QSK60发动机进气温度高的故障分析及排查方法

刘建永，徐文岗

（平朔煤炭工业公司宇辰发动机维修中心，山西 朔州 036000）

引言

矿产工程机械因其工作负荷大、连续运转时间长、作业环境恶劣等因素，容易造成发动机进气温度超标导致发动机充气系数降低，从而引起发动机功率不足、油耗增加和排放超标等现象。通常可靠的进气温度是保障发动机平稳运转、正常功率输出、节能环保的重要指标[1-4]。在矿山设备运行过程中，导致发动机进气温度高的原因较多，本文主要结合QSK60发动机冷却系统和进气系统引发的进气温度高故障进行分析。QSK60发动机为四冲程双级涡轮增压、中冷柴油发动机，额定功率达1986 KW（2700马力），最大扭矩可达11953 N∙m。通常配置QSK60发动机的矿山工程自卸车载重高达 320t以上。QSK60发动机冷却系统采用双泵双循环冷却模式，进气温度受低温冷却系统控制，与之相关的主要部件有LTA水泵、LTA散热器、低温节温器、中冷器、缸盖及进气温度传感器等，这些部件中任何一个部件出现故障都会引起 QSK60发动机出现进气温度高的故障[5,6]。因此，对QSK60发动机的进气温度高的故障原因进行科学合理的分析并给出有效的排查处理措施，对确保发动机进行正常工作、提高设备性能和生成效率等方面具有重要的意义。

1 QSK60发动机进气温度高故障分析与排查

1.1 LTA水箱散热器故障分析与排查

QSK60发动机散热器受矿山作业环境恶劣的影响，其散热芯表面通常会集聚大量的灰尘和脏污，或者在长时间使用过程中散热芯内部会出现积垢或腐蚀等现象。这两类因素均会造成防冻液冷却效果降低从而造成冷却系统循环过程中产生进气温度偏高。LTA水箱散热器与主水箱散热器并排置于发动机前端，通过排气管与膨胀水箱连通。首先检查时应观察散热器表面是否有脏污堵塞，如堵塞应使用强水进行冲洗，保证足够的空气流通面积。对散热器芯内部检查，应在低温冷却系统处于大循环状态下，可通过红外测温仪对散热器的进回水口进行温差对比，进水口温度为发动机冷却液温度，回水口为冷却后的温度，散热器正常工作时进回水口温差为30℃左右，如果回水管温度过低，说明散热器发生堵塞，此时应疏通或修复处理。

1.2 进气温度传感器故障分析与排查

QSK60发动机通过4个进气温度传感器分别检测四个中冷器的进气温度，并将检测到的数据反馈给ECM，如果传感器精度失效会导致 ECM 接受错误信号，出现发动机进气温度高报警。 进气温度传感器为二线式热敏式温度传感器。随着温度的升高热敏电阻的阻值降低，正常情况下阻值在500 Ω和40kΩ之间变化。通过万用表和专用测试导线对其测量阻值与表一进行比对即可判断传感器是否工作正常。

表1 温度传感器的电阻值随温度而变化

1.3 LTA水泵故障分析与排查

LTA水泵为离心泵，负责为低温冷却系统提供循环保障。当LTA水泵内部轴承损坏或者叶轮损伤均会导致冷却液无法正常循环，出现进气温度升高。此外因叶轮穴蚀或磨损严重也会因冷却液循环量不足引发进气温度高故障。LTA水泵故障引起的进气温度高，会出现四个中冷器进气温度同时偏高现象，电脑连接发动机控制模块可以检测确认进气温度是否均偏高。通过使用红外测温仪对LTA水泵进水管与出水管之间的温度差来进一步判断水泵是否工作正常，如温差明显，则可判断水泵故障。此时应排放冷却液并拆卸LTA水泵分解检查，用手转动轴承检查是否损坏，查看叶轮有无损伤等方式对故障进行排查。

1.4 低温节温器故障分析与排查

低温节温器控制发动机低温冷却系统的工作温度，保证进气温度处于合适的工作范围内，其调节温度为46-57℃。如果冷却液温度到达开启温度时，节温器不能正常开启或开启度不够，低温冷却系统就不能正常进行大循环，冷却液热量不能及时通过散热器带走，出现进气温度高故障。检查时应保持发动机运转，使冷却液温度上升到57℃后，使用红外测温仪对LTA水泵大循环水管进行测量，温度明显低于调节前的温度时，应拆卸节温器检查。找到一容器盛水并放置入温度计，将节温器放入其中进行加温，当水加热到 44-48℃时节温器应开始开启，到57-65℃时则完全开启，最大开启时节温法兰与壳体之间的距离为9.5mm，停止加热后节温器则逐渐关闭并恢复到原来状态。节温器出现故障应更换节温器。

1.5 中冷器故障分析与排查

中冷器导致的进气温度高主要表现在中冷器内部冷却芯脏污堵塞，造成冷却液循环不畅，未能将空气中的热量及时带走。其次是冷却芯边缘裂纹或固定螺栓松动，部分压缩空气通过缝隙未经冷却芯散热进入中冷器下游，出现进气温度高故障。检查时应拆卸中冷器并进行分解，检查冷却芯有无边缘裂纹或固定螺栓松动、密封垫损坏现象，检查冷却芯有无脏污或堵塞现象，如出现上述问题应修复或更换处理。

1.6 进气门关闭不严故障分析与排查

因进气门间隙调整错误、气门锥角及座圈磨损，以及气门导管磨损犯卡均会导致进气门关闭不严，在压缩和排气行程中缸内高温气体通过缸盖进气道反串到中冷器下游，发生进气温度高故障。进气门关闭不严导致的进气温度故障通常拆卸温度传感器观察会有熏黑的现象。此时应首先检查相近缸的气门间隙调整是否正确，如果正常应拆卸中冷器观察所对应的缸盖进气道是否有排气泄露痕迹，对判断存在问题的缸盖进行打压测试，检查气门关闭情况等。确定故障原因后，对缸盖进行修复或更换处理。

2 结束语

综上所述，导致QSK60发动机进气温度高的因素很多，除上述提到的主要因素之外，还有如发动机冷却液液位偏低、冷却液不达标、发动机负荷过大、风扇驱动皮带松动或驱动装置发生故障、风扇控制装置故障等因素也会造成发动机进气温度偏高，这些故障的发生将会导致发动机高温故障。为了能够对故障进行全面快速的排查，就需要对发动机工作的实际状况并要结合现场发动机故障现象进行系统全面的分析，准确判断故障原因快速排除。本文深入地分析了引起QSK60发动机进气温度高的原因并针对相应问题给出了排查和解决方案，不仅能够提高我矿设备的利用率、保障生产任务的有序进行，同时也能对相关邻域的技术人员具有一定的指导和参考意义。