柴油机冷却系统主要部件的维修

    柳旭东

    摘?要：冷却系统是柴油机重要辅助系统之一，其技术状态的好坏直接影响柴油机的工作性能。重点阐述了柴油机冷却系统主要部件水散热器（水箱）、水泵、风扇、节温器的结构特点与维修要点，为柴油机维修工作者提供参考。

    关键词：柴油机;冷却系统;维修

    中图分类号：S218.5?文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.031

    0?引言

    小型柴油机的冷却系统有风冷系统和水冷系统两种，由于风冷系统的自然循环冷却结构简单，零部件数量少使用维修方便、不易损坏，且很多零部件与水冷系统中强制循环冷却中的零部件相似，故在此不再作介绍，重点介绍最复杂的闭式强制循环水冷系统中的零部件的检验与维修，该系统的主要零部件包括水散热器（水箱）、水泵、风扇、节温器等。

    1?水冷却系的主要部件结构特点

    1.1?散热器

    散热器的功用是将冷却水的热量传给大气，使水温降低。为此，散热器必需具备足够大的散热面积，同时还需用导热性能好的材料，它是强制冷却系和热对流冷却系中的主要部件。散热器由上水箱、散热芯和下水箱三部分组成。目前发动机上散热器芯部大多采用管片式结构，即在装有进、出水管的上、下水箱之间焊有大量扁形黄铜管，使芯与上、下水箱接通，扁铜管外套有散热片。采用扁形管的原因，一是扁形管与圆形管面积相同时，扁管具有较大的散热面积;二是在冬季当管中水冻结膨胀时，扁管横截面有较大的变形余地，从而可免于胀裂。

    1.2?水泵

    水泵的功用是保证冷却水在冷却系统中循环流动。工作时，一般由曲轴皮带轮带动水泵轴旋转，在水泵壳体与水泵轴接合处有封堵装置，防止漏水。

    1.3?风扇

    风扇是为了增大流过散热器芯部空气的流速，提高散热器的散热能力。风扇是用薄钢板冲压而成的，四个叶片铆接在风扇支架上，支架固定在发电机轴上。叶片有一定的角度要求，使用中不得装反，否则将影响效果。

    1.4?节温器

    节温器是用来调节进入散热器的水量，以控制热量散去的多少的装置。发动机上常用的节温器主要有折叠式、蜡式和双金属热偶式三种。现阶段，蜡式节温器的使用范围更广。

    2?冷却系统部件的维修

    2.1?冷却水泵的维修

    小型柴油机的冷却水泵为离心式，并且随柴油机的不同，其参数亦不同，但其原理、结构是相同的，检验与维修的方法也是相同的。因此，以HF495型多缸机水泵为例，介绍其冷却水泵的拆卸、检验、修理、装配、试验与调整事项。

    （1）拆卸。①用套筒拧下压紧带轮的螺母，用手锤轻敲带轮，拆下带轮取出半圆键;②用开口扳手或套筒拧下紧固水泵体及轴承座的紧固螺母或螺栓，拆下水泵体，拆下密封垫;③取下弹性挡圈，打出水泵轴及轴承和叶轮（打时须垫以软金属或硬木，或用螺母拧在轴头螺纹上，以免打坏水泵轴及其螺纹），取下叶轮、封水圈部件;④用轴承拆卸器拆下滚动轴承及隔套;⑤拆卸中应边拆卸边检查，最终应将全部零件清洗干净，以便检验及修理。

    （2）检验。①检验水泵轴与叶轮的配合情况，若叶轮与水泵轴是过盈配合的，叶轮在轴上松动，应进行修理;②检验叶轮有无裂纹和严重穴蚀及腐蚀;③检验水泵轴与轴承配合情况;④检验水封部件的磨损及密封情况，经常观察水泵上的泄水孔，如停机后该水孔仍漏水不止，说明水封损坏;⑤检验叶轮和水泵体之间的轴向间隙;⑥如有水泵试验台，可在试验台上进行扬程及流量、密封性试验。

    （3）修理。①如叶轮在轴上松动，应更换零件或进行镀复、涂胶粘接;②如叶轮裂纹、严重穴蚀及腐蚀应进行更换，对轻度穴蚀的叶轮可采取胶补修理;③水泵轴、轴承若有严重磨损应更换;④封水圈部件若磨损严重、漏水应更换。另外，因不同柴油机生产厂家的不同，其水泵多有不同，损坏的零件应向各生产厂家咨询，按其要求进行零部件的更换。

    （4）装配。水泵检验和修理后，按其拆卸相反的步骤进行装配。①安装叶轮时，叶轮后端面应与水泵轴相应的安装平面平齐;②确保叶轮与水泵泵体和泵盖没有接触;③安装轴承时，将轴承有护罩板的一侧朝外;④安装轴承时，按制造厂要求填充润滑脂，填充量为轴承与外壳空间的1/3～1/2为宜;⑤装配完的水泵，转动水泵轴时应灵活无卡滞。将水泵注满水，堵住进、出水口，转动水泵轴，以不漏水为合格标准。如有水泵试验台，可在水泵试验台上测量其扬程、流量、密封性。

    2.2?水散热器的维修

    小型柴油机用的水散热器品种较多，但其原理、结构相同，下面以管带式、管片式水散热器为例介绍其维修方法及数据，又因水散热器是由组成的零部件焊接而成，一般作整体处理，重点介绍其檢验与修理方法。冷凝式、热流式、自然循环冷却及开式强制循环用的冷凝器、水散热器的维修也可参照此内容进行。

    散热器的主要缺陷有冷却水道沉积水垢、散热片皱折与冷却管堵塞、冷却管裂纹或脱焊而漏水以及机械损伤等。检验维修前，先用压缩空气和清水清洗外部，然后放到洗涤池内脱除水垢。

    （1）检验。①气压表检验法。用堵塞将水散热器进、出水口堵好，并从加水口处注满水，盖上水箱盖，将试验器水管口接至放水开关，并打开放水开关，捏动橡皮球，将散热器中的水加压，当散热器泄水管放出空气时，压力表上的读数应在27～37 kPa范围内变动。然后关闭放水开关，将试验器水管接在泄水管上，加压至50 kPa，检查散热器有无渗漏。如压力表读数不能稳定的保持在50 kPa的压力而下降时，查明漏水部位;②清水池检验法。用堵塞将散热器的出水口堵好，只留一个进水口，然后把散热器放入清水池中，从进水口通入30～50 kPa的压缩空气，如散热器有气泡冒出，说明散热器有渗漏，在气泡处做好记号准备修复。

    （2）修理。散热器的渗漏部分大多出现在散热器与上、下水室间的接合部位。渗漏不严重时，一般可用镀锡法修复。当上、下水室有孔洞和裂缝时，可用补板法进行修复，方法为将补板盖在裂缝上，其间隙涂以氯化锌溶剂，然后在补板周围用锡焊焊牢。当破损不大时，可采用胶粘剂进行胶补。①当散热器外层水管有少数损坏，且长度不大时，可以用接管法进行修复，即先将损坏的冷却水管断口修整平齐，再取一段旧水管，其长度比镶接长度长10 mm，并将其端口处略扩大，使其套装在原冷却水管的两端。将通条插入冷却水管，将端口整理平整，然后用氧气—乙炔焰加热融化锡焊焊牢。将散热片尽可能地予以恢复和焊合，以免影响散热效果;②若水管损坏长度过长，可以采用换管法修复，这时需要将损坏的水管抽出，然后装入新冷却管并焊合。抽出旧管和更换新管时工艺比较复杂，需要专业维修人员进行修复;③凡经换管法和接管法修复的散热器，修复后均应通洗，然后进行渗漏检验，直至不再渗漏为止。由于冷却水管与散热片焊合面不易完全对接焊合，因而降低其散热效率，所以更换的水管数量不应多于该散热器水管总数的25%。

    2.3?节温器的维修

    节温器的主要故障是出水阀门不能灵活的开启与关闭。柴油机检修时，应拆下节温器（注意不要碰伤皱纹管）对其进行检验。检验方法为先将节温器清洗干净，放入盛有热水的透明杯内（注意不要放到杯底），然后逐渐提高水温，用温度计测量节温器阀门开始开启时的温度，其继续加热，提高水温，检查节温器全开时的温度，两个温度应符合节温器的要求。当降低温度达到要求时，亦应按要求关闭。如不能按要求进行开启和关闭，说明节温器失灵，若初开启和全开的温度高于要求值，水温就会过高，若节温器不能开启，冷却水不经散热器，就会造成“开锅”现象。

    在正常工作温度下，节温器主阀门的工作升程应不小于9 mm，若节温器放在90 ℃的水中，其主阀门的升程仍低于8 mm时，说明节温器已经失效，失效的节温器多数是由于感温胶管损坏或者是因密封不好石蜡外漏造成的，因此失效的节温器一般无法修复，必须进行更换。

    2.4?风扇的维修

    小型柴油机所用风扇一般都转速较高，一旦发生损坏，尤其是断叶片，具有很大的危险性，故要经常检查：（1）检查风扇，如果有明显的扭曲、裂缝或刮痕，应检查风扇和散热器固定状况是否不可靠，损坏的风扇要及时更换。（2）检查风扇与发动机连接的联轴节或支承套，如果垂直方向或水平方向有跳动，则应修正或更换。（3）安装时，风扇前端与散热器的距离一般在10 mm左右。风扇、曲轴、发电机之间的皮带松紧度，可通过调整發电机调节臂的位置来实现。检查时，可用大拇指的力（约40 N）压在皮带轮的中部，其挠度应在10～15 mm范围内，即为合适。

    参考文献：

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