导读

MTU396TE系列柴油机是由德国戴姆勒克赖斯勒公司制造的高速四冲程柴油机，它作为主机广泛应用于高速船舰的动力系统。

该系列柴油机少水（冷却液异常减少）是近年来使用该型号的柴油机为主机的相关船舶经常出现的故障之一。

主机少水故障可以分为外漏与内漏两种：

外漏通常由密封件失效、密封面不良、外置管路腐蚀穿孔，淡水泵水封失效等原因造成，可以通过肉眼观察发现，判断处理起来比较简单，也不会对柴油机造成进一步的损坏，本文主要结合该系列柴油机冷却水循环系统工作原理以及本人近年工作经验，对冷却水内漏故障进行分析，以提高故障排除的效率。

一、MTU396TE 系列柴油机及其冷却水循环系统

MTU396TE 系列柴油机采用的是直喷燃烧方式和液体冷却，其单缸排量的100 倍为 396（公升），即为该款柴油机的系列号，TE 表示顺序增压及增压空气采用分路循环淡水冷却。

下面就以航行于我国粤港水路的高速双体客船的主机的主要型号MTU16V396TE74L为例介绍一下该柴油机的冷却水循环系统：

MTU 16V 396 TE74L 柴油机运行在2000rpm 时，其持续功率为 2000KW，它的冷却水循环系统采用的是如图所示的分路循环系统，具体流程是：

1、高温循环回路

冷却水经淡水泵加压后经机油冷却器上部的水道进入机体，在进入机体时分为三路：

一路从 B 排增压器前方水道上到 B 排增压器顶部后再分为三路，分别进入 A、B 排增压器和排气连通管的冷却水套，再分别进入 A、B 排排气管冷却水套，最后经一个滤网后到达恒温器；

另两路分别进入 A、B 排气缸套冷却水腔，冷却完气缸套后通过气缸头与机体之间的一些短管进入气缸头冷却水腔，冷却气缸头底部，气阀导管，喷油器及排气道，最后也汇集到恒温器。

当冷却水温度低于设定值时，冷却水在此分为两路，一路进入低温循环系统，另一路回到淡水泵入口；

当冷却水温度高于设定值时，一路进入淡水冷却器，另一路回到淡水泵入口。

在淡水泵入口处有一异径管和一个喷咀，形成射流作用，可以让膨胀水箱的淡水补充到淡水泵入口，避免了淡水泵叶轮出现汽蚀现象。

2、低温循环回路

当冷却水温度高于设定值时，冷却水经恒温器分流到淡水冷却器，经海水冷却后的冷却水直接进入中冷器，冷却增压空气，使进气温度降低，密度增加，从而使燃油的燃烧更加充分，同时降低主机的热负荷，之后进入机油冷却器，冷却完机油后汇集到淡水泵入口；

当冷却水温度低于设定值时，由高温回路回来的冷却水在恒温器前直接分流一部分到中冷器和机油冷却器，对进入中冷的压缩空气和机油进行加热，能有效的改善起动状态，提高热效率。

二、常见故障检查、分析与修理

在故障检修之前，应向船方使用管理人员了解该主机在运行中的一些现象，如：

膨胀水箱中是否有汽泡（甚至呕水），冷却水是否有明显变浑浊的现象，少水的分量多少，少水故障来的快慢即故障是突然间发生还是在慢慢的少水，水温与水压有没有异常等，这些信息对之后的故障判断都会很有用。

一般情况若是缸套或是排烟管水套故障等引致的漏水，失水量较大，故障现象来的较快；

如若是气缸头故障引致的漏水现象，失水量一般不大，而且故障来的较慢。

主机停用一段时间再起动前，要检查水位，如见水位有减少，应先进行冲车检查，即在断油的情况下，电动盘车，防止因燃烧室内的积水而产生液击等重大机损事故，要引起充分的重视。

对故障原因有了初步的判断后，就可以进行试压检查：

通常当主机刚停止运行而水温还没有完全冷却下来时进行试压检查是最有效的。

具体方法是拆开膨胀水箱呼吸阀座，安装试压工具，用压缩空气向系统加压，试压时间至少一个小时。

1、排烟管或增压器冷却水套故障引致的漏水

该故障的排烟颜色通常为白色，且单边排低。

打开 A、B 排排气管冷却水套两端底部的放残旋塞，如果有水从旋塞流出，则要拆开该排排气管冷却水套盖板进一步检查：

（1）如果在此盖板上可以发现明显的水迹，则应将它清洁干净，再用专用工具在 80 度以上热水中试压，以判断准确的漏水位置，此种故障，只要不是大量漏水，航行途中可以适当降低主机转速，补充冷却水维持续航，切记此时要将放水旋塞打开，确保漏出的水不会进入气缸。

（2）如果没有明显发现就应该仔细观察冷却水套的底板，必要时拆除相应位置的隔热套管，如果发现有水迹，则就采取上述相同的试压方法做进一步确认。

也可以不拆出底板而采用专用工具密封相关水孔的方法在现场试压。

（3）如果发现有水迹从增压器端流出，则应拆出水套法兰及其隔热套管，仔细检查增压器冷却水套法兰的水道密封胶圈，胶圈槽位以及冷却水套的密封平面面有无破损，受腐蚀损坏等异常现象。

（4）如果还不能确定漏水点，则要拆出增压器冷却水套进行检查，必要时进行试压检查。

修理工艺：

如果漏水是由于冷却水套出现裂纹、穿孔等引起的，可以采取烧焊的工艺进行修复，但由于该水套所用的是比较特殊的铝合金材料，再加上长期的高温、腐蚀作用，修理难度相当高。

烧焊时必须用专门的合金焊丝，采用氩弧焊工艺，并且烧焊前除了要彻底清洁裂纹处外，还必须对裂纹附近进行均匀加热。

烧焊后必须在其水腔内加 2-3bar 的气压，并浸泡在 80 度以上的热水中进行试压，发现有漏的地方就必须重新打磨、烧焊，通常这种裂纹都需要经过几次修理才能完全修复。

如果泄漏是由于排烟管水套两端与增压器冷却水套之间的法兰过度磨损造成的话，就应换新该法兰，当然其中排烟管侧的法兰也可以采取镶司的工艺时行修复，如果是该法兰处的隔热套管密封面损坏引起的，只能换新该套管。

2、中冷器故障引致的漏水

该型号的柴油机中冷器底部有一条检查放残管，观察是否有连续的水流从此放残管中流出，如若有则表明中冷器芯有穿孔泄漏现象；

应拆出中冷器并进行解体，对中冷器芯用专用工具试压，针对不同的泄漏点可以采用“烧焊”、“堵管”等修理工艺，或者换新。

3、冷却水漏入机油系统

从油底壳中取油样检查，如果发现机油有异常变色甚至乳化，则说明冷却水漏进了机油系统，从其循环系统分析，冷却水可以进入机油系统的主要有三个地方：

（1）淡水泵水封损坏，而泄水孔同时又堵塞，淡水从其轴承腔进入传动齿轮箱及油底壳，需要拆出此淡水泵并解体检查，如果是轴封（水封）损坏，则更换轴封后重新组装；

如果是泵轴密封位磨损，则要对磨损位采取电镀修复后再重新组装。

（2）机油冷却器穿孔或者冷却水进出口处的密封件失效，导致主机停止运行时冷却水在自重作用下进入机油腔，当然这种情况通常会在水箱内发现油花。

处理方式：

拆出机油冷却器进行清洗、试压，在拆卸过程中应仔细观察其进出水口密封面及胶圈的情况。

如果仅仅是胶圈失效，更换胶圈既可；

如果是密封面腐蚀或冷却腔内部泄漏则必须更换机油冷却器。

（3）气缸套冷却水腔下密封位胶圈失效，这种情况检查较为困难，通常在试压的同时，仔细聆听油底壳附近有没有水滴声，或者同时打开油底壳上的加油口及其它几个道口，用带伸缩手柄的平面镜伸入气缸套底部进行观察是哪一个缸套下部的密封胶圈位置漏水；

如果还是不能判断出是哪一个缸套底部的密封位在漏水，就要拆下油底壳，给冷却水系统加压进行检查确认。

处理方式：

拆除该缸气缸头，卸下油底壳，拆出活塞头，拆出气缸套，检查密封失效原因，如果仅是胶圈损坏，更换胶圈即可。

如果缸套胶圈槽发现腐蚀或缸套使用已有一段较长时间的话，最好将它换新。

如果机座孔中该胶圈位有腐蚀的话，需要对腐蚀位进行修理，最好的方法是将腐蚀处光车后镶司修复，但这种工艺比较复杂，要将机座送回原厂才能进行。

通常可以采取在腐蚀位涂抹 PUTTY 的临时措施进行修理。

4、冷却水漏入燃烧室

如果以上检查方法都没有发现泄漏点，而主机在运行时水箱中又出现汽泡，冷却水变浑浊，有时会伴有冷却水压力升高及呕水现象，这说明漏水点在燃烧室，当主机运行时燃烧室内因压缩或燃烧产生高压气体经泄漏点进入冷却液系统，形成大量气泡。

如果主机在呼吸阀呕水，可能是比较严重的故障，说明有大量燃气进入水腔，通常遇到这种情况都会慢车或停车检查，以防故障进一步扩大，造成巨大的损失。

这类故障通常的检查方法是：

给冷却液系统加压 2-3bar，停留 1-2 小时后，拆出喷油器，用内窥镜检查，有机会看到泄漏点形成的锈迹；

或者拆开所有喷油器，在喷油器安装孔处放置旧报纸，切断燃油供应，按主机启动按钮进行冲车，如果发现从气缸中冲出的沾附在旧报纸上的污物中含有水迹，则说明该缸存在漏水现象，应对其采取进一步的检查，如拆下气缸头进行试压，检查气缸套等。

通常燃烧室的泄漏点及其修理方法有以下几种：

（1）喷油器冷却水套底部密封面密封不良，可以将其拆出，用专用工具研磨密封面，换新该冷却水套，如果还不能达到效果，就有必要换新气缸头。

（2）气缸头有裂纹，这种故障较多出现，漏水较慢，每天一般少水 1 ～ 2 公升，其中最常见的是进气阀座安装孔有裂纹，由于该安装孔在退刀槽处的水腔壁是气缸头最薄弱的地方，在高温及热应力等的作用下较易产生裂纹，而且这种裂纹有时只在主机高负荷运行时才出泄漏，一旦冷却下来后却很难用一般的试压手段检查出来。

所以经常会要让它继续运行一段时间，直至裂纹扩大，现象明显时才能发现。

这种裂纹是无法修理的，只能将气缸头整个换新。

（3）气缸套有裂纹，其中最常见的是缸肩位裂纹，这是最危险的故障之一，因为这些裂纹一旦扩大，就可能导致缸套断裂而引起严重机损事故。

这种故障的主要特征是膨胀水箱会出现大量气泡，甚至出现严重呕水现象，水压明显上升，而且故障扩大速度较快，这时就应该尽快停机，及时进行处理，以免造成更大的损失。

为了有效的预防此类故障的发生，大修时建议换新所有气缸套。

（4）还有一种可能是气缸头底部某个冷却水短管或其密封胶套损坏，这种故障通常伴随有冷却水外漏或气缸头漏气的现象，且淡水温高，淡水压力低，冷却水系统中有气泡及伴有跑水现象等，比较容易被发现。

导致这种损坏的原因通常是气缸头底部的镀铬密封层脱离，高温气体冲刷这些短管造成的，因此必须更换气缸头，而气缸套可以换新也可以通过研磨该气缸套与气缸头接触的密封平面后使用。

5、淡水冷却器故障引致的淡水漏入海水系统

这种状况的平时的使用中遇到的很少，就是当淡水冷却器的密封胶条损坏或冷却片破损穿孔后，使海水和淡水系统相通，淡水漏入到海水系统的现象，遇到这种情况，需要检查更换淡水冷却器相应的密封胶条或冷却片。

三、结语

在平时的使用管理过程中，要做到定期检查冷却水添加剂含量，正确使用冷却水添加剂，以达到良好的防腐效果；

要加强对主机的巡查，记录相关水温，水压等运行参数，及早发现，尽早处理，避免或减少损失。

平时维护保养应严格按规范检修超标损坏的零件，从而有效的降低此类故障发生的概率和因此造成的损失。

参考文献：

[1] Diesel Engine MTU16V396TE74L

Description and Operation Manual

M010970/00E 1993

原创作者系：

珠江集团船厂有限公司    郎克军

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