1 Prefácio
Devido ao fato de que nenhum sistema de refrigeração a água é necessário para o motor diesel refrigerado a ar da série Deutz (doravante referido como motor diesel), ele tem as vantagens de estrutura simples, baixo custo de fabricação, boa economia, forte adaptabilidade ambiental, aquecimento rápido motor e bom desempenho de partida. No entanto, devido ao resfriamento forçado do motor diesel pelo vento, se o motor diesel não for usado e mantido adequadamente, a temperatura do motor diesel será muito alta, resultando no alarme da temperatura da cabeça do cilindro e da temperatura do óleo alarme.
Se a temperatura do motor diesel estiver muito alta, levará à redução do desempenho de potência, até mesmo arrancamento de cilindros, queima de ladrilhos e outros acidentes e, ainda mais grave, levará à combustão espontânea do motor. Tendo em vista o fenômeno de falha que a temperatura do óleo do motor diesel refrigerado a ar é muito alta no processo de uso, este artigo analisa as várias causas e métodos de solução de problemas da falha de diferentes ângulos e demonstra ainda mais a falha típica com exemplos.
2 Introdução aos motores diesel da série Deutz
2.1 Escopo de aplicação
Os motores a diesel refrigerados a ar da série Deutz são motores a diesel tipo V refrigerados a ar produzidos pela Deutz (KHD), Alemanha, principalmente de 12 e 8 cilindros, que são amplamente utilizados em equipamentos ferroviários automotores. Os principais modelos são caminhão socador DCL-32/DC-32, estabilizador de energia WD-320, caminhão modelador de lastro SPZ-200/DPZ-350 e limpador de tela QS -650.
2.2 Características técnicas
O motor diesel é de quatro tempos de alta velocidade, estrutura em forma de V, e o ângulo incluído do arranjo do cilindro é de 90 graus; Tipo de injeção direta ω Câmara de combustão em forma de U ou em forma de U; O cárter do pórtico e uma tampa para cada cilindro são adotados, e o mecanismo da biela do virabrequim é rolamento deslizante de liga de três camadas de suporte múltiplo; Biela paralela e pistão refrigerado a óleo com três anéis de vedação; Ventilador de fluxo axial horizontal com pás estacionárias frontais; Válvula no cabeçote com dispositivo giratório e trem de válvulas adaptado para operação em alta velocidade; Sistema de abastecimento de óleo com injetor automático; Sistema de partida a frio com aquecedor de chama e dispositivo de aquecimento auxiliar; Mecanismo de acionamento da engrenagem helicoidal traseira.
2.3 Parâmetros técnicos do motor diesel Deutz
Significado específico do código do modelo: existem principalmente modelos Deutz 413 e 513 refrigerados a ar, e o significado do código do modelo é mostrado na Figura 1.
Consulte a Tabela 1 para obter os principais parâmetros técnicos do motor diesel refrigerado a ar da série DEUTZ B/L413F/513/C.
A temperatura de alarme da cabeça do cilindro do motor diesel é de 175 graus, a temperatura de alarme do óleo do motor diesel superalimentado é de 125 graus e a temperatura do alarme do óleo do motor diesel não superalimentado é de 115 graus.
3 Análise de causa de alta temperatura do motor a diesel
3.1 Falha no sistema de arrefecimento
(1) O radiador não está limpo
A camisa do cilindro, o cabeçote do cilindro, o radiador de óleo e o radiador do intercooler do motor diesel turboalimentado são as partes principais da dissipação de calor do motor diesel. Se houver acúmulo de poeira no radiador, isso afetará diretamente o efeito de resfriamento do motor a diesel. Portanto, essas peças devem ser limpas regularmente, devendo-se eliminar a qualquer momento o óleo ou circuito de óleo no ventilador, camisa do cilindro, radiador de óleo e radiador de óleo hidráulico para evitar acelerar o acúmulo de poeira.
(2) Má vedação da placa guia de ar de resfriamento
O diagrama de fluxo de ar de resfriamento do motor diesel Deutz é mostrado na Figura 2 (diagrama de fluxo de ar de resfriamento).
A função do defletor de ar é conduzir o ar de refrigeração para a camisa do cilindro para obter um resfriamento uniforme da camisa do cilindro, por isso o defletor de ar deve estar completo, livre de rachaduras e blocos caindo, e substituído se necessário. A posição do tirante do defletor de ar deve ser verificada regularmente, e o defletor de ar deve ser ajustado e apertado em tempo hábil em caso de deslocamento.
(3) A placa de cobertura superior da câmara de pressão de ar está mal vedada
Para realizar outros trabalhos de manutenção e reparo no motor diesel, às vezes a placa de cobertura da câmara de pressão de ar pode ser removida, e os parafusos de fixação podem ser perdidos. Portanto, é necessário verificar se os parafusos de fixação da placa de cobertura da câmara de pressão de ar estão completos e apertados, se a placa de cobertura da câmara de pressão de ar está deformada e danificada e se a tira de vedação está completa.
(4) Problema no ventilador de resfriamento
A entrada do ventilador de resfriamento não é lisa. Se a placa protetora do ventilador de resfriamento estiver bloqueada por sujeira de óleo ou poeira for acumulada nas pás estacionárias do ventilador, a condutividade do ar será afetada, reduzindo assim o volume de entrada de ar e a eficiência de funcionamento do ventilador de resfriamento. Portanto, a sujeira no ventilador de resfriamento e na cerca de proteção deve ser limpa regularmente.
O filtro secundário de óleo está sujo. A caixa do filtro fino de óleo está conectada ao tambor de acionamento do acoplador, de modo que, enquanto o motor a diesel girar, a caixa do filtro fino de óleo também girará e as matérias estranhas sólidas no óleo serão separadas na parede interna do carcaça do filtro fino de óleo sob a ação da força centrífuga, formando o efeito de filtro fino de alta eficiência. Se o óleo não for limpo por muito tempo, a parede interna do filtro fino de óleo ficará mais espessa, o efeito do filtro fino ficará pior e o óleo ficará sujo, afetando o resfriamento geral do motor diesel. Portanto, verifique e limpe o filtro fino de óleo regularmente, pelo menos uma vez por ano.
Método: Conforme mostrado na Figura 3 (diagrama de manutenção do filtro fino de óleo), desaparafuse o parafuso sextavado 1, remova a tampa 2, desaparafuse o parafuso sextavado 3 e remova o anel de reforço. Gire a chave de soquete para a direita, extraia o copo do filtro 4, remova a tampa do filtro e limpe o interior, preste atenção à posição correta do anel "O" ao remontar e substitua o anel "O" danificado imediatamente. Durante o teste, verifique se a vedação está normal.
(5) O sensor de temperatura e o termômetro estão com defeito ou danificados. Um problema com o sensor ou termômetro levará à exibição incorreta da temperatura do motor ou falso alarme de alta temperatura. O problema pode ser resolvido substituindo o sensor ou termômetro correspondente.
3.2 Ingestão insuficiente da câmara de combustão do motor diesel
(1) Filtro de ar entupido
Devido ao ambiente de trabalho severo das máquinas de manutenção ferroviária, o filtro de ar é facilmente bloqueado pela poeira, resultando em entrada insuficiente do motor a diesel, deterioração da combustão, temperatura de exaustão mais alta e menor potência. Portanto, o filtro de ar deve ser limpo ou substituído regularmente conforme necessário.
(2) Falha na função do indicador de manutenção do filtro de ar
Verifique se o indicador de manutenção está danificado. Se o indicador de manutenção não funcionar, não é fácil para o operador observar sua limpeza interna. Ele pode ser gradualmente bloqueado por poeira, o que pode fazer com que a temperatura do motor a diesel suba e, em casos extremos, o motor a diesel seja desligado.
(3) Vazamentos na entrada de ar e no tubo de escape
Se o tubo de admissão não for vedado, a potência do motor diesel será diretamente reduzida. Se o tubo de escape não estiver vedado, a pressão de reforço ficará muito baixa para o motor diesel turboalimentado. Se o acelerador for aumentado quando a potência não for atingida, a injeção de combustível será excessiva, a combustão do motor diesel se deteriorará e a carga térmica aumentará e superaquecerá. Em caso de não vedação, verifique se todos os anéis de vedação estão completos, se todos os parafusos do flange estão apertados e se as conexões do tubo do flange estão danificadas.
(4) Contaminação do intercooler
Para motores a diesel turboalimentados, a temperatura do ar de admissão após a passagem pelo compressor aumenta drasticamente, o que afeta diretamente o volume de carga do motor a diesel, enquanto o intercooler pode resfriar o ar de admissão de alta temperatura. Normalmente, quando a temperatura de entrada do ventilador de refrigeração é de 25 graus e a temperatura de entrada da saída do compressor é de 150 graus, a temperatura de entrada após o intercooler pode ser reduzida para cerca de 70 graus. Se a parte superior do intercooler estiver cheia de poeira, isso afetará diretamente o efeito de resfriamento do intercooler e deverá ser limpo imediatamente.
(5) Falha do turbocompressor
As causas da falha do compressor incluem: ① o volume de admissão do motor a diesel é reduzido devido ao uso prolongado ou efeito de remoção de poeira insuficiente do filtro de ar, o que pode causar superaquecimento do motor a diesel. Portanto, os tempos de limpeza das partes relevantes devem ser aumentados e a escala deve ser removida e raspada quando estiver séria. ② Depósitos de carbono são gerados no superalimentador, e a má combustão de longo prazo do motor a diesel pode causar a formação de depósitos de carbono em ambos os lados da roda da turbina, entre o eixo rotativo e o anel de vedação do labirinto, o que afeta a função do superalimentador, e piora ainda mais a combustão. As medidas de eliminação são para garantir o bom estado de combustão do motor diesel e desmontar e inspecionar regularmente o compressor.
(6) Exaustão ruim
Se o tubo de escape estiver deformado ou bloqueado, afetará diretamente a exaustão do motor diesel, reduzirá a quantidade de ar fresco e afetará a velocidade do compressor, resultando na redução da pressão de admissão, deterioração do motor diesel combustão e o aumento da temperatura. Portanto, é necessário verificar e limpar o tubo de escape e outros canais de exaustão com frequência para eliminar o bloqueio.
3.3 Falha no sistema de combustível
(1) Falha do injetor
Geralmente, o injetor de combustível vaza ou a atomização do combustível é ruim, o que piora a combustão do motor diesel e causa o superaquecimento do motor diesel. Por esta razão, a pressão de injeção do injetor de combustível deve ser ajustada. Se a injeção estiver anormal, o injetor de combustível deve ser substituído e a pressão de injeção deve ser reajustada.
(2) Erro no ângulo de avanço da alimentação de combustível
Mais cedo ou mais tarde, a bomba de injeção de combustível afetará o desempenho de trabalho do motor a diesel, de modo que o calor liberado pela combustão não poderá ser totalmente utilizado para o trabalho, portanto, deve ser ajustado a tempo. A Tabela 2 mostra o ângulo de avanço da injeção e a pressão de injeção do motor diesel Deutz refrigerado a ar.
(3) Falha no avanço de abastecimento de combustível
O dano do avanço do injetor de combustível levará ao erro do ângulo de avanço do suprimento de combustível, afetará o desempenho de trabalho do motor a diesel e fará com que o motor a diesel superaqueça. Remova o avanço para verificar o dano e repará-lo.
(4) O volume de injeção de combustível da bomba de injeção de combustível é muito grande
O volume de injeção de combustível da bomba de injeção de combustível deve corresponder à altitude da área onde o motor diesel está localizado. Para o motor diesel, o volume de admissão e o volume de injeção de combustível na câmara de combustão são iguais. Ambos determinam o nível de potência e temperatura do motor diesel. Se o volume de injeção de combustível não corresponder à altitude da região, resultando em um grande volume de injeção de combustível, a carga térmica do motor diesel será alta e o volume de injeção de combustível deverá ser ajustado de acordo com os parâmetros técnicos do motor diesel . A Tabela 3 é o volume de injeção de combustível de referência para 100 ciclos do êmbolo da bomba de injeção do motor diesel refrigerado a ar Deutz.
3.4 Falha no sistema de lubrificação
(1) Nível de óleo anormal
A posição do óleo no cárter do óleo diesel está sujeita ao fato de o virabrequim não estar imerso. Quando o nível do óleo estiver muito alto, o virabrequim vai agitar o óleo, aumentando assim a temperatura do óleo; Quando o nível do óleo está muito baixo, a carga circulante do óleo é grande e a temperatura do óleo também aumenta. Para medir o nível de óleo de um motor diesel que ficou parado por muito tempo antes de dar a partida e para medir o nível de óleo imediatamente após a parada do motor diesel, dois tipos de marca são definidos na escala de óleo diesel DEUTZ.
Marca do ponto: depois que o motor diesel estiver parado por um longo período, o nível de óleo antes da partida deve ser medido de acordo com a marca do ponto.
Marcação de linha: quando o motor diesel parar após 1~2 min em marcha lenta, meça o nível de óleo de acordo com a marca de linha.
(2) Radiador de óleo sujo
O radiador de óleo sujo reduzirá o efeito de resfriamento do óleo e aumentará a temperatura do óleo. A solução é limpar o radiador de óleo regularmente.
(3) Válvula de controle de temperatura danificada no radiador de óleo
A válvula de controle de temperatura do óleo é instalada no corpo da válvula de derivação abaixo do radiador de óleo. A função da válvula de controle de temperatura do óleo é garantir o funcionamento normal do motor diesel durante a partida a frio ou em condições de alto frio e baixa temperatura. Neste momento, devido à alta viscosidade e alta pressão do óleo, o resfriamento forçado não é propício para o aumento do óleo à temperatura normal de operação. Quando o óleo atinge 94 graus, a válvula de controle de temperatura se abre para permitir que o óleo circule pelo radiador de óleo para resfriamento. Quando a temperatura é inferior a 94 graus, a válvula de controle de temperatura é bloqueada e o óleo é desviado diretamente para o óleo primário filtro. Quando a válvula de controle de temperatura falha, o óleo circulante não pode ser resfriado pelo radiador de óleo, resultando em um aumento da temperatura do óleo.
4 Análise de falha típica
O modelo do motor diesel com falha é F12L513F; O nome do caminhão mecânico onde o motor diesel está localizado é 08-32 caminhão socador.
4.1 Fenômeno de falha
Quando o caminhão compactador estiver operando por mais de meia hora, a temperatura do óleo do motor irá disparar e a pressão do óleo do motor cairá cerca de 1 bar. Neste momento, a temperatura medida do óleo do motor excederá 110 graus.
4.2 Análise de falhas
O alarme de superaquecimento da temperatura do óleo do motor deve ser causado pela fraca dissipação de calor do óleo do motor diesel. De acordo com o fenômeno do motor diesel, as principais razões para a temperatura excessiva do óleo são as seguintes:
(1) A velocidade do ventilador de resfriamento é muito baixa ou para de funcionar.
(2) A má vedação da câmara de pressão de ar causa a baixa pressão da câmara de pressão de ar e o calor não pode ser dissipado.
(3) A superfície do radiador de óleo suja causa uma dissipação de calor ruim do radiador.
(4) O termostato do radiador de óleo não funciona corretamente, fazendo com que o radiador não funcione.
4.3 Processo de inspeção do motor a diesel
(1) Verifique se a velocidade do ventilador é de cerca de 4700 n/min e dentro da faixa de velocidade normal com um tacômetro.
(2) Verifique a faixa de vedação da câmara de pressão de ar e todos os protetores de vento. A tira de vedação está intacta. Ao verificar o defletor de vento, verificou-se que faltavam dois parafusos de fixação em um dos defletores de vento, e algum ar de resfriamento vazou por lá. Depois de completar os parafusos que faltam, analisa-se que o vazamento de ar de resfriamento aqui não é suficiente para fazer a temperatura do óleo subir ao nível de alarme.
(3) Continue a verificar. Verifique se a superfície do radiador está livre de sujeira de óleo e se o radiador está bem ventilado após soprar sua superfície com ar comprimido.
(4) Após a desmontagem do radiador de óleo, constatou-se que não havia óleo no termostato. Depois de desmontar o termostato do radiador, verificou-se que o termostato não funcionava corretamente. Após a substituição de um novo termostato, verificou-se que a temperatura medida do óleo no cárter continuou a cair enquanto o motor diesel estava funcionando e a pressão do óleo também voltou ao normal. Quando a operação de compactação contínua foi realizada novamente, o alarme de temperatura do óleo desapareceu e a temperatura medida do óleo no cárter permaneceu dentro da faixa normal de 90 a 95 graus.
4.4 Processo de geração de falhas
Como o termostato não pode ser aberto normalmente, o óleo do motor não foi resfriado pelo radiador, resultando no aumento de temperatura do óleo do motor muito rápido. Após operação contínua, a viscosidade do óleo do motor diminuirá e a pressão diminuirá. Se esta falha não for tratada por muito tempo, ela também causará sérias conseqüências, como tração e rolamento do cilindro.
5 Sugestões
O efeito de resfriamento do motor diesel refrigerado a ar afeta a vida útil do motor diesel. O sistema de arrefecimento deve ser verificado e mantido regularmente.
(1) Limpe a borra de óleo no filtro fino centrífugo do acoplador do ventilador pelo menos uma vez por ano para garantir o suprimento normal de óleo do acoplador.
(2) Verifique regularmente o aperto da câmara de pressão de ar do motor diesel, verifique cada pára-brisa e tira de vedação e repare e substitua os danificados a tempo.
(3) Verifique regularmente o funcionamento do termostato. Quando a temperatura do óleo no cárter atingir 90~95 graus, o radiador de óleo deve ter ar quente, ou seja, o termostato deve estar aberto. Se não houver dissipação de calor a 95 graus, verifique o termostato.
(4) Use ar comprimido regularmente para remover sujeira e poeira de óleo na superfície do radiador, para que o radiador possa manter um bom efeito de dissipação de calor.
