高铁运架设备发动机高温原因分析

冯朋 马磊 乐锋

摘要：本文针对桥梁施工过程中，为900t运梁车、900t架桥机、900t移梁机等大型特种设备提供动力的大功率发动机易产生高温的问题，通过以德国Kirow公司生产的KSC 900t运梁车为研究对象，结合运架公司承担新建郑万铁路河南段白河、清河特大桥部分箱梁架设工程实例深入分析，寻求一种快速发现、快速解决发动机高温的一种方法，通过大量实践证明该方法的可靠性，早发现，早排除，节省时间、经费，确保工程顺利展开的可观效益，在发动机高温领域具有参考价值，希望对人们在处理发动机高温问题时起到借鉴作用。

Abstract： In the process of bridge construction， the high-power engine which provides power for 900t beam transport vehicle， 900t bridge erecting machine， 900t beam moving machine and other large special equipment is easy to generate high temperature. Taking the KSC 900t beam carrier produced by Kirow Company in Germany as the research object and combining with the case study of some box girder erection projects of Baihe and Qinghe super major bridges in Henan Section of the new Zhengzhou-Wanzhou Railway undertaken by the beam carrier company， this paper tries to find a way to quickly find and solve the high temperature of the engine. Through a large number of practices， it is proved that the method is reliable， early discovered， early eliminated， time and money saved， so as to it can ensure the smooth development of the project， and has reference value in the field of engine high temperature and hopes to play a reference role in dealing with the problem of engine high temperature.

关键词：桥梁施工;运梁车;发动机;设备

Key words： bridge construction;beam carrier;engine;equipment

中图分类号：V23                                         文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2020）17-0235-02

0  引言

随着我国高速铁路行业的飞速发展，运梁车作为箱梁的运输设备面临着巨大的考验;所在单位中铁十七局三公司运架工程公司承担新建郑万铁路河南段白河、清河特大桥部分箱梁架设任务，施工里程段从DK265+420.14-DK287+331.625，施工里程约为21.90公里，共预制梁583孔;采用KSC 900t运梁车作为运输设备，该设备采用两台型号为8M1015C水冷发动机，发动机功率为381kW的柴油发动机提供动力，在作业过程中会出现发动机温度过高导致无法继续作业，严重影响桥梁施工的安全，工程进度得不到保证;如何快速有效的解决发动机温度高是当下的首要问题，不仅能够提高设备的工作效率以及设备的安全性，还可以确保工程保质保量的完成。

1  发动机温度高产生的危害

发动机继续在发动机温度报警后工作时有以下几点危害：①在发动机燃烧室内，活塞、汽缸套、汽缸盖等零部件在燃烧室内与高温燃烧气直接接触会吸收大量的热从而导致机械强度、刚度下降，零件磨损过大，影响使用寿命。②零件吸热过量后体积膨胀，缩小了零部件之间的正常间隙配合，导致齿轮等对间隙要求高的零件卡死或拉伤等问题。③发动机温度过高，进入气缸的气体温度易升高，气体体积发生膨胀，导致气缸中的充气量不足，燃料得不到充分燃烧，发动机功率下降。④发动机温度过高，机油在高温状态下会发生氧化变质，机油浓度变稀，润滑性能降低，不能保证零件正常的润滑，零件摩擦受损。⑤发动机温度过高，设备无法正常使用，运梁车只能在低速档位行驶，以8公里运行距离计算，运梁时间至少延长1个小时，工作效率低下，从而导致工程效益低。⑥在大型运输设备使用上，如果发动机一直保持在过高温度下工作，对发动机内部零件磨损较大，造成发动机损坏，磨损时间过长时会导致整个设备处于瘫痪状态，工程得不到继续进行，使单位在规定的工期内无法完成相应的工作量，经济损失很大。⑦大型特种设备的发动机是整套设备的心脏，如果发动机一直处于高温下工作，设备的可靠性、安全性得不到保障，若不及时解决发动机温度过高故障，让设备长时间处于高温下作业，将会带来灾难性安全事故。

2  发动机温度过高的原因分析

发动机的温度过高主要由两方面原因导致，一是发动机的冷却系统发生故障，散热能力变差，不能及时有效的将发动机产生的热量排放出去，导致大量的热量停留在发动机内，温度升高;二是发动机内部产生的热量过多得不到及时排放。

2.1 冷却系统故障

①冷却系统中冷却液泄露，没有足够的冷却介质;在冷却系统中，水箱、散热器、水泵、水管、橡胶软管以及放水开关处均采用管接头连接，会产生渗漏冷却液的现象，很大程度上影响冷却液在汽缸、汽缸盖水套的循环流动，冷却液不能够充分吸收发动机产生的热量，致使发动机温度过高。②节温器出现发卡、失灵故障;当节温器的损坏于主阀门常闭位置，或者主阀门不能完全打开时，冷却液进行大循环时受阻，致使冷却液温度过高，发动机温度升高。③长时间的工作导致水泵损坏;冷却液是通过水泵来完成循环流动的，当水泵不能正常工作，产生的压力不够，参与循环的冷却液流量减少，散热效果变差，从而造成冷却系统温度过高。④冷却系统中水垢多，水箱被杂物堵塞，或水管被堵塞，影响冷却系统中冷却液的循环流动。⑤散热器的护罩网或者散热器通风道被灰尘等杂物堵住，或者散热面积小，导致散热效果不理想，从而冷却系统温度过高。⑥发动机的水温传感器失灵导致错误报警。

2.2 发动机产生热量过多

①发动机长期处于工作状态，超负荷运行，或者运梁车两个发动机转数不同步，出现偏载现象导致发动机产生的热量过多，发动机温度升高。②发动机在使用期间没有按时进行维修保养，发动机在长时间使用后，供油提前角变大，相应的喷油泵油量就过大，引起柴油机性能改变，导致发动机工作时燃料燃烧不充分，排气温度升高[1]，从而造成发动机温度过高。

3  故障诊断及其排除

当控制室内的控制屏上出现发动机冷却剂温度过高（大于102℃）故障或警告信号时，应停车观察，检查出原因，排除故障后运梁车再继续作业;排查故障时，一般先排查水箱冷却是否均匀，若不均匀，先考虑水箱被堵塞，节温器失效;若均匀，考虑水泵、设备载荷、发动机润滑等问题，具体有以下几种方法：

①直接观察冷却系统是否有冷却液泄露或者冷却液不足;要注意检查水箱与发动机相连的水管或胶管是否出现破裂漏水、弯折以及内部脱皮现象，若有，应及时更换水管或者管接头;打开添加冷却剂的盖子，观察冷却剂是否充足，若冷却剂不足，应向水箱内加入与水箱内相同品牌的冷却剂。图1是及时对泄露管道进行修补，保证水箱内有足够的冷却液循环。

②用手触摸两个发动机的水箱进行对比，若发动机温度高的水箱上下温度不一样，说明水箱被水垢或者其他杂物堵塞，水箱经过长时期的使用而没有对水箱进行维护清洗，这样会导致水箱内或机体水道内的水垢等沉淀物积淀过多而影响冷却剂的循环散热;再者就是水箱表面杂物太多，散热效果不理想，造成发动机温度过高，若不及时清理，发动机温度升高会随着沉淀物的积累变得愈加严重，损坏发动机。图2是水箱清洗前和清洗后的对比图，清洗后水箱温度得到了明显的改善。

③提高发动机转速，从加水口观察冷却液是否出现翻水现象;若出现大量翻水现象，并且散热器温度不均匀，则说明部分冷却管被堵[2];若加水口出現小量翻水现象，并且发动机的温度越来越高，则表明水管已经被损坏或者被堵塞，此时应该及时疏通管道或者直接更换水管。

④拆下节温器进行检查，检查节温器的膨胀筒是否有破裂迹象，节温器的主阀门是否一直处于常闭合状态，若节温器失效，应更换新的节温器（在炎热的季节可以拆除节温器）。图3是拆下失效的节温器，换上新的节温器后水温恢复正常。

⑤如果在冷却液充足且无泄漏，节温器以及水箱正常的情况下，发动机温度依然过高，此时应考虑水泵的工作是否正常，此时应拆下水泵，检查水泵轴与水泵叶轮是否松脱，或者叶片是否被磨损，叶轮不正常工作时会造成水泵不泵水，冷却液不能够循环使用，从而导致发动机的温度过高。

⑥发动机超载荷工作也会导致发动机产生过热现象，这里主要体现在运梁车两个发动机转数不同步，箱梁装载时对位不准确，运梁车出现偏载现象，导致其中一个发动机温度过高。

⑦在发动机润滑不良情况下，如果发动机内部出现强烈的机械摩擦运动，发动机也会出现过热，并且会伴随着发动机出现超负荷的特征，在这种情况下，即使运梁车空载时也会出现发动机温度过高，所以平时在运梁车作业时应注意检查润滑是否良好，机油是否变稀，按时检查机油浓度，保养机油滤清器。

4  结语

造成发动机过热的原因是多方面的，我们应该具体情况具体分析;当发动机过热时，应注意千万不能将发动机立刻熄火，或者骤加冷却液，而是应该怠速运转，等发动机温度下降后再熄火进行后续检查，否则容易出现发动机冷却不均匀，会有发动机机体出现裂纹或粘缸的风险;平时应注意设备的维护保养工作，让设备处于性能良好情况下工作，降低设备的故障率，确保架桥施工正常进行，最大程度上确保经济效益。

参考文献：

[1]杨洪善.发动机工作温度过高的原因及排除方法[J].农机维修，2000.

[2]刘波，李华荣.KSC 900t 运梁车日常维护保养技术[J].山西建筑，2009.

[3]周靖.汽车发动机温度异常的故障与排除[J].考试周刊，2013.