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康明斯QSK45和QSK60发动机冷却系统故障维修诊断

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详细描述

康明斯QSK45和QSK60 工业用发动机冷却系统故障维修诊断

目录

概述

 

工业用

配备电动喷油器

船用

概述

TOC

工业用

Cummins® QSK45 和 QSK60 发动机冷却系统压力盖需要的最小额定压力为 76 kPa [11 psi]。这样可为水泵进口提供冷却液的正压。

QSK45 和 QSK60 工业用发动机采用了带有低温中冷的双泵、双回路冷却系统,它们所使用的主发动机水泵不同,但都使用相同的低温中冷式 ( LTA ) 水泵。这意味着发动机使用由主发动机回路和一个  LTA  回路构成的双冷却回路。主发动机回路控制水套水回路。主发动机回路在较高温度下运行,有时被称为高温回路。低温中冷回路在较低温度下运行,有时被称为低温回路。

QSK45 和 QSK60 工业用发动机冷却回路使用通用补充水箱。将这种水箱设计为通过使用导流板减少水箱中的紊流。发动机运转期间,两个回路中的少量冷却液会在补充水箱中混合。

QSK45 发动机在需要额外输出时通常会使用 QSK60 主发动机水泵,但 QSK45 主发动机主水泵不能用于 QSK60 发动机。

水泵为离心泵,采用铸铁叶轮。主水泵由齿轮驱动,通过花键联接到水泵驱动装置。 LTA  水泵为齿轮驱动,通过花键联接到液压泵驱动装置。

每台水泵包含两个球型轴承。轴承采用加压机油润滑。QSK45 和 QSK60 主水泵包含一个前置、大型单列滚珠轴承。

叶轮和进水口管接头具有加工角,它对于水泵的性能起关键作用。叶轮和进水口管接头的加工角总是相同。

水泵轴只包含一个卡环,两个轴承之间需要隔套。

水泵包含油封和水封。这些密封之间的空腔有通气孔。如果密封泄漏,通气孔可防止润滑剂或冷却液污染。从通气孔泄漏的机油和冷却液不会影响泵的工作。在每次计划的维护保养间隔,检查通气孔是否阻塞。建议的维护保养间隔是 250 小时或 6 个月。

安装整体水封必须使用专用工具,以便水封按正确规格安装到水泵泵体。正确的安装可确保弹簧张力正确。

在 QSK45 和 QSK60 单级涡轮增压式工业用发动机上,发动机到辅助水箱之间使用了两根排气管。一根用于中冷器回路的排气,另一根用于水套回路的排气。来自左前方和右前方中冷器的排气管被连接在左列气缸侧节温器壳体上的一个T形接头上。只有前中冷器有排气管。而每个后部中冷器上有一个旋塞,在加注过程中要将其打开。水套排气口位于右侧的节温器壳体上。

对于 QSK60 双级涡轮增压式工业用发动机,从发动机到辅助水箱要求增加两根排气管。从发动机每个增压中冷器(共两个)至辅助水箱需要增加一根排气管。

QSK45 和 QSK60 工业用发动机采用了带有低温中冷的双泵、双回路冷却系统,它们所使用的主发动机水泵不同,但都使用相同的低温中冷式 ( LTA ) 水泵。

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主发动机水泵(双泵/双回路)

发动机主冷却回路的主要作用是冷却发动机缸体。每台水泵向各自的散热器输送冷却液。

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低温中冷水泵(双泵/双回路)

 LTA  冷却回路的主要作用是冷却进气。每台水泵向各自的散热器输送冷却液。

 LTA  散热器芯子的温度通常比发动机散热器的要低。 LTA  散热器所处的位置应该能在发动机散热器之前接收到冷空气。

配备电动喷油器

带有电动喷油器的发动机配备有节温器壳体,使得更换节温器时不必拆卸整个壳体。此节温器壳体具有可拆卸的盖板,便于检修节温器。

QSK60 发动机使用独立的主发动机和位于公共轴的  LTA  水泵。这说明发动机使用两个不同的冷却回路,但仅有一个水泵总成位于发动机上。泵包括两个不同的叶轮,每个冷却回路使用一个。低温中冷器叶轮在发动机上更加靠前。除了水泵和节温器壳体外,带有电动喷油器功能的发动机的冷却系统与带有机械驱动式喷油器的发动机上的冷却系统相似。

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水泵(双泵/双回路,带有电动喷油器)

船用

发动机冷却系统是双泵、双回路设计,与工业用型号类似。有三种冷却选择:热交换器、龙骨冷却器和散热器。

热交换器采用钛板设计,安装在发动机的前部。水套水和  LTA  管路都位于同一个热交换器内,由一对隔板隔开。海水泵脱离液压齿轮驱动装置安装,在其前面。 LTA  泵安装在液压齿轮驱动装置的后部。热交换器发动机和龙骨冷却发动机的  LTA  泵不同。热交换器适用一个独特的  LTA  泵。龙骨冷却泵与工业用发动机上的相同。在热交换器总成中包括了一件维修工具,用以辅助维修。

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板式热交换器

配备电动喷油器的 QSK60 船用发动机上使用的热交换器也采用钛板设计,钛板安装在发动机前部。它在设计与布局上与机械驱动喷油器发动机上使用的热交换器类似,但是前者的冷却接头经过改进,采用了铸铁封闭式管设计,从而提高了热交换器管的可靠性。这种设计的特点是在热交换器上装配有一个铸件,铸件借助 O 形圈和承磨衬套接口与单独的管配合,从而对管接头点形成隔离和密封。

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配备电动喷油器的 QSK60 发动机热交换器冷却液接头

膨胀水箱和热交换器总成未合为一体。它安装在热交换器的上方。解体板组不需要拆下膨胀水箱,但是拆卸整个热交换器总成则必须将其拆下。

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膨胀水箱

龙骨冷却发动机通过软管连接到船只管道系统中。有两个单独的龙骨冷却器。用于龙骨冷却发动机的  LTA  泵由液压齿轮驱动装置的前部驱动。

对于要求散热器冷却的辅助装置,发动机上安装有风扇驱动装置。风扇和散热器必须由客户提供。

在推进发动机上,船用变速箱油冷却器是一个选装件,安装在飞轮壳的上方的缸体上,在空气滤清器总成的下方。冷却器是  LTA  管路的一部分。连接冷却器的船用变速箱油接头由客户提供。

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船用变速器油冷却器

008-018   冷却系统

目录

排放

 

 LTA 

船用

冲洗

加注

 

油轨应用

排放

TOC

 警告 

不要从热发动机上打开散热器压力盖。应等待冷却液温度降至 50°C [122°F] 以下时才能打开压力盖。否则高温冷却液或蒸汽喷出可能会造成人身伤害。

发动机冷却后拆下散热器盖。

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 警告 

冷却液有毒。避免儿童与宠物接触冷却液。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。

将车停在水平路面上。打开散热器底部的排放旋塞。拆下散热器下部软管。排放冷却系统。

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 LTA 

 警告 

冷却液有毒。避免儿童与宠物接触冷却液。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。

将车停在水平路面上。排放冷却液。

通过拆下管塞 (5) 并打开位于连接主发动机底舱和低温中冷器 ( LTA ) 散热器芯的冷却液管路上的平旋阀 (4) 来排放低温中冷器 ( LTA ) 冷却系统。

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注: 在一些散热器上,连接发动机底舱和低温中冷器 ( LTA ) 散热器的管路是内部连接的。采用此种设计,在散热器底舱有两个排放位置。

两散热器芯之间管路的设计仅能允许冷却液在加注过程中,从主发动机芯 (2) 流到低温中冷器 ( LTA ) 芯 (3)。为防止冷却液在发动机运转时流向相反方向,管路中必须包含平旋阀 (1)。回转阀上的箭头必须指向  LTA  芯。

通过拆下软管 (6) 或管 (7) 在主发动机散热器芯处为冷却系统排液,将会因为回转阀的原因,而无法 令低温中冷器( LTA ) 芯进行排放。



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船用

 警告 

不要从热发动机上打开散热器压力盖。应等待冷却液温度降至 50°C [122°F] 以下时才能打开压力盖。否则高温冷却液或蒸汽喷出可能会造成人身伤害。

 注意 

在排空冷却液时,注意不要使冷却液溢出或排入船舱中。不要将冷却液泵到船外。如果不会继续使用冷却液,必须按照地方环境法规进行处理。

在正常的工作温度(至少 85°C [185°F])下运转发动机 1 到 1 ½ 小时。

关闭发动机,冷却并排空冷却系统。

 

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冲洗

TOC

 警告 

不要从热发动机上打开散热器压力盖。应等冷却液温度降至 50°C [120°F] 以下时才能拆下压力盖。否则高温冷却液或蒸汽喷出可能会造成人身伤害。

注: Restore™ 的性能取决于时间、温度和浓度水平。例如,严重积垢或阻塞的系统,需要更高浓度的清洗剂、更高的温度或更长的清洗时间。Restore™ 可在浓度两倍于推荐水平时安全使用。重度结垢或堵塞的系统可能需要多次清洗。

排放冷却系统。

不要拆下冷却液滤清器。

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 注意 

Fleetguard® Restore™ 不含防冻液。进行清洗时不要让冷却系统结冰。

冷却系统容量每排出 38 到 57 升 [10 加仑] 立即添加 3.8 升 [1 加仑] Fleetguard® RESTORE™ 或类似物,并为系统加注纯净水。

将加热器温度开关调至“HIGH”(高温档),使冷却液以最大流量流过加热器芯。不需要打开鼓风机。

 

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在冷却液温度至少为 85°C [185°F] 时运转发动机 1 到 1.5 小时。

关闭发动机并排放冷却系统。

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向冷却系统加注清洁的水。

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让发动机在冷却液温度高于 85°C [185°F] 时高怠速运转 5 分钟。

关闭发动机并排放冷却系统。

如果排出的水仍然很脏,必须再次冲洗系统,直到水变得清洁。

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安装新的冷却液滤清器并用完全按配比的冷却液加注冷却系统。参考第 4 节中的步骤 008-006。

另外添加补充冷却液添加剂 (SCA) 使冷却液达到正确的 SCA 浓度水平。参考第 V 节中的步骤 018-004。



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安装压力盖。运转发动机,直至冷却液温度到达 70°C [160°F] ,并检查是否有冷却液泄漏。

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加注

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 注意 

在加注冷却系统时,注意不要使冷却液溅出或进入舱底。不要将冷却液泵到船外。如果冷却液溅出,必须按照当地环保法规进行处理。

关闭散热器排放旋塞。

安装散热器下部软管拧紧软管卡箍。

扭矩值:  5  n.m  [40 in-lb]



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使用完全按配比的冷却液加注冷却系统。

使用正确的 SCA 单位以正确保护冷却系统。

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加注冷却系统,直至冷却液达到散热器注水箱(或膨胀水箱)加注颈的底部。

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更换散热器或加注口盖。

运转发动机,直到冷却液温度达到 70°C [160°F]。检查有无泄漏。

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 警告 

不要从热发动机上打开散热器压力盖。应等待冷却液温度降至 50°C [122°F] 以下时才能打开压力盖。否则高温冷却液或蒸汽喷出可能会造成人身伤害。

关闭发动机使其冷却。

 

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油轨应用

参考原始设备制造商 (OEM) 维修手册。

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QuickServe Online

 

008-020   冷却系统诊断

目录

准备步骤

 

 LTA 

压力测试

 

 LTA 

最后步骤

 

 LTA 

准备步骤

TOC

 LTA 

 警告 

蓄电池可能会有易爆性气体逸出。为了尽可能避免人身伤害,在维护蓄电池前,必须保持发动机舱通风良好。为避免产生电弧,应首先拆下负极 (-) 蓄电池电缆,并最后连接负极 (-) 蓄电池电缆。

 警告 

酸是非常危险的,能损坏机器并导致严重的烧伤。维护蓄电池时,要准备一桶高浓度苏打水作为中和剂。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。

 警告 

不要从热发动机上打开散热器压力盖。应等冷却液温度降至 50°C [120°F] 以下时才能拆下压力盖。否则高温冷却液或蒸汽喷出可能会造成人身伤害。

 警告 

冷却液有毒。避免儿童与宠物接触冷却液。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。

断开蓄电池。参考第 19 节中的步骤 013-009。 断开冷空气起动马达(如果配备)。参考 OEM 维修手册。 排放冷却系统。参考第 8 节中的步骤 008-018。



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在中冷器入口 (1) 和出口 (2) 上安装压力测试接头。

使用最小量程为 276 kPa [40 psi] 的压力表。



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压力测试

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冷却液压力

kpa

psi

1800 rpm

103

最小

15

1900 rpm

117

最小

17

2100 rpm

131

最小

19

冷却液压力盖已拆下:

kpa

psi

241

最大

35

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如果冷却液压力高,确保节温器正确运转。参考第 8 节中的步骤 008-013。

如果节温器没有问题,检查散热器是否堵塞。参考第 8 节中的步骤 008-042。



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如果冷却系统压力低,在水泵进口安装压力表(最大量程 69 kPa [10 psi])。

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让发动机在额定转速下运转。如果压力表读数超过 35 kPa [5 psi],检查散热器是否堵塞。参考第 8 节中的步骤 008-042。



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 LTA 

中冷器压差

kpa

psi

62

最小

9

76

最大

11

如果压差高,确保节温器正常运转。参考第 8 节中的步骤 008-013。

如果节温器没有问题,检查中冷器是否堵塞。参考第 8 节中的步骤 008-134。

如果压差低,检查低温中冷器 ( LTA ) 冷却液系统是否堵塞。

如果  LTA  冷却液系统正常,检查  LTA  泵。参考第 8 节中的步骤 008-062。

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最后步骤

TOC

 LTA 

 警告 

蓄电池可能会有易爆性气体逸出。为了尽可能避免人身伤害,在维护蓄电池前,必须保持发动机舱通风良好。为避免产生电弧,应首先拆下负极 (-) 蓄电池电缆,并最后连接负极 (-) 蓄电池电缆。

 警告 

酸是非常危险的,能损坏机器并导致严重的烧伤。维护蓄电池时,要准备一桶高浓度苏打水作为中和剂。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。

加注冷却系统。参考第 8 节中的步骤 008-018。 连接冷空气起动马达(如果配备)。参考 OEM 维修手册。 连接蓄电池。参考第 19 节中的步骤 013-009。



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