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氣缸蓋、缸套、缸墊、水箱、水泵漏水的解決方法
發(fā)布時間:2024-03-31 02:13:39  ▏閱讀:

 

故障檢修與技術(shù)維護

柴油發(fā)電機漏水現(xiàn)象的解決方法

 

摘要:康明斯柴油發(fā)電機漏水現(xiàn)象是指冷卻液經(jīng)散熱器、水泵、汽缸套等處漏出的故障,漏水現(xiàn)象可分為外部滲漏和內(nèi)部滲漏兩種。外部滲漏的常見原因有機體或缸蓋裂紋、水箱泄漏、砂眼、水堵等部位漏水,一般可用緊固螺栓,焊補及涂密封膠的方法加以解決。而柴油機內(nèi)部漏水不易發(fā)現(xiàn),滲漏部位也不容易找到。若冷卻水漏入油底殼,油底殼里的機油量由濃變稀,油水混合后會使機油變質(zhì),加剛配合件的磨損,甚至發(fā)生拉缸、燒瓦、抱軸故障,嚴重影響果油機的使用壽命。因此,柴油發(fā)電機漏水故障不容忽視,應及時查找原因并排除。


一、柴油機氣缸內(nèi)部水滲漏


      由于柴油機氣缸蓋的結(jié)構(gòu)復雜,制造時的加工孔需要使用堵子,最常用的就是水道的水堵。柴油機氣缸蓋也常出現(xiàn)水堵漏水,裂紋導致的漏水及噴油器保護套漏水等故障。噴油器保護套漏水則可以分為兩種情況:如果噴油器護套上邊漏水,會出現(xiàn)機油變質(zhì)、油底殼內(nèi)機油液面升高現(xiàn)象;如果噴油器護套下邊漏水,那么水就會進入氣缸內(nèi),排氣呈白煙的情況了,直至發(fā)生頂缸事故。當柴油機氣缸蓋發(fā)生漏水現(xiàn)象,無論上述哪種情況,柴油機首先會因為缺水而導致水溫超溫報警,嚴重者會導致機器過熱,甚至是抱缸、拉缸事故的發(fā)生。

1、發(fā)生漏水的原因

(1)導致水堵漏水的原因

      水堵漏水較為常見,水堵漏水的主要原因是水堵外圍與水墻孔安裝不當,或壓裝水堵時水堵外圍膨脹量太小,使水增被水沖出后大量漏水,如圖1所示。缸蓋水堵孔處局部輕微漏水,解決的辦法是將原水堵取下(如損壞應換新的),在缸蓋水堵孔處涂密封膠,裝上水堵后用專業(yè)壓入裝置壓緊,如圖2所示。柴油發(fā)電機缸蓋上裝有三只水堵,上面兩只水堵漏水在柴油發(fā)電機的外面,下面的一只水堵漏水則會通過缸蓋下部回油孔處流到油底殼里,檢修時要特別注意。

 

柴油機密封件安裝不當示意圖.png

圖1  柴油機密封件安裝不當示意圖

柴油機密封件正確壓入方法.png

圖2  柴油機密封件正確壓入方法

 

(2)噴油器護套漏水的原因

      從護套本身的加工質(zhì)量問題出發(fā)可以分為兩個方面:

① 噴油器護套的外表面如果有腐蝕或穴蝕,就會發(fā)生漏水,從護套內(nèi)部漏到氣缸蓋內(nèi),通過回油孔流到油底殼。

② 噴油器護套外部的密封問題,如密封O型圈的尺寸太小,或護套本身的密封圈槽尺寸太大,亦或是氣缸蓋噴油器護套安裝孔與護套不同心、尺寸偏大等,都會導致噴油器護套的O型圈處漏水,繼而漏到氣缸蓋內(nèi),再由回油孔流到油底殼。

(3)缸套封水圈漏水

      柴油發(fā)電機缸套上裝有兩根或三根封水圈,失效機理如圖3所示。其漏水的原因及排除方法是∶

① 封水圈的直徑大小相差較大或有其它缺陷,會引起封水圈漏水,這時應更換合格的封水圈。

② 裝配封水圈時,由于安裝不當使封水圈扭曲,因此裝配時要注意,不要使封水圈扭曲。

③ 缸塞封水圈槽內(nèi)夾有硬物等也會使封水圈變形而失去封水效果,這時應把硬物或垃圾清除。

④ 缸套封水圈槽底直徑尺寸過小,也會造成封水圈漏水,這時可在封水圈槽底部纏適量生料帶后再裝封水圈,即可解決問題。

⑤ 機體上與缸套封水圈結(jié)合處的孔口倒角不好或沒有倒角,缸套裝入機體時封水圈被切破,造成漏水,這時應對準孔口倒角后再進行裝配。其倒角為20°,倒角長為4mm。

      為了預防封水圈漏水,裝過的封水圈不宜再次使用。在安裝封水圈前,要查看封水圈的安裝位置,并對這一部分進行嚴格的清洗,確保在安裝封水圈的路徑上沒有積瑣等細小顆粒。除了安裝位置以外,還需要對機體上用來支撐汽缸套的環(huán)帶部位進行清洗,防止雜物粘連,影響封水圈的正常效果。另外裝配缸套時,可在封水圈處涂漆防漏。在汽缸套等部件安裝完成后,可以進行水壓實驗,查看封水圈的密封性能是否良好。具體操作方法是∶施加147~196kPa的水壓,經(jīng)過5min以后,觀察封水圈部位不得出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

(4)汽缸墊漏水

① 汽缸墊使用時間長后,積碳嚴重,密封性差,這時應更換新的汽缸墊。

② 機體與缸蓋結(jié)合平面不平、粗糙度差以及有傷痕,或在結(jié)合面處有污物,都會造成汽缸墊漏水。這時可對機體或缸蓋結(jié)合平面進行刮削或修磨,去除污物,保證裝配時的清潔度,并按規(guī)定扭矩擰緊汽缸蓋螺母。

③ 由于汽缸蓋加工時基準面不對或因鑄件質(zhì)量差,使機體水道孔與缸蓋水道孔位移較大,汽缸墊不能增住水孔。遇此情況,可試用汽缸壁錯位的方法解決,如此仍不能解決,則應更換汽缸蓋。

(5)其它部位漏水

      機體靠缸蓋端的水、油道之間的隔板有砂眼、裝封水圈的孔處有縮孔,孔與曲輸箱處的連接輻板處有砂眼、缸蓋進、排氣門座之間有限獨、缸蓋水道與進、排氣口處有砂眼、缸套破裂等都會引起漏水。經(jīng)檢查后確定引起的漏水的原因,無論哪種失效都要更換新零部件,排除故障。

2、診斷方法

      針對氣缸套的漏水問題,一般需要對加壓試驗,如圖4所示。如果柴油機的水箱液面高于氣缸蓋可利用液體勢能不必加壓,可使用以下診斷方法:

① 水堵漏水通過觀察即可判斷;

② 如果噴油器與噴油器護套之間發(fā)生漏水,可以斷定是噴油器護套發(fā)生腐蝕或穴蝕而導致的漏水;

③ 如果氣缸蓋上的噴油器護套孔和噴油器護套之間漏水,則證明是噴油器的密封出現(xiàn)問題導致了漏水的發(fā)生;

④ 將氣缸蓋的驗火螺栓擰開并盤車,如果驗火孔內(nèi)有水噴出,那么可以斷定是柴油機噴油器護套下邊出現(xiàn)了漏水。

      柴油機的漏水點確認后,可以按照操作規(guī)程對故障零件進行檢查,按照故障的嚴重程度對其進行維修或更換新零件。

 

柴油機高溫導致缸套密封件失效機理.png

圖3  柴油機高溫導致缸套密封件失效機理

缸套水壓試驗示意圖-柴油發(fā)電機組.png

圖4  缸套水壓試驗示意圖


二、柴油機外部水滲漏


1、散熱器漏水

      柴油機散熱器漏水大都是因為被冷卻液腐蝕造成的,尤其使用壽命超過十年以上的散熱器漏水,基本都是因被腐蝕造成的。因此說冷卻液的質(zhì)量很重要,影響散熱器使用壽命。另外,如果柴油發(fā)電機性能不好,冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)竄氣,就更容易腐蝕水箱,而一旦腐蝕到銹爛的地步,在壓力、溫度較高的狀態(tài)下就會漏水。

      檢查排除方法:發(fā)現(xiàn)水箱漏水后,將水箱拆下,用橡皮塞把水箱的進水口和出水口堵死,將整個水箱放入水中,用打氣筒從水箱的放水管向水箱內(nèi)打氣,冒出氣泡的地方即為漏水處,作好記號。水箱上、下水室漏水,可采用直接錫焊或銅皮焊補;散熱水管漏水可用卡管、補管、堵管、接管及換管的方法修復。放水開關(guān)漏水,應拆下研磨修理或更換。水箱進出水軟管破漏應更換。焊補后的水箱應按上述方法繼續(xù)進行檢查排除。

2、水泵水滲漏

(1)水泵殼體裂紋,可在裂紋兩端鉆止裂孔,然后開V°形坡口,用鑄鐵焊條進行焊補。

(2)軸承或襯套座孔離損,可鏜大座孔塞入襯套,再按標準尺寸加工。

(3)水泵殼體與密封襯墊接觸平面有擦痕、麻點、溝槽或不平時,可在車床上車平。

(4)安裝水泵時,水封座圈總成未安裝到位,造成水泵漏水。機器老舊,水封內(nèi)機件磨損、銹蝕和老化失效。維修方法如下:

① 采用水封螺帽下壓石墨、石棉填料形式的水封漏水,可逐步擰緊水封螺母壓緊填料,如仍漏水,則應更換水封填料。

② 采用密封圈、水封砌等零件進行封水的水封,如果漏水,可能是橡膠老化,彈簧變軟或耐磨磨損嚴重導致的,此時則應更換水封總成。磨損了的密封圈端面,應進行研磨,密封座面磨損,也應磨平。

③ 柴油發(fā)電機水封有的采用陶瓷材料,耐磨,密封性能好,但這屬脆性材料,工作過程中如缺水,在高溫情況下馬上加進涼水,水封就會脆裂,造成漏水。必須讓柴油發(fā)電機空轉(zhuǎn),溫度下降后才能慢慢增添冷卻水,并時常調(diào)整風扇皮帶的張緊度。

3、缸蓋裂紋引起的漏水

      在柴油機中氣缸蓋的主要作用是與氣缸和活塞共同組成燃燒室,并用來安裝噴油器、排氣閥、起動閥、示功閥和安全閥等閥件。它是柴油機中結(jié)構(gòu)最復雜的零件之一。氣缸蓋工作條件非常苛刻,一方面要承受氣缸蓋螺栓預緊力所產(chǎn)生的安裝應力和缸內(nèi)周期性變化的氣體壓力所產(chǎn)生的高頻脈動機械應力;另一方面,氣缸蓋底板燃氣側(cè)還要受到高溫燃燒氣體的劇烈加熱,冷卻水腔還受到水的腐蝕。一般由燃燒氣體傳來的熱量以及排氣的高速沖刷,使氣缸蓋中央和排氣閥孔附近溫度最高,有的達到400~480 ℃,而氣缸蓋的外圍和冷卻水側(cè)的溫度相對較低,使氣缸蓋的溫度分布很補均勻;再由于氣缸蓋螺栓緊固力等的約束,使高溫部分的熱膨脹受到抑制,從而在各閥孔之間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生很大的熱應力。在這些應力及腐蝕的長期作用下,容易使氣缸蓋發(fā)生裂紋等故障,造成氣缸蓋裂紋的主要原因有以下三點:熱疲勞;機械疲勞;腐蝕疲勞。

 

三、故障預防措施研究

 

1、降低冷卻水腔腐蝕程度

      按保養(yǎng)規(guī)程,柴發(fā)冷卻水必須定期檢查水質(zhì),投放處理劑,保持水質(zhì)硬度較低,防止水腔結(jié)垢和腐蝕。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),弗列加預混型冷卻液最適合康明斯柴油發(fā)電機組使用。

      通過CWT TITRETS型水質(zhì)檢測劑對冷卻水化驗,當數(shù)值在1.2~1.8之間時,水腔不易產(chǎn)生腐蝕;數(shù)值小于1.2,表示冷卻水中藥量過量,水質(zhì)呈堿性,水腔容易產(chǎn)生堿性腐蝕;數(shù)值大于1.8,表示冷卻水中藥量不足,水質(zhì)呈酸性,水腔容易產(chǎn)生酸性腐蝕或結(jié)垢。因此,我們一直堅持每個月檢查一次膨脹水箱水質(zhì),采取加水或加藥等措施,將冷卻水水質(zhì)控制在最佳狀態(tài),降低冷卻水腔腐蝕程度。

2、減小部件產(chǎn)生裂紋概率

      柴油機超負荷運行時,部件產(chǎn)生裂紋的概率將大大提高。根據(jù)柴油機超負荷特性的具體情況,可分為超機械負荷或超熱負荷以及兩者均超等三種情況。結(jié)合柴油發(fā)電機組實際工作狀態(tài),通過研究發(fā)現(xiàn),按以下規(guī)程操作使用時,可以有效避免柴發(fā)超負荷:

      啟動前必須暖機,冷卻水溫度達到60度以上方可帶載(正常帶載時水溫一般在80度以上);在啟動時,使柴發(fā)在最低怠速運轉(zhuǎn),然后隨著逐漸,直至達到額定轉(zhuǎn)速為止;然后方可開始帶載運行。

3、延緩“O”形圈老化速度

      “O”形圈老化速度受冷卻水溫度的影響很大,水溫越高,“O”形圈老化速度越快,但是水溫越低,柴油機的熱損失越大。通過研究發(fā)現(xiàn)將水泵出口壓力控制在0.3~0.4MPa,通過節(jié)溫器,在不同的工況下,將水溫調(diào)整在相應溫度時,“O”形圈老化速度較慢而且柴發(fā)熱損失較?。翰癜l(fā)低負載運行時,水溫在82℃左右;柴發(fā)滿負載運行時,水溫在80℃左右。當柴油發(fā)電機水溫低于75攝氏度時,節(jié)溫器處于關(guān)閉狀態(tài),如圖5所示。

      為了能夠精確控制冷卻水溫度,需要保持節(jié)溫器處于良好的工作狀態(tài),需要定期清潔機油冷卻器,保養(yǎng)水套加熱裝置,檢查冷卻水泵工作狀態(tài)。

4、提高系統(tǒng)連接管路可靠性

      經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),柴發(fā)振動對系統(tǒng)連接管路的可靠性影響最大,水路連接示意圖如圖6所示。因此,需要經(jīng)常檢查法蘭緊固情況及系統(tǒng)連接管路的振動情況,防止法蘭松動或管路變形,并根據(jù)實際情況,采取相應的固定措施,提高系統(tǒng)連接管路的可靠性。

5、降低漏水故障發(fā)生頻率

      經(jīng)研究表明,故障發(fā)生的頻率與設備保養(yǎng)周期,保養(yǎng)部位,保養(yǎng)次數(shù)等因素存在一定的數(shù)學模型。加強設備的保養(yǎng)(比如更換“O”形圈,清潔水腔等),可以有效降低漏水故障發(fā)生的頻率。此外在日常管理中,要注意觀察記錄設備運行參數(shù)的細微變化,有效做好預防性的設備保養(yǎng)工作,降低漏水故障發(fā)生頻率。

 

柴油機節(jié)溫器低溫運行原理.png

圖5  柴油機節(jié)溫器低溫運行原理 

柴油機水泵及管路連接示意圖.png

圖6  柴油機水泵及管路連接示意圖

 

總結(jié):

      柴油機無論是內(nèi)部還是外部漏水,不僅給加水帶來麻煩,漏水嚴重時,會導致柴油機過熱,燒壞氣缸墊、缸蓋,機體產(chǎn)生裂紋、變形,損壞機件。因此,柴油機漏水故障不容忽視,應及時查找原因并排除。結(jié)合以上研究成果,通過采取相應的預防措施,柴油發(fā)電機組近年來漏水故障發(fā)生的頻率逐漸降低。雖然各型柴油機的結(jié)構(gòu)特點不同,發(fā)生故障的原因及頻率也不盡相同,但只要操作人員做好相應的預防措施,柴油機漏水故障就可以得到一定的控制。


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