一辆行驶里程超501000km,配置了康明斯 EQB210-20 发动机的EQ1202Wj 载货车。该车在酷热的夏季,行驶途中因水温高,停车检查发现副水箱加水口“开锅”,发现缺水,进行补充冷却水作业。待水温下降后,开车行驶了 60 多 km 水温又偏高了,立即停车检查,发现副水箱处“翻水”。凭自己多年开车的经验,驾驶员认为这是温度过高的“翻水”,于是对散热器的外部进行了察看,清洁了外部的堵塞物,检查了风扇皮带及张紧轮,均正常,水箱上下水管未发现吸瘪。既然外部未查找出问题,莫非是冷却系内部水循环不良造成的“翻水”?带着这个问号,驾驶员用手触摸了散热器上下部的温度,上水室温度稍高,下水室略低,差别不是很大,说明散热器内冷却水循环尚可,排除了内部存在堵塞的嫌疑。 但故障始终未能排除。
维修人员接车后,先打开副水箱加液口盖,起动发动机观察,副水箱加液口处随发动机旋转断续涌溢出水气形成“翻水”,并随发动机转速快慢而变化。采用逐缸断油法,观察“翻水”状况有些变化,于是维修服务人员判断缸垫冲坏,对其更换缸垫,在更换缸垫过程中还检查了缸盖、缸体的平面度。然而更换缸垫后,副水箱加液口处“翻水”现象虽略有减轻,但“翻水”故障依旧存在。带着究竟哪种原因造成“翻水”的问号,同仁找到笔者求助解决。
了解这些情况后,笔者首先对副水箱加水口处进行补水到储备容量处,然后对发动机着车观察“翻水”情况,发动机怠速运转,冷却水向外溢流很少,让发动机高速运转,加液口处向外断续涌溢出一股股水气流形成“翻水”。由此看来,这是一起气水窜通“翻水”故障。
何谓气水窜通“翻水”呢?气水窜通就是发动机气缸内的高压气体窜入水道,发动机水道里的冷却液在一个外加高压气体的作用下,使流经副水箱进水管流入散热器上水室的水量急剧增加,此水箱是封闭式,只能在副水箱反映引起“翻水”。气水窜通时,发动机转速加快,气体压水的作用也加快,气体在高压作用下,源源不断进入副水箱,有一定压力的气体要向大气中释放,在箱内聚集膨胀,与箱内冷却水混合释放形成“翻水”。虽然副水箱内有膨胀空间,是给发动机正常工作时用来释放冷却系中液体热膨胀产生一定量水蒸气用的,它所释放空间只能满足发动机正常工作冷却系中产生的少量气体。
那么既然判断是气水窜通“翻水”,是什么部件造成水气窜通呢?我们先从配置的康明斯柴油机结构及处理过程分析:气缸垫烧损,服务站已进行更换。若是气缸盖、气缸筒水道出现裂纹,会造成气体窜入,但在更换缸垫时,对拆下的缸盖、气缸筒曾进行了检查,未查出裂纹。服务维修站对以上能造成“翻水”疑虑的问号都进行了排查,未发现问题。针对以上情况,笔者作了常规例行检查,抽出油尺,油质油面正常,未见水乳状,说明冷却水未进入油底壳内。着车运转发动机,作功排出的烟雾不呈水气烟,排气管口处无水珠,以上初步检查水气窜通形成“翻水”外部表象不足。
凭自己多年的修车经验断定就是水气窜通,为进一步验证自己的判断,笔者应用了切断“气源”法。具体操作如下:将发动机熄火,笔者从拆卸方便位置入手,将 6 缸喷油器拆下,不让此缸工作,并将供 6 缸的高压油管伸入一外储油瓶中,发动机运转时缸内所产生气体大部由安装喷油器的孔泄出,这样缸内的气体成了近似无压力气体,若是有裂纹的缸筒内的气体也不能进入到冷却系中。之后着车,观察副水箱内液体流动情况,果不出所料,副水箱加水口“翻水”现象没有了,加速运转,“翻水”不再呈现,看来是发动机 6 缸内出现了问题。
于是,将发动机熄火,迅速将缸盖拆下,查看了缸盖气门无积碳,气门头干净,作功较好。察看 6 个缸筒表面光洁度也较好,未见渗漏点痕迹。转动曲轴将 6 缸活塞转到下止点,再仔细检查,发现 6 缸前侧距上止点下沿处 12mm 有一约 12mm 的裂纹。该发动机气缸体由灰铸铁铸造,不镶缸套,缸体与曲轴箱铸成一体,缸筒四周由水套包围,属湿式缸套,直接和冷却水接触,有较好的冷却效果。“翻水”问号打开了,就是这一裂纹形成了“翻水”的根源所在。当发动机工作时,6 缸活塞连杆机构向下移动时,该缸筒内吸入空气时将裂纹的缸套外部冷却水吸入,因裂纹小吸入的量也很少,当活塞向上止点移动时,气缸压力快速升高,爆发作功时燃气压力达 140bar,这样高的压力,燃气会冲击裂纹处并由此窜入到水道,其余大部分燃气和活塞下行时吸入的很少量水在作功时燃烧掉了,因裂纹很小又在上部,所以水不会流入到油底壳,“翻水”的真相大白了。
拆下发动机解体,对 6 缸进行了镗缸下缸套处理,装复试车,发动机工作性能良好。
此副水箱加液口处“翻水”故障有一定隐蔽性,需要维修服务人员弄清楚发动机结构及工作原理,开动脑筋、认真分析、判断推理,搞清故障的特征及伴随现象。正确的分析判断是打开解决“翻水”故障问号的钥匙,只要掌握了这把钥匙,经过由简到繁、由表及里,层层剥落,去伪存真的排查,就会顺理成章找出产生故障的根源,为故障彻底处理画上圆满句号。