内。

由此可见，该车辆发动机水温升高是由于液压风扇出现故障的原因。

（二）故障处理
1.液压驱动系统工作原理
要处理液压驱动系统故障，就要对其工作原理进行分析，如下图1所示：
图1 发动机液压驱动系统电路示意图
上图中可以看出，打开点火开关后ECU 电脑盒就开始有电工作，它会先检测水温度传感器以及空气温度传感器的阻值，如果二者的阻值都比较小，水温未达到需散热温度，电脑盒就会向风扇马达的电磁阀输送电压，油阀在克服了自身的弹力后，被油泵加压的油只能通过副油管直接流回油箱，而无法直接通过风扇马达的齿轮。

这种情况下液压风扇不转动，那么水在经过散热器时的散热速度就会受到影响。

当水温或者进入的空气温度慢慢升高时，副油管就会慢慢关闭，此时油就会流经网扇马达的齿轮，提高风扇的速度，一旦水温升至79℃，那么节温器的主阀门就处于打开状态，高温水进行大循环，此时水温传感器就会将水温高于85℃的信号传送到至ECU，ECU 再利用内部电路将风扇马达电磁阀的电流切断，此时电磁阀回到始点，副油管完全处于关闭状态，回压出来的油全都流经风扇马达的齿轮带动风扇高速运转，最终降低水温。

当流经水温传感器的水温度下降以后，也会随之降低水温传感器的电阻，一旦其小于某个设定数值被ECU 检测到， 就会向液压风扇的电磁阀输送电流，此时油阀克服自身弹力，阻止一部分油流经齿轮，降低风扇的转速，如此往复的过程中控制水温始终处于某个范围。

2.处理措施
针对该发动机的故障分析可知，可能是由于水温传感器与空气传感器的阻值不符合标准值的要求，导致液压风扇出现误动，最终造成水温过高。

故障处理过程中先将水温传感器的挺
摘 要：通常港口流动机械发动机正常的工作温度在80~90℃左右，但是由于港口工作环境恶劣，道路不平、粉尘较大且有较严重的污染锈蚀等，再加上作业货种多而复杂，导致流动机械发动机水温过高、过热，影响到机械的正常工作。

本文就针对该问题展开讨论，首先阐述发动机会出现水温过高、过热的主要原因，然后结合湛江港第一分公司流动机械大队的机械故障实例进行分析，讨论故障排除的具体方法。

关键词
：发动机；水温过高；故障
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在数控铣削加工中经常会遇到空间斜面的零件加工，由于加工面在空间变化，数控编程和调试难度很大，需根据零件结构特点对加工方法进行特殊处理，巧用机床主轴功能，达到空间斜面加工要求。

所谓空间斜面[1]是指在零件图的两个不同投影面上，由两个角度所组成的斜面如图1所示零件的承弹口内腔部分相对于XOY 平面由三个空间斜面组成，并且相邻两斜面相交为一条空间直线，相交处不允许留圆角。

普通机床无法实现其加工要求，数控机床一次编程也无法达到其加工要求，必须选择合理的数控加工工艺方案以及编写正确的加工程序才能满足零件空间斜面加工要求。

本文综合考虑零件的特点，几种加工方案进行优选，通过软件自动编程和手工编程相结合，巧妙使用组合夹具和机床主轴调整等方法，在三轴机床上成功实现了承弹口内腔空间斜面的加工。

一、零件的结构工艺分析1.零件的结构特点
如图1所示，零件的承弹口内腔部分由A、B、C 三个不同的空间斜面组成，其中，斜面A 与水平面成44°斜角，斜面B、C 与水平面成41°18′（计算可得），斜面之间相交为倾斜的直线，即空间斜面相交处无圆角过渡。

零件成品尺寸为1100mmx135mmx85mm。

2. 零件的工艺性分析
（1）该零件材料为38CrMoAl 合金钢，其毛坯为模锻件，在承弹口部分毛坯材料余量较大，金属切除率较高。

（2）三个空间斜面的相交处为空间直线，没有圆角过渡，需要清角。

（3）斜面的倾斜角度不同，倾斜方向也不一样，分布在三个不同的方向上。

（4）零件表面精度最高为Ra1.6，尺寸精度IT7级。

属较高精度加工。

空间斜面数控加工技巧浅析
重庆航天职业技术学院 刘昭琴中国运载火箭研究院长治清华机械厂　韩利萍重庆航天职业技术学院 杨　雄
（5）零件内腔尺寸为半封闭结构，成品尺寸为1100mmx-135mmx85mm。

尺寸较大。

3. 零件铣削加工中的难点
从上面分析看出：该零件在加工中费时、费力、效率低、质量得不到有效保障，其主要原因如下：
（1）装夹难：数控铣床工作台行程为700mmx1200m-mx500mm ，工件尺寸较大，1100mmx135mmx85mm，铣削斜面时，为使切削面和主轴保持垂直，旋转组合夹具和机床Y 轴轴线平行时，工件会随着组合角度旋转，致使工件大部分悬空于工作台外或者超出机床行程，给装夹找正造成困难，而且加工过程中不注意会发生碰撞干涉等问题。

（2）基准点多：三个空间斜面的相交处必须是直线，精加工每个斜面，为保证相交的直线，每个斜面刀具进给的基准必须以该斜面为基准，这样每个斜面机加基准不同，单纯的软件编程已不能适应该工件的加工，必须手工编程与数控编程相结合进行。

（3）二次装夹：加工基准的不断变化，除机床主轴摆动角度外，还需利用组合夹具进行二次装夹，这对组合夹具有较高的要求。

（4）坐标点位计算复杂：三个空间斜面的相交直线也是空间直线，主轴摆动角度时，刀具的对刀点会发生空间变化，编程坐标点及进退刀点计算比较复杂；
（5）刀具受限制：零件内腔尺寸为半封闭结构，刀具进给时对刀柄长度和直径有限制。

二、空间斜面常用加工方案分析
对于空间斜面数控铣在加工中根据多年生产的经验，一般选择以下几种方案：
1.五轴加工中心加工
一般情况下，对于尺寸不太大的零件，选用具有空间坐标系旋转和斜面刀具补偿功能的五轴DMU80FD 加工中心进行加
摘 要：空间斜面的加工除了采用多坐标机床加工外，在加工方法和技巧上都很有讲究。

本文以零件的承弹口空间斜面的实际加工为例，通过空间坐标点位计算、自动编程和手工编程相结合的方法，利用组合夹具、调整主轴摆动角度等工艺手段，在三轴机床上实现空间斜面的高精度加工。

关键词：空间斜面； 数控铣削 ；计算； 刀位点
头拔出，此时风扇会以高速动转，由此可以确定是水温传感器出现了故障。

该水温传感器是一个具有正温度系数的半导体，其水温与电阻值成正比关系，一旦电阻值增大到一定程度，ECU 在接受到该极限值后就会将输出线的电流切断，此时上图1中的1和2电压为0，电流也为0，这种情况下风扇的运转速度达到最高水平。

下表1是拆下水温传感器后，其不同温度下测量阻值与标准值的对比：
表1 不同温度下水温传感器测量值与标准值对照表
水温度℃959085807570标准值Ω151714931478146214381420测量值Ω
1326
1313
1300
1280
1258
1234
由上表可以看出，实际值要比标准值的水平低很多，因此可以采取更换水温传感器的方法解决该问题，但是更换水温传感器的成本过高，因此可以采取下列方法：在水温传感器上串联一个180Ω 的电阻，此时如果水温为85℃时，水温传感器的阻值就升高为1478Ω，从而大幅提升风扇的运转速度，控制水温上升。

试验证明，该方法可靠有效，且降低维修成本。

三、结语
结合到港口的情况，在实际工作中，由于港口作业环境差、货物种类复杂、粉尘较大、作业货物的腐蚀性较大等都会影响发动机的散热效果，所以要做好发运机的保养工作，特别要做好散热系统的清理清洁工作，其中水温过高或过热的问题是多种原因引起的，维护保养中要注意分析与甄别，提高故障处理的针对性。

参考文献：
[1]张建军,张清博,陈武. 发动机冷却水温过高的理论分析及解决方法[J]. 农业装备与车辆工程,2009(4).
[2]王荔岩,夏宏军. 发动机水温过高的故障原因及其诊断方法[J].黑龙江科技信息,2012(4).
[3]马寿设. 发动机水温过高故障诊断及排除方法[J].华章,2012(1).。