康明斯发动机冷却系统工作原理与故障诊断和检修

下列步骤涵盖了常用的故障诊断步骤以便进行确认：

• 康明斯ISL9.5 CM2150发动机过热的原因。参考本步骤中的“初始检查”部分。

注: 在此步骤的结束部分提供了一份工单，用于记录在故障诊断期间所测量的值。此工作单有助于收集和分析数据。

• 外部和内部冷却液泄漏/损失。参考此步骤中的“压力测试”部分。
• 燃烧气体泄漏进冷却系统。参考本步骤中的“测试”部分。

如果回收/膨胀箱中的冷却液液位达到无法接受的水平，将出现一个现行故障代码，并使仪表指示灯点亮，并施加功率降额。该低液位是由安装在冷却液补充/回收箱中的冷却液液位开关来感测的。

一旦出现冷却系统相关故障，建议检查冷却液液位开关是否工作正常。有关运行检查和维修步骤，参考 OEM 维修手册。

不建议拆卸和安装冷却液液位开关进行诊断。由于开关是塑料结构的，这样很可能会因此造成损坏。必须只有在更换新的冷却液液位开关时，才能将此开关从补充/回收箱上拆下。安装时一定不要过度拧紧此开关。大多数开关的扭矩值很低，可在 OEM 维修手册中找到这些数值。

冷却液液位开关非常容易受到 Ph 值不正确的影响。鉴于此原因，必须按照《Cummins® 冷却液要求及维护保养》（公告号 3666132）来维护冷却液。

取决于康明斯ISL9.5 CM2150发动机类型和应用类型，提供有不同工作温度范围的节温器。零件号和标称工作温度都压印在节温器上。要核实已安装了正确温度范围和零件号的节温器，一定要参考相应的零件信息资料。参考第 8 节中的步骤 008-013。

水泵损坏或不正确会导致康明斯ISL9.5 CM2150发动机出现过热状况。为了确认已经安装了正确的水泵，一定要参考适当的零件信息资源。参考第 8 节中的步骤 008-062。

磨损的/不正确的皮带、皮带张紧器或未对准的皮带轮可能造成：

• 皮带打滑
• 皮带跳动或“脱槽”
• 噪音
• 皮带断裂和撕裂
• 部件轴承卡死。

参考第 8 节中的步骤 008-002。

参考第 8 节中的步骤 008-080。

进行冷却系统故障诊断与排除时常常忽视的问题是散热器压力盖/膨胀箱盖。该冷却系统采用压力盖防止冷却液沸腾。压力盖不正确、损坏或有故障会导致冷却液损失以及康明斯ISL9.5 CM2150发动机出现过热状况。

参考 OEM 维修手册中的压力盖技术规范相关信息。

盖不合适或故障将导致冷却液损失及康明斯ISL9.5 CM2150发动机过热。

对散热器压力盖进行压力测试。参考 OEM 维修手册。

压力盖必须在标明的数值 14 kPa [2 psi] 压力范围内密封良好，否则必须更换。

必须定期检查散热器散热片是否弯曲/折断以及冷却液是否泄漏。

有关散热器的维护保养、拆卸或安装信息，请参考 OEM 维修手册。

注: 康明斯ISL9.5 CM2150发动机冷却液硅树脂软管由于具有弹性会发生膨胀。

冷却液软管压扁或损坏会导致康明斯ISL9.5 CM2150发动机出现过热问题。确保检查所有软管有无裂纹、切口或压扁。更换所有损坏的软管。

康明斯ISL9.5 CM2150发动机冷却风扇通常由曲轴从动皮带驱动。对于有些应用类型，远程安装式冷却系统的风扇不在康明斯ISL9.5 CM2150发动机上。

冷却风扇由 OEM 提供。任何与维修相关的问题必须与 OEM 联系。本步骤仅强调了部分关于冷却风扇的项目。

如果风扇由皮带驱动，皮带打滑将使风扇转速降低，并减弱冷却效果。有故障的自动皮带张紧器可能会导致此问题。参考第 8 节中的步骤 008-080。

检查风扇轮毂和其他皮带轮中的轴承，确保它们没有引起皮带振动和打滑。参考第 8 节中的步骤 008-036。

冷却风扇必须定期检查。检查有无裂纹、铆钉松动、叶片弯曲或松动。

检查风扇并确保其安装牢固。如果需要，拧紧螺钉。

仅可以用完全相同的冷却风扇来替换损坏的冷却风扇。尽管相同尺寸的冷却风扇看起来可能相似，但是叶片节距和轮廓可能有差异。

风扇驱动装置有故障会导致康明斯ISL9.5 CM2150发动机冷却问题。

提供不同的风扇驱动装置配置，可确定驱动风扇的时间，其中包括：

• 直接驱动 - 风扇始终接合。
• 空气接合/分离式离合器
• 电动/电磁离合器
• 粘性离合器
• 液压驱动装置
• 曲轴/PTO 驱动。

有关其他风扇离合器，参考 OEM 维修手册。

风扇护罩总成用来引导冷却风扇提供的气流。风扇护罩丢失或损坏将减少冷却风扇提供的气流量，还会导致康明斯ISL9.5 CM2150发动机出现冷却液过热的状况。

检查风扇护罩是否损坏和/或接触冷却风扇。更换所有损坏的部件。参考第 8 节中的步骤 008-038。

注: 确保空气温度传感器工作正常。检查气动百叶窗控制装置。检查有无空气泄漏。参考 OEM 维修手册。

散热器百叶窗的设计是用来控制通过散热器的空气流。如果在需要时百叶窗不能开启，康明斯ISL9.5 CM2150发动机将过热。百叶窗不能关闭将导致过多的空气流入，使康明斯ISL9.5 CM2150发动机过冷。

防寒前罩可用来缩短康明斯ISL9.5 CM2150发动机暖机时间，有助于在冷天地区保持康明斯ISL9.5 CM2150发动机暖机。

防寒前罩必须仅能罩住冷却系统正面区域的一部分，另一部分暴露于气流中。

不让部分正面区域与气流相通或环境温度升高时仍安装防寒前罩，这会导致康明斯ISL9.5 CM2150发动机出现过热状况。

将服务软件连接至车辆数据通信接口。

将钥匙开关转到 ON（接通）位置。

用服务软件监测冷却液温度。

如果配备仪表板冷却液温度表，用服务软件监测冷却液温度，并比较驾驶室温度表读数。如果不符合制造商对于正确读数的技术规范，更换驾驶室温度表。

如果没有制造商的技术规范且读数不符合正确读数 ±3.9°C [±7°F]，则更换温度表。

对于配备温控百叶窗的车辆，检查百叶窗开闭时的冷却液温度。将此数值与百叶窗控制装置上铭刻的数值进行比较。

康明斯公司建议百叶窗应在冷却液温度为 85°C [185°F] 时开启。

如果配备温控冷却风扇离合器，检查风扇离合器接合时的冷却液温度。

如果风扇离合器接合由车上的风扇控制装置控制，比较记录值与风扇控制装置上标记的数值和/或参考 OEM 维修手册。

如果风扇离合器接合由康明斯ISL9.5 CM2150发动机电子控制模块 (ECM) 控制，接合冷却液温度是设定值，不能改动。如果风扇离合器不能接合，检查以确保风扇控制逻辑参数设置正确。

ECM 能够利用零 (“0”) VDC 或 12 VDC 信号使风扇离合器接合。可从 INSITE™ 服务软件的“特性和参数”菜单中选择准确的启用逻辑。

康明斯公司建议风扇应在冷却液温度为 96°C [205°F] 时接合。

如果配备粘性风扇驱动装置，检查风扇接合时的冷却液温度。粘性风扇离合器通常由散热器后监测空气温度的内置传感器启用。

注: 有些粘性风扇驱动装置可能是电子控制的。

当空气温度达到规定范围时，根据所用传感器的温度设置，温度感应控制器将移动执行器，通过粘性液体使风扇驱动装置啮合并增加风扇转速。有关更多信息，参考 OEM 维修手册。

康明斯公司建议风扇应在冷却液温度为 96°C [205°F] 时接合。

如果以下系统之间存在泄漏，冷却系统和润滑系统的工作压力将使机油和冷却液混合：

• 缸盖密封垫
• 机油冷却器等。

变速箱油/助力转向油/液压油也会通过散热器液体冷却器（如有配备）泄漏到冷却液内。参考 OEM 维修手册。

检查冷却液液位，如有必要则加注。参考第 8 节中的步骤 008-018。

为了确定冷却液泄漏的位置，可能需要向冷却液中加入一些荧光示踪剂（零件号 3377438）。

每 38 升 [10 加仑]冷却液中加入一个单位的荧光示踪剂。

怠速运转康明斯ISL9.5 CM2150发动机 5 至 10 分钟或直至达到正常工作温度，使荧光示踪剂在冷却系统中循环流动。

使用高强度黑光灯（零件号 3163337）或等效物照亮染色剂。

如果散热器上装有减压阀，在溢流管 (1) 上安装堵塞。

将压力测试仪安装到散热器加注颈或补充水箱（如果配备）并加压。

冷却液 Dam ™/压力测试仪维修工具（零件号 3824319）对冷却系统进行加压。冷却液 Dam ™/压力测试仪使用压缩空气而不是手动气泵。

对于外部冷却液泄漏，检查康明斯ISL9.5 CM2150发动机的外部，如有必要进行修理。

请特别注意以下部件的周边区域：

• 机油冷却器。参考第 7 节中的步骤 007-003。
• 水泵。参考第 8 节中的步骤 008-062。
• 空气压缩机缸盖密封垫。参考第 12 节中的步骤 012-014。
• 碗形塞。参考第 17 节中的步骤 017-002。
• 管塞。参考第 17 节中的步骤 017-007。

对于内部冷却液泄漏，检查康明斯ISL9.5 CM2150发动机内部。可能需要拆下下列部件查找冷却液泄漏的迹象：

• 摇臂室盖。参考第 3 节中的步骤 003-011。
• 油底壳。参考第 7 节中的步骤 007-025。
• 涡轮增压器机油回油管。参考第 10 节中的步骤 010-045。

如果怀疑冷却液中混有燃油或者燃油中混有冷却液，断开缸盖后部的燃油回油管接头。参考第 6 节中的步骤 006-013。

冷却液压力检查

测量缸盖排气侧上的 5 号冷却液旋塞 (1) 或 6 号冷却液旋塞 (2) 处的冷却液压力。

影响冷却液压力的因素有：

• 散热器压力盖
• 冷却系统内有碎屑
• OEM 冷却选装配置（如驾驶室内加热器和变矩器冷却）
• 冷却系统中进入空气
• 冷却系统的初始加注不正确
• 小于 50/50 防冻液混合液
• 高海拔康明斯ISL9.5 CM2150发动机运转。

记录高怠速下节温器关闭、60°C [140°F] 时的缸体压力。

如果高怠速下未装压力盖时缸体冷却液压力低于 138 kPa [20 psi]，检查以下项目：

• 检查皮带张紧度和状况。
• 拆下水泵，检查叶轮的整体性，检查轴上是否打滑。参考第 8 节中的步骤 008-062。

当含有空气的冷却液变热时，冷却液中的空气膨胀会使冷却液溢出，从而造成冷却液损失。空气受热后膨胀，系统压力增加，使压力盖开启。

同样地，如果缸盖密封垫或缸盖开裂将压缩气体泄漏到冷却系统中，冷却液也会溢出。

注: 所有驾驶室加热器和空调必须关闭，康明斯ISL9.5 CM2150发动机风扇控制必须转至“AUTOMATIC”（自动）位置（如果适用）。

拆下散热器盖，进行以下测试时不要装上。

使用零件号为 3822985 的燃气测试仪或与其相当的仪器测试冷却系统中有无燃气。

在进行燃气泄漏测试时，建议冷却系统使用含有 50％ 的防冻液和 50％ 水的混合物。单纯使用水会导致测试液颜色从蓝色变到青绿色或浅绿色。但这并不表明燃气泄漏。

排放冷却液，使冷却液液位下降到散热器加注口中压力盖密封件下约 76 mm [3 in] 处。

如果冷却液超过这一点，冷却液可能会污染到测试液，导致测试无效。

将测试液倒入燃气泄漏测试仪中，直至该测试液加到仪器上的黄色加注线。

将燃气泄漏测试仪的橡胶端插入到散热器加水颈中，向下牢牢把住仪器并且来回转动，确保在测试仪和散热器加水颈之间形成严密的气体密封。

起动康明斯ISL9.5 CM2150发动机，并高怠速运转大约 30 分钟。在康明斯ISL9.5 CM2150发动机运行期间监测康明斯ISL9.5 CM2150发动机温度和测试液的颜色。测试期间不要使康明斯ISL9.5 CM2150发动机温度超过 100°C [212°F]。

在测试期间，一旦测试液的颜色由蓝色变为黄色或绿色，说明燃气泄漏到冷却系统中。如果测试液由蓝色变为黄色或者绿色，应中断测试。

如果在 30 分钟的测试期间，测试液没有从蓝色变为黄色或绿色，使康明斯ISL9.5 CM2150发动机回到低怠速。

检查测试仪，以确保它牢固地密封在散热器加水颈上。

将橡皮球尖端插入测试仪的顶部孔中，挤压橡皮球 2 到 3 分钟，通过测试液吸出散热器中的空气。

如果测试液的颜色仍为蓝色，则燃气没有进入冷却系统。如果测试液由蓝色变为黄色或绿色，则说明燃气进入到冷却系统，需要做进一步的调查以确定燃气泄漏的位置。

当冷却系统预热到工作温度时，空气将以气泡形式通过燃气测试仪排出，这是由于冷却液的正常膨胀所致。不要将测试仪中出现气泡误认为是燃气或空气漏入冷却系统的标志。测试液的颜色由蓝色变为黄色或绿色是冷却系统中是否存在燃烧气体的唯一标志。

注: 如果测试液结果呈阳性，废弃测试液。

燃烧气体泄漏测试仪取得正值表明缸盖密封垫或缸盖铸件泄漏。参考第 2 节中的步骤 002-004。

燃气泄漏测试仪呈阴性以及前述测试时连续冒气泡表明以下情况：

• 风扇、百叶窗或加热器空气控制阀损坏
• 空压机缸盖或缸盖密封垫泄漏
• 由于散热器单向阀损坏或加注不正确而混入空气。

让康明斯ISL9.5 CM2150发动机冷却下来，并拆卸散热器盖。

安装已经拆下弹簧和减压阀的散热器压力盖，使得液体可以自由流过溢流管。

将一根橡胶软管连接到散热器溢流接头。

将软管的自由端放入盛水容器的水面以下。

注: 压力盖必须紧密地密封在散热器加注颈的顶部。

在额定转速下运转康明斯ISL9.5 CM2150发动机，直至温度达到 82°C [180°F]。

检查在盛水容器中是否从软管连续冒出气泡。

注: 进行此测试时，康明斯ISL9.5 CM2150发动机冷却液温度必须稳定。冷却液温度上升会导致系统中冷却液膨胀，从而得到错误的空气读数。

在燃烧后混合气泄漏测试仪中检查液体的颜色。黄色或绿色（图示中未显示）表明燃烧气体泄漏。蓝色表明无泄漏。此信息有助于隔离冷却系统的空气源，如果有的话。

注: 测试组件的灵敏度不足以检测出少量的燃烧气体泄漏。

即使燃气泄漏测试没有表明燃烧气体泄漏，也不要排除燃烧气体泄漏的可能。