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一台ZL50型装载机作业时，出现冷却液温度增高、动力下降和加速不良等现象。停机检查，发现散热器中冷却液不足。加足冷却液后，故障消除，但运转约2h后，故障再次出现。停机检查，发现散热器中冷却液又少了很多。于是，进一步查找泄漏的原因。
检查发动机机油，油尺显示油位正常；拆下气门室罩盖，发现缸盖上面有少量白色泡沫。放水检查，发现液质浑浊、无油渍。ZL50型装载机配置的是上柴615型发动机，其冷却系统如附图所示。
6135型发动机机油压力为0.15-0.5MPa，高于循环冷却液压力，如果机油冷却器处发生泄漏，则机油必然侵入水路，现冷却液中无油渍，故可判定机油冷却器不泄漏。
将散热器溢水管口堵住，用一胶管，使其一端连接散热器加水口，另一端插入盛有澄清生石灰水溶液的玻璃杯中，启动发动机后，侵入生石灰溶液变浑浊，静置后有沉淀生成。说明水套内气体含有CO2成分，即燃烧废气侵入子水套。
由此判定气缸套处于发生了冷却液泄漏。
拆下气缸盖，果然发现第III缸燃烧室积炭严重，活塞顶表面潮湿且有水锈，缸套有拉伤痕迹。清除了积炭，更换了第III缸活塞、活塞环、缸套及封水圈，装配后试机，本以为故障已排除，但数小时后故障再次出现。根据本次故障的症状（冷却液大量泄漏，机油液面上升不明显，燃烧废气侵入水套），应该断定为缸套处发生了泄漏。其他析推理如下：吸气行程时，气缸内形成负压，冷却液由孔隙进入气缸；压缩行程时，部分冷却液在压缩形成的高温气体中汽化；作功冲程时，冷却液在高温下进一步汽化，同时高压燃气由孔隙侵入水套；排气行程时，大量汽化了的冷却液随燃烧废气排入大气，残留的少量冷却液随着活塞的往复运动穿过活塞环的开口，沿气缸壁流入油底壳。但现在的判断与实际不符，难道还有另一种情况？带着疑惑再次拆检了发动机。
仔细检查了第III缸燃烧室和气缸垫的密封情况，测定了缸盖的平面度，检查的结果及测得的数据均表明正常。于是，对缸盖进行了水压试验，结果发现有水从排气门处流出。拆下排气门时，发现在气门座附近有一条清晰可见的10mm长的裂纹，表明冷却液就是从这里泄漏的。原来，间歇性排出的燃烧废气在缸盖排气门处形成了脉动气流，压力的波动营造出呼吸效应，就是在这种呼吸效应下，冷却液被吸入排气门口，燃烧废气被压进水套。由于裂纹的位置较低，被吸入的冷却液不可能全部随燃烧废气排出，残留的少量冷却液在排气门开启时流入气缸，并在燃烧室留下锈痕，造成本次故障的全部症状。找到故障根源并更换缸盖后，故障彻底消除。
检查拆下的旧缸盖，发现水套内壁有厚厚的一层水垢。分析认为，结垢降低了热传导效率，使局部区域因散热性变差而温度上升，导致与邻近区域产生温差或温差加大，热应力因温差的加大而增大，会在应力集中的薄弱部位产生裂纹，而缸盖的排气门座就属于这样的部位，它温度高、散热条件差、结构单薄，水垢的隔热作用使散热条件进一步恶化，因而在应力集中的作用下产生了裂纹。
结垢不仅使冷却系散热性能变差，发动机温度升高，而且会对发动机造成更为严重的危害，甚至使缸盖及缸体产生裂纹。本次缸盖裂纹就是一个有力的佐证。认识到冷却系结垢危害的严重性后，就须从根本上排除和预防。采用水垢清洗剂清除冷却系水垢，或在散热器中加入煮沸后充分沉淀的自来水（使硬水软化），就能从根本上避免水垢的形成，彻底消除隐患
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发表于 2019-3-14 17:07:11