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故障檢修與技術(shù)維護(hù) |
機(jī)油冷卻器泄漏、堵塞、破損裂紋現(xiàn)象的維修方法 |
摘要：機(jī)油冷卻器是柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是通過散熱器將柴油發(fā)電機(jī)冷卻劑中的熱量散發(fā)出去，保持柴油發(fā)電機(jī)的正常工作溫度。然而，有時(shí)候可能會(huì)遇到柴油機(jī)機(jī)油冷卻器漏油的情況，這不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)油浪費(fèi)，還可能對(duì)柴油發(fā)電機(jī)造成損害?？得魉构驹诒疚闹袑C(jī)油冷卻器作用、類型、結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)列舉機(jī)油冷卻器常見故障原因和排除方法。
一、機(jī)油冷卻器的功用與結(jié)構(gòu)
機(jī)油冷卻器是一種控制柴油發(fā)電機(jī)溫度的重要零件，工作原理如圖1所示。它的主要作用是通過冷卻機(jī)油，降低柴油發(fā)電機(jī)溫度，保證柴油發(fā)電機(jī)正常工作。機(jī)油冷卻器的工作原理是將柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油通過散熱器冷卻，達(dá)到降低溫度的目的。機(jī)油冷卻器的作用不僅在于降溫，同時(shí)也能防止機(jī)油粘度增大和氧化，延長(zhǎng)機(jī)油使用壽命。
1、機(jī)油冷卻器類型
機(jī)油冷卻器主要分為水冷式和空氣冷卻式兩種類型。
（1）水冷式機(jī)油冷卻器
水冷式機(jī)油冷卻器是將柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油通過水與柴油發(fā)電機(jī)循環(huán)，通過水冷卻器的冷卻，達(dá)到降溫的目的。這種類型機(jī)油冷卻器可與柴油發(fā)電機(jī)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)相結(jié)合，可以讓機(jī)油溫度保持在合適范圍，保證柴油發(fā)電機(jī)正常工作。
① 散熱效果好：水冷卻器的散熱效果比較好，能夠迅速將溫度降低。
② 低溫迅速：水的比熱容比較大，在柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)能夠更快地降低溫度。
③ 較為復(fù)雜：與其他系統(tǒng)結(jié)合更為復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障。
④ 對(duì)水質(zhì)要求較高： 由于相對(duì)于風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器而言，水冷卻器對(duì)水質(zhì)的要求較高，需要保證水的純凈度。
（2）風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器
風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器是通過將柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油通過散熱器冷卻，達(dá)到降溫的目的。這種類型機(jī)油冷卻器不需要與其他系統(tǒng)相結(jié)合，也不需要消耗水資源，因此更加經(jīng)濟(jì)、高效。
① 經(jīng)濟(jì)實(shí)用：不需要額外的系統(tǒng)來冷卻機(jī)油，不消耗水資源。
② 堅(jiān)固耐用：由于沒有與其他系統(tǒng)相結(jié)合，劣質(zhì)的水也不會(huì)影響風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器的工作。
③ 散熱性能比較差：空氣散熱器相對(duì)于水冷卻器來說，散熱面積小，所以效果比較差。
④ 需要足夠的空氣流量：由于依賴于空氣冷卻器的散熱性能，因此需要足夠的空氣流量。
2、機(jī)油冷卻器的結(jié)構(gòu)
（1）水冷式機(jī)油冷卻器結(jié)構(gòu)
水冷式機(jī)油冷卻器主要由芯子和殼體組成。芯子由黃銅管、散熱片和隔片組成，機(jī)油在芯子與殼體的夾層之間流動(dòng)。冷卻水在芯子內(nèi)部流動(dòng)時(shí)，帶走機(jī)油的部分熱量。經(jīng)過冷卻水的往復(fù)循環(huán)流動(dòng)，使油溫控制在80℃±5℃范圍內(nèi)。
（2）風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器結(jié)構(gòu)
風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器主要由銅管和散熱片組成。風(fēng)冷式柴油機(jī)的機(jī)油冷卻器安裝在水冷卻器后面，機(jī)油的冷卻靠風(fēng)扇鼓風(fēng)將熱量帶走。
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圖1 機(jī)油冷卻器工作原理 |
圖2 機(jī)油冷卻器結(jié)構(gòu)示意圖 |
二、機(jī)油冷卻器的泄漏原因分析
若發(fā)現(xiàn)機(jī)油冷卻器有漏油現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行壓力測(cè)試，如圖3所示。對(duì)機(jī)油冷卻器芯施加415kPa的空氣壓力，檢查是否有泄漏。將罐中的水加熱至50°C，以使測(cè)量結(jié)果更為精確。如有任何泄漏，應(yīng)廢棄冷卻器芯。
1、老化磨損
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油冷卻器長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)出現(xiàn)老化磨損的情況。散熱器中的密封膠圈、管路接口等部件會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的高溫作用而老化，失去原有的彈性和密封性能，從而導(dǎo)致機(jī)油冷卻器漏油。此外，散熱器內(nèi)部的冷卻管道也可能因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的磨損而出現(xiàn)裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)油泄漏。
2、腐蝕侵蝕
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油冷卻器在使用過程中，會(huì)受到冷卻劑的腐蝕侵蝕。冷卻劑中的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與散熱器內(nèi)部的金屬材料發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致散熱器的金屬表面腐蝕，最終形成小孔或腐蝕缺陷，從而引起機(jī)油泄漏。
3、安裝不當(dāng)
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油冷卻器的安裝也是導(dǎo)致機(jī)油泄漏的一個(gè)重要原因。如果安裝時(shí)沒有正確連接散熱器與柴油發(fā)電機(jī)的管路接口，或者緊固螺栓未擰緊到位，都可能導(dǎo)致機(jī)油泄漏。此外，若安裝時(shí)未按照規(guī)定的扭矩力進(jìn)行擰緊，也會(huì)導(dǎo)致接口處出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，引起機(jī)油泄漏。
4、機(jī)油冷卻器堵塞
機(jī)油冷卻器在長(zhǎng)時(shí)間使用后，可能會(huì)因?yàn)榛覊m、泥土等雜質(zhì)的堆積而造成堵塞。當(dāng)散熱器堵塞時(shí)，冷卻劑無法正常流動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)油冷卻器過熱，從而使機(jī)油冷卻器的密封膠圈、管路接口等部件老化，進(jìn)而引起機(jī)油泄漏。
針對(duì)以上的原因，可以采取一些措施來預(yù)防柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油冷卻器漏油。首先，定期檢查和更換機(jī)油冷卻器的密封膠圈和管路接口，避免因老化磨損而導(dǎo)致漏油。其次，定期檢查冷卻劑的質(zhì)量和濃度，避免腐蝕侵蝕引起的散熱器泄漏。此外，避免碰撞和安裝不當(dāng)也是預(yù)防機(jī)油泄漏的重要措施。最后，定期清洗散熱器，防止堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
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圖3 機(jī)油冷卻器壓力測(cè)試 |
圖4 機(jī)油冷卻器腐蝕現(xiàn)象 |
三、機(jī)油冷卻器常見故障和排除方法
1、冷卻器芯子破損的修復(fù)
柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若發(fā)現(xiàn)油底殼內(nèi)部進(jìn)入冷卻液，同時(shí)水箱散熱器內(nèi)部又有機(jī)油存在現(xiàn)象，故障檢修方法如下：
（1）放掉冷卻器內(nèi)部的廢機(jī)油后，拆下機(jī)油冷卻器。把拆下的冷卻器放平，再通過機(jī)油冷卻器的機(jī)油出口向冷卻器內(nèi)部加滿水。實(shí)驗(yàn)時(shí)堵塞機(jī)油進(jìn)口，用高壓氣筒向冷卻器內(nèi)部扣氣。若發(fā)現(xiàn)在機(jī)油冷卻器的機(jī)油進(jìn)、出口處有水冒出，說明冷卻器的內(nèi)部芯子或端蓋密封圈損壞。
（2）拆下機(jī)油冷卻器的前、后蓋，取出芯子。若發(fā)現(xiàn)芯子的外層破損，可用銅焊修復(fù)。若發(fā)現(xiàn)芯子的內(nèi)層破損，一般應(yīng)更換新的芯子或堵塞同根芯子的兩端。
（3）邊蓋出現(xiàn)裂紋或破裂時(shí)，可用鑄鐵焊條進(jìn)行焊接后再使用。若密封墊片損壞或老化，應(yīng)予以更換。風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器的銅管出現(xiàn)脫焊現(xiàn)象時(shí)，一般用銅焊修復(fù)。
2、機(jī)油冷卻器壓降檢查
機(jī)油冷卻器出現(xiàn)部分堵塞時(shí)會(huì)造成機(jī)油壓力下降，這是因?yàn)闄C(jī)油在冷卻器中的通過量減少，使機(jī)油在柴油發(fā)電機(jī)高溫時(shí)的冷卻能力下降，從而導(dǎo)致機(jī)油的粘度降低，機(jī)油壓力下降。檢查時(shí)拆下機(jī)油冷卻器，在進(jìn)油口處加入煤油，然后立起冷卻器，如果出口處不連續(xù)流出加入的燃油則說明冷卻器已部分堵塞。也可以用另一種方法，康明斯柴油發(fā)電機(jī)的壓差測(cè)試步驟如下：
（1）測(cè)試時(shí)，應(yīng)使用壓差表或一個(gè)帶有兩根機(jī)油軟管和兩個(gè)閥門的壓力表，以減小儀表誤差。使用最小量程為 517 kPa [75 psi] 的壓力表。
（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)的機(jī)油端口中安裝一條軟管，位于水泵進(jìn)口下面。該端口顯示進(jìn)入機(jī)油冷卻器的機(jī)油壓力。
（3）在發(fā)動(dòng)機(jī)右后側(cè)的機(jī)油端口中安裝一條軟管。詳細(xì)信息請(qǐng)參見插圖5所示。該端口顯示離開機(jī)油冷卻器的機(jī)油壓力。
（4）以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)直至機(jī)油溫度達(dá)到至少 112℃，如圖6所示。
（5）關(guān)閉 1 號(hào)氣門，打開 2 號(hào)氣門。當(dāng)機(jī)油流過機(jī)油冷卻器后，讀取機(jī)油壓力。
（6）打開 1 號(hào)氣門，關(guān)閉 2 號(hào)氣門。讀取正在提供給機(jī)油冷卻器的機(jī)油壓力。
比較兩個(gè)壓力的壓差。如偏差大于表1規(guī)定的最大極限，更換機(jī)油冷卻器芯。
表1 柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油冷卻器壓差
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柴油機(jī)類型
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kpa
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psi
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工業(yè)用發(fā)動(dòng)機(jī) (2100 rpm)
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352
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最大
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51
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發(fā)電用柴油機(jī) (1500 rpm)
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248
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最大
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36
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發(fā)電用柴油機(jī) (1800 rpm)
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283
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最大
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41
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3、機(jī)油冷卻器的堵塞
出現(xiàn)下述情況的柴油發(fā)電機(jī)在維修時(shí)，必須對(duì)機(jī)油冷卻器芯子進(jìn)行強(qiáng)力清洗：
（1）柴油發(fā)電機(jī)燒瓦或抱軸故障；
（2）柴油發(fā)電機(jī)拉缸或活塞頂部燒蝕故障；
（3）機(jī)油冷卻器阻力太大（超過0. 08 MPa）時(shí)。
清洗機(jī)油冷卻器，可以使用汽油、煤油或其他專用（如四氯化碳溶液）清洗劑。清冼時(shí)直接將清洗劑導(dǎo)入機(jī)油冷卻器通道內(nèi)，堵住兩端，然后上下（或左右）搖動(dòng)機(jī)油冷卻器芯子。放出清洗劑后觀察效果，如果放出的清洗劑很臟，則可以多洗幾次，直到滿意為止。
4、機(jī)油溫度過高
機(jī)油冷卻器損壞，最顯而易見的癥狀就是機(jī)油溫度過高。要知道機(jī)油冷卻器的作用，主要是為了對(duì)機(jī)油進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。如果油溫過高的話，不僅還加速機(jī)油的消耗量，而且還可能出現(xiàn)氧化變質(zhì)的情況。
5、水箱進(jìn)機(jī)油
如果水箱里的防凍液變成粘稠的乳白色，同時(shí)水溫不正常地升高。以致于降低防凍液原有的性能，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果是有很大影響的。一般出現(xiàn)這種現(xiàn)象，很可能是因?yàn)闄C(jī)油冷卻器的密封墊損壞或者是老化，導(dǎo)致水管和油道聯(lián)通，機(jī)油和防凍液混合在一起了。
6、機(jī)油冷卻器泄漏
水冷式機(jī)油冷卻器在使用中易出現(xiàn)的故障有銅管破裂、前/后蓋產(chǎn)生裂紋、密封墊損壞及銅管內(nèi)部堵塞等。
銅管破裂和前、后蓋產(chǎn)生裂紋的故障較多是由于操作人員在冬季沒有放掉柴油機(jī)機(jī)體內(nèi)部的冷卻水所造成的。當(dāng)上述部件損壞后，就會(huì)在柴油機(jī)工作過程中造成水冷卻器中有機(jī)油，油底殼內(nèi)部的機(jī)油中又有冷卻水。柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若機(jī)油的壓力大于冷卻水的壓力，機(jī)油將通過芯子上的漏洞竄入冷卻水中，隨著冷卻水的循環(huán)，機(jī)油進(jìn)入水冷卻器中。當(dāng)柴油機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，冷卻水水位較高，其壓力大于機(jī)油的壓力，致命冷卻水通過芯子上的漏洞竄入機(jī)油中，最后又進(jìn)入油底殼。若操作人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種故障，隨著柴油機(jī)的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)使機(jī)油的潤(rùn)滑效果喪失，最后導(dǎo)致柴油機(jī)發(fā)生燒瓦等事故。
總的來說，機(jī)油冷卻器出現(xiàn)泄漏的后果是相當(dāng)嚴(yán)重的。如果發(fā)現(xiàn)水箱里面摻雜機(jī)油，或者機(jī)油冷卻器出油漏油的痕跡，很可能是因?yàn)樯崞鞒霈F(xiàn)損壞的情況，需要及時(shí)進(jìn)行處理。
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圖5 柴油機(jī)機(jī)油端口軟管安裝 |
圖6 柴油機(jī)機(jī)油溫度112℃以上 |
總結(jié)：
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油冷卻器漏油的原因有很多，包括老化磨損、腐蝕侵蝕、外力碰撞、安裝不當(dāng)和散熱器堵塞等。為了避免機(jī)油漏油帶來的不良后果，我們應(yīng)該定期檢查和維護(hù)機(jī)油冷卻器，及時(shí)處理問題，確保柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。
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