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对冷却系统中散热水箱、水泵和节温器的检测方法
发布时间:2022-05-15 22:57:01  ▏阅读:

摘要:冷却系统是帮助柴油发电机散热的重要系统装置,但是由于防冻液体的使用,在工作一定时间后,内部必然会形成各种污垢。污垢种类因使用条件和保养等因素不同也有许多差异,对冷却系统的影响非常大。经常性对冷却系统进行检查,无论是对其本身还是对发动机维护都有重要作用。本文系统阐述散热水箱、水泵、节温器的检查方法以及风扇皮带松紧度的调整规范,为柴油发电机组冷却系统的维护保养提供技术指导。

 

一、散热水箱的检查

 

水箱散热器外形如图1所示。检查柴油发电机散热水箱之前应先把水垢彻底清除干净,然后进行试验。水箱漏水临查方法常是注入热水,检查其漏水部位,但细小的微漏不易发现,可采用以下方法进行检查。

1. 水压法检查

将散热水箱各个进出水孔堵住,只留一个进水孔,用手压水泵把水从进水孔压入水箱中,在(98.1~147)kPa压力下,持续(3~5)分钟,检查各接缝处或水管有无渗水和漏水现象。水压试验应使用清洁的软水,避免硬水中的矿物质在试验后残留沉积。试验压力应缓慢上升,防止压力突增对水箱薄弱部位造成二次损伤。

2. 气压法检查

将水箱平放在盛满水的水槽中,然后向进气孔打气,气压在(49~98)kPa,注意观察水面,如有裂缝即可看到一连串的气泡冒出水面。气压法对微小裂缝的检测灵敏度高于水压法,适用于检查难以通过目视发现的细微漏点。试验时应缓慢加压,防止气压突增导致裂缝扩大。

3. 漏水部位的标记与修理

经过检查发现漏水处做上记号,以供修理。水箱水管在上下水室接合处开焊漏水,打磨干净后,用专用烙铁将焊锡熔化焊牢。若水箱外层漏水,打磨干净后,涂氧化锌,用烙铁进行焊补。压伤变形的散热片,可用梳状的专用工具进行矫直。

修理完成后,应再次进行水压或气压试验,确认无渗漏后方可装机使用。对于老化严重、多处漏水的水箱,建议直接更换新件,以免多次焊补影响散热效率和结构强度。

 

冷却水箱(散热器)示意图-柴油发电机组.png

图1 水箱(散热器)三维立体图

 

 

二、水泵的检查

 

检查柴油发电机水泵的轴颈及各孔的磨损,可用游标卡尺及内径百分表来测量(如图2所示);外壳的裂纹,除作外表观察检查外,对细小的裂缝,可在柴油机处于热状态时涂一层白粉,经(5~10)分钟后观察裂缝部位——白粉在裂缝处会因毛细作用吸附冷却液而变色,形成清晰的痕迹线。

1. 拆卸与分解步骤

水泵取出后,可按顺序进行分解;分解后应将零件进行清洗,再逐一检查,看其是否有裂纹、损坏及磨损等缺陷,如有严重缺陷者应予以更换。清洗时应使用煤油或专用清洗剂,并用压缩空气吹干各油道和水道,防止杂质残留。

2. 水封及座的修理

水封如磨损起槽,可用砂布磨平,如磨损过甚应予以更换;水封座如有毛糙刮痕,可用平面铰刀修理或在车床上修理;在大修时应更换新的水封组件。水封是水泵中最关键的密封部件,其密封性能直接影响水泵的使用寿命和冷却系统的密封性。安装新水封时,应在密封面涂抹少量机油,防止初次启动时干磨损伤。

3. 泵体裂纹的焊修条件

在泵体上具有下列损伤时允许焊修:长度在30 mm以内、不伸展到轴承座孔的裂纹;与气缸盖接合的凸缘有破缺部分;油封座孔有损伤。焊修前应将裂纹两端钻止裂孔(直径约2~3 mm),防止焊接过程中裂纹扩展。焊修后应进行水压试验,确认无渗漏。

4. 水泵轴的检查与更换

水泵轴的弯曲不得超过0.05 mm,否则应更换。测量时可将轴置于V形铁上,使用百分表测量轴中间部位的径向跳动量。轴颈磨损超过0.03 mm时,应进行镀铬修复或更换新轴。

5. 叶轮的检查

叶轮叶片破损应予以更换。叶轮破损会导致水泵流量下降和压力脉动,影响冷却系统的循环效果。叶轮与泵壳之间的间隙(通常0.5~1.0 mm)也应检查,间隙过大会降低泵的效率。

6. 水泵轴孔径的修复

水泵轴孔径磨损严重应更换或镶套修复。镶套修复时,座孔与套的配合过盈量应为0.02~0.04 mm,套内径需按标准尺寸精加工至规定尺寸。

7. 轴承的检查

检查水泵轴承是否转动灵活或有异常响声,如有说明轴承有问题,应予以更换。轴承转动时有卡滞或“沙沙”摩擦声,表明滚道已磨损或润滑脂已干涸。更换轴承时,应使用专用拉拔器拆装,避免敲击轴承外圈损伤轴承座孔。

8. 装配后的检查

水泵装配好后,用手转动一下,泵轴应无卡滞、叶轮与泵壳应无碰擦;然后检查水泵排水量,如有问题,应查找原因并排除。排水量检查可在水泵出水管接上容器,在额定转速下运转1分钟,测量排出水量是否达到标称值(通常为每分钟几十升至上百升,视机型而定)。若排水量不足,应检查叶轮间隙、水封泄漏及皮带打滑等因素。

 

水泵检测方法-康明斯柴油发电机组.png

图 2 水泵的检测示意图

 

三、节温器的检查

 

将柴油发电机节温器放在热水中进行检查,在(68~72)℃时应开始开启,(80~85)℃时应完全开放。若已失效或误差过大一般应予更换。

1. 节温器的结构原理与功能

蜡式节温器是柴油发电机冷却系统中最常用的温控元件,其工作原理是利用石蜡在固态和液态之间相变时的体积变化来驱动阀门开闭。当冷却液温度较低时,石蜡呈固态,节温器主阀门关闭,冷却液仅在发动机内部进行小循环(不经过散热器),以加速发动机暖机;当冷却液温度升高至开启温度时,石蜡逐渐熔化膨胀,推动推杆使主阀门开启,冷却液开始流经散热器进行大循环;当温度达到全开温度时,主阀门完全打开,全部冷却液参加大循环,实现最大散热效果。节温器的正确动作对发动机温度管理的精确性和稳定性至关重要。

2. 节温器的检查步骤

如图3所示,在温度可调试恒温加热设备检查节温器主阀门的开启温度、全开温度及升程,其中有一项不符合规范定值,则应更换节温器。例如康明斯发动机的节温器,其主阀门的开启温度为87 ℃正负2 ℃,全开温度是102 ℃正负3 ℃,全开升程7 mm。不同机型节温器的动作温度存在差异,应以各机型维修手册的规定值为准。

3. 检查时的操作要点

(1)将节温器完全浸入水中,用细铁丝悬挂,确保不与容器底部接触(底部温度通常高于水温),并确保水能够自由接触节温器感温蜡包的所有表面。

(2)加热时应缓慢升温(每分钟不超过2 ℃),避免温度梯度导致节温器动作失真。使用温度计持续监测水温,温度计应靠近节温器放置,确保读数准确代表节温器感知的温度。

(3)使用百分表或游标卡尺测量主阀门的升程,记录阀门开始开启和达到全开时的温度值,与标准值进行对比。若节温器在全开时升程不足(如康明斯机型小于7 mm),即使温度达到全开温度,也因流通面积不足影响散热效果。

(4)检查完成后应将节温器冷却至室温,观察阀门能否完全关闭(常温下应无可见缝隙),若关闭不严,表明节温器已损坏,也应更换。

4. 安装新节温器的注意事项

(1)安装新节温器时,应注意安装方向,通常将感温蜡包朝向发动机侧(即朝向高温冷却液来流方向),确保正确感知冷却液温度。安装方向错误会导致节温器响应延迟或无法正常开启。

(2)安装前应在节温器壳体密封面上涂抹密封胶,更换新的密封垫圈,防止冷却液从节温器座处渗漏。

(3)安装完成后,应启动发动机并暖机至正常工作温度,用手触摸节温器进、出水管温度,确认节温器能够正常开启(进水管热、出水管也热)和关闭(冷却后出水管温度明显降低)。

 

节温器检测示意图-康明斯柴油发电机组.png

图 3  节温器的检测示意图


四、风扇皮带松紧度的调整

 

检查柴油发电机风扇皮带松紧度,在风扇轮和充电机皮带轮的中部用手指压下,按下的距离一般为(10~15)mm,超过此范围,可松开支架的固定螺丝,扳动充电机,使其张力调整合适后再扭紧螺丝即可。

1. 皮带松紧度的标准测量方法

(1)测量应在冷机状态下进行,热态时皮带因受热伸长,读数会偏大,导致调整不准确。在皮带张紧段的中点位置(即风扇轮与充电机皮带轮之间的跨距中心)施力。

(2)施力时应使用约98 N(约10 kgf)的力,可用测力计或弹簧秤进行精确施力,用力过小或过大均会影响判断的准确性。对于较长的皮带跨距(大于500 mm),允许的挠度可适当增加至12~18 mm。

(3)新安装的皮带应在运行30分钟后重新检查张紧度,因为新皮带在初期运行中会发生一定程度的拉伸。运行10~15小时后再作最终调整。

2. 张紧度的调整步骤

(1)松开充电发电机(或张紧轮)的固定螺栓和调整螺栓。对于带有自动张紧轮的机型,应检查张紧轮的摆动角度是否在范围内,必要时更换张紧轮总成。

(2)使用撬棒(或专用张紧工具)向外扳动充电发电机,增加皮带张力,同时用另一只手按压皮带检查挠度,直至达到(10~15)mm标准值。

(3)保持张紧力,锁紧固定螺栓(拧紧力矩按机型规定值),然后复测皮带挠度,确认在锁紧过程中张力未发生变化。

3. 皮带松紧不当的危害

(1)皮带张紧度过松会导致:风扇转速降低,冷却风量不足,散热效果下降;皮带与皮带轮之间摩擦力不足,容易打滑和发热,加速皮带磨损;打滑产生的摩擦热量可能引起皮带烧焦或断裂;充电发电机转速降低,充电电流下降,蓄电池长期充电不足。

(2)皮带张紧度过紧则会加速水泵轴承和发电机轴承的磨损,增加轴承的径向载荷,严重时甚至导致轴承过早损坏或卡死;同时增加皮带的内部张应力,缩短皮带使用寿命。

4. 皮带的日常检查与更换标准

(1)检查皮带是否有裂纹、磨损或油污。若发现皮带表面有明显裂纹(裂纹深度超过1 mm)、磨损至宽度小于原宽度80%、皮带边缘出现剥离或纤维裸露,应及时更换新皮带。

(2)检查皮带的工作面(与皮带轮接触的底面)是否光滑,若出现异常光亮(表明严重打滑)或橡胶脱落,应立即更换。

(3)皮带更换时应成组更换(即同时更换所有同组皮带),避免新旧皮带混用导致张力不均。新皮带安装时应使用原厂指定型号,严禁使用非标或代用品。

 

 

总结

柴油发电机组冷却系统的定期检查是保证发动机在适宜温度范围内运行的关键维护措施。散热水箱检查可采用水压法和气压法检测漏水,气压法对微小裂缝更为灵敏;水泵检查需关注轴颈磨损、轴承状态、水封密封性和叶轮完好性,装配后应进行转动灵活性和排水量验证;节温器检查应在恒温加热设备中确认开启温度、全开温度和升程三项指标,同时注意安装方向与密封性;风扇皮带松紧度应保持在(10~15)mm挠度范围内,过松或过紧均对冷却效果和轴承寿命产生负面影响。冷却系统的全面检查应纳入日常维护计划,建议每运行250小时或半年进行一次系统检查,以预防因冷却系统故障导致的发动机过热或过冷等不良运行状态,保障柴油发电机组的可靠运行和长寿命。


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