康明斯柴油机的低温运行管理

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工程机械要在年平均气温只有3.4℃，最低气温-42.7℃，年平均封冻期长达134天的气候环境下进行作业，必须要有切实可行的柴油机低温运行的管理措施，才能确保机器的正常运行，保证工程的正常进度。
　　地区：新疆阿勒泰地区
( k. e- @7 N$ d6 Y2 E  D　　环境：年平均气温只有3.4℃，最低气温-42.7℃，年平均封冻期长达134天
　　机械：康明斯柴油机
) Q, m4 @6 m3 d9 [0 }　　主人公：某施工单位
8 i" H8 r8 H, G; i　　1．几种典型的低温运行故障实例
) N, y7 g8 t; h/ k1 L　　（1）低温启动故障：
　　2000年3月，我单位在4个月的冬休之后恢复工程施工。在启动上海TY320推土机时，外界气温只有-20℃左右，启动前我们往水箱内加满了开水，并且将发动机油放出，加热之后重新注入，同时用汽油喷灯烤热了缸体、进气管、柴油滤芯和机油滤芯等关键部位，但启动后不久即发生抱瓦事故。后经拆检、分析，认定故障原因为：由于机器长期停置，发动机主润滑油道和机油泵内的机油沥干，机油泵因为老化使自身密封性能不良，加之机油因低温影响而较稠，因而在启动瞬间机油吸不上来，造成主油道缺油而酿成抱瓦事故。
　　（2）低温启动后长时间的预热，导致涡轮增压器损坏
　　1998年10月，一场大风导致工地气温骤降（由原来的-5℃下降至-20℃以下）。由于工程任务紧，在停工一个夜班之后工地重又恢复生产，随即发现了多台涡轮增压器的异常损坏。经检查分析：认定是启动时气温过低，加之伴有凛冽的寒风，机器启动后水温升得过缓，驾驶员不得不在正常工作前使机器做长时间的怠速运转，从而导致了故障的发生。
　　（3）温差变化过大，导致机油散热器和后桥散热器损坏，进而引发发动机发生拉瓦、抱瓦等故障
　　新疆的气候特点是：在冬季即将来临或行将结束的月份内，天气变化反复无常，往往导致日温差过大，最严重的时候气温会从20℃一下降至-20℃以下，给机器的运行带来极大的不利。在这种情况下，往往由于机油更换不及时或防冻措施未跟上，会导致发动机损坏，其中尤以水冷式机油散热器和后桥散热器的损坏而引发的发动机拉瓦、抱瓦等故障更为普遍。我单位在4年的施工中先后有4车次遭遇这样的事故，累积损失达20多万元。
　　（4）启动液使用过频、过量，导致发动机损坏
　　在寒冷地区机器作业时，采用启动液启动是必不可少的。但是，如果不解决好影响启动的主要因素（如蓄电池容量不足、柴油喷射不佳、供油时间不当、缸内压缩力不足等），动辄依靠启动液来启动机器，则给发动机造成的损失是不可估量的。如19％年初春，我单位有一台上海TY320推土机，其曲轴的损坏便是由于启动液用得过频、过量而造成的。类似的现象在其他机器上也时有发生。
　　（5）不能按要求更换机油而引发故障
; y6 w- L& V$ {# K　　2000年初冬，工地气温变化异常剧烈，寒流到来前后日温差往往在30℃以上。当时使用的机油牌号为CD3O柴油机油，其适用的温度范围为-10—-15℃，但当时的最低气温为一20℃，超出了机油的许用温度范围；若换用冬季机油，则午间油压又太低，经商议决定用冬夏两用机油。但因为工地地处偏远，一时无法购得所需牌号的机油，使得机器不能按要求换油，故而造成了一台推土机的主轴瓦异常损坏。
　　2．低温运行的管理措施
　　在总结多年冬季施工的经验和教训的基础上，认为在寒冷地区进行机械作业应采取如下几方面的措施：
　　（1）平衡和协调生产强度
　　尽可能地避免或者减少在严寒气候条件下进行机械作业，以防止机器过度磨损和异常损坏。
9 m$ k- n+ d; ?2 ~　　（2）设置必要的机器防冻设施
% L5 V  c4 j* I. N　　搭建保温棚、准备保温被等；结合野外施工条件，搭建停放机器的“地窝子”较为经济实用。
　　（3）进行必须的换季保养和修理
1 T4 I/ L3 v! e. U# p5 F+ R　　冬季到来之前，进行必要的换季保养和修理，以提高机器的低温启动性能和改善机器的低温运行工况。建议做好如下几方面工作：
　　①电气系统。检查和保养蓄电池、启动马达、发电机及线路的连接情况。如果机器作业过程中遇到的最低气温很低，则要更换较大容量的蓄电池和有效截面较大的蓄电池连接线；如果机器配有乙醚辅助启动装置，则要对其进行检修和添加乙醚。
. m9 ]6 N" W* n: F6 ]! }　　②柴油供给系统。校验喷油器的雾化情况和供油时间，采取措施增强气缸的密闭性，检修涡轮增压器、燃油箱及燃油管路；勤清理空气滤清器，随环境温度的变化及时更换合格的燃油，及时排放燃油箱的积水和沉淀物等；适当缩短空气滤清器和燃油滤清器的更换周期。
3 i' I% g( U; g/ ?1 r　　③冷却系统。更换合格的防冻液，检查节温器及水泵的工作性能，在水箱前及发动机罩的周围加装必要的保温被等。
　　④润滑系统。更换与工作环境相适应牌号的润滑油，在气温变化过大的冬一春过渡季节，可选择适用温度范围宽的润滑油（如冬夏两用机油），缩短机油滤芯的更换周期；必要时检修机油泵及曲柄连杆机构，以确保润滑油路的正常工作。
$ O3 h1 V% ~8 A3 U+ ?7 X% @　　（4）在工地现场调整机器的作业方式，减少作业机器的台数
　　在生产许可的情况下，让一台机器同时兼顾两个或多个工作面，以减少机器在寒冷气候条件下的停置时间，使其始终处于热机工作状态，避免发动机进行多次冷机启动和低温运行。
　　（5）正确使用启动液
5 H) V7 H, Z0 Y0 u　　如确实需要启动液，应选用雾化情况较好的启动液，并控制好喷射时间、喷人位置和喷人量。禁止从空气滤清器的进气口直接喷人启动液，以免影响空气滤芯的质量和加大启动液的喷人量，造成发动机冷机启动瞬间运转超速。
( }1 F* v( K' g& z8 l　　（6）低温条件下运行时，应适当减小机器的作业强度
　　低温条件下，发动机工作状况欠佳，机器自身阻力大，特别是启动之后的几小时内更是如此。所以，一方面要使发动机有足够的预热时间，另一方面又要避免长时间空转以免损坏涡轮增压器；一方面要控制发动机的输出功率，另一方面又不能使发动机长期在输出功率太小的情况下运转。
- a: D0 j3 T  {$ {6 T# H4 W　　（7）启动久置停用的机器时要格外小心
　　机器在长久停置后需冷机启动时，除进行必要的油、水、缸体预热措施外，对工作性能不佳的老机器，尚需拆开便于拆卸的机油泵出油管和机油滤清器胶管等，向主油道、机油泵和涡轮增压器等部位注入适量的润滑油，在冷机状态下盘转发动机后再启动，以增强主要部位的润滑，避免使发动机发生低温损坏。
　　总之，康明斯柴油机低温运行时，要综合考虑多种影响因素，充分保证机器具有安全和良好的运行状态，才能最大限度地发挥其作业能力，提高其使用寿命，最大限度地降低机械作业成本。
文章关键词： 工程机械