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故障檢修與技術(shù)維護 |
機油冷卻器泄漏、堵塞、破損裂紋現象的維修方法 |
摘要：機油冷卻器是柴油發(fā)電機冷卻系統的重要組成部分，其主要功能是通過(guò)散熱器將柴油發(fā)電機冷卻劑中的熱量散發(fā)出去，保持柴油發(fā)電機的正常工作溫度。然而，有時(shí)候可能會(huì )遇到柴油機機油冷卻器漏油的情況，這不僅會(huì )導致機油浪費，還可能對柴油發(fā)電機造成損害?？得魉构驹诒疚闹袑C油冷卻器作用、類(lèi)型、結構做了簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)列舉機油冷卻器常見(jiàn)故障原因和排除方法。
一、機油冷卻器的功用與結構
機油冷卻器是一種控制柴油發(fā)電機溫度的重要零件，工作原理如圖1所示。它的主要作用是通過(guò)冷卻機油，降低柴油發(fā)電機溫度，保證柴油發(fā)電機正常工作。機油冷卻器的工作原理是將柴油發(fā)電機機油通過(guò)散熱器冷卻，達到降低溫度的目的。機油冷卻器的作用不僅在于降溫，同時(shí)也能防止機油粘度增大和氧化，延長(cháng)機油使用壽命。
1、機油冷卻器類(lèi)型
機油冷卻器主要分為水冷式和空氣冷卻式兩種類(lèi)型。
（1）水冷式機油冷卻器
水冷式機油冷卻器是將柴油發(fā)電機機油通過(guò)水與柴油發(fā)電機循環(huán)，通過(guò)水冷卻器的冷卻，達到降溫的目的。這種類(lèi)型機油冷卻器可與柴油發(fā)電機循環(huán)水冷卻系統相結合，可以讓機油溫度保持在合適范圍，保證柴油發(fā)電機正常工作。
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)電機啟動(dòng)時(shí)能夠更快地降低溫度。
③ 較為復雜：與其他系統結合更為復雜，容易出現故障。
④ 對水質(zhì)要求較高： 由于相對于風(fēng)冷式機油冷卻器而言，水冷卻器對水質(zhì)的要求較高，需要保證水的純凈度。
（2）風(fēng)冷式機油冷卻器
風(fēng)冷式機油冷卻器是通過(guò)將柴油發(fā)電機機油通過(guò)散熱器冷卻，達到降溫的目的。這種類(lèi)型機油冷卻器不需要與其他系統相結合，也不需要消耗水資源，因此更加經(jīng)濟、高效。
① 經(jīng)濟實(shí)用：不需要額外的系統來(lái)冷卻機油，不消耗水資源。
② 堅固耐用：由于沒(méi)有與其他系統相結合，劣質(zhì)的水也不會(huì )影響風(fēng)冷式機油冷卻器的工作。
③ 散熱性能比較差：空氣散熱器相對于水冷卻器來(lái)說(shuō)，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(lài)于空氣冷卻器的散熱性能，因此需要足夠的空氣流量。
2、機油冷卻器的結構
（1）水冷式機油冷卻器結構
水冷式機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，機油在芯子與殼體的夾層之間流動(dòng)。冷卻水在芯子內部流動(dòng)時(shí)，帶走機油的部分熱量。經(jīng)過(guò)冷卻水的往復循環(huán)流動(dòng)，使油溫控制在80℃±5℃范圍內。
（2）風(fēng)冷式機油冷卻器結構
風(fēng)冷式機油冷卻器主要由銅管和散熱片組成。風(fēng)冷式柴油機的機油冷卻器安裝在水冷卻器后面，機油的冷卻靠風(fēng)扇鼓風(fēng)將熱量帶走。
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圖1 機油冷卻器工作原理 |
圖2 機油冷卻器結構示意圖 |
二、機油冷卻器的泄漏原因分析
若發(fā)現機油冷卻器有漏油現象，應對其進(jìn)行壓力測試，如圖3所示。對機油冷卻器芯施加415kPa的空氣壓力，檢查是否有泄漏。將罐中的水加熱至50°C，以使測量結果更為精確。如有任何泄漏，應廢棄冷卻器芯。
1、老化磨損
柴油發(fā)電機機油冷卻器長(cháng)時(shí)間使用后，會(huì )出現老化磨損的情況。散熱器中的密封膠圈、管路接口等部件會(huì )因為長(cháng)時(shí)間的高溫作用而老化，失去原有的彈性和密封性能，從而導致機油冷卻器漏油。此外，散熱器內部的冷卻管道也可能因為長(cháng)時(shí)間的磨損而出現裂紋，進(jìn)而導致機油泄漏。
2、腐蝕侵蝕
柴油發(fā)電機機油冷卻器在使用過(guò)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 )與散熱器內部的金屬材料發(fā)生反應，導致散熱器的金屬表面腐蝕，最終形成小孔或腐蝕缺陷，從而引起機油泄漏。
3、安裝不當
柴油發(fā)電機機油冷卻器的安裝也是導致機油泄漏的一個(gè)重要原因。如果安裝時(shí)沒(méi)有正確連接散熱器與柴油發(fā)電機的管路接口，或者緊固螺栓未擰緊到位，都可能導致機油泄漏。此外，若安裝時(shí)未按照規定的扭矩力進(jìn)行擰緊，也會(huì )導致接口處出現松動(dòng)現象，引起機油泄漏。
4、機油冷卻器堵塞
機油冷卻器在長(cháng)時(shí)間使用后，可能會(huì )因為灰塵、泥土等雜質(zhì)的堆積而造成堵塞。當散熱器堵塞時(shí)，冷卻劑無(wú)法正常流動(dòng)，會(huì )導致機油冷卻器過(guò)熱，從而使機油冷卻器的密封膠圈、管路接口等部件老化，進(jìn)而引起機油泄漏。
針對以上的原因，可以采取一些措施來(lái)預防柴油發(fā)電機機油冷卻器漏油。首先，定期檢查和更換機油冷卻器的密封膠圈和管路接口，避免因老化磨損而導致漏油。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也是預防機油泄漏的重要措施。最后，定期清洗散熱器，防止堵塞現象的發(fā)生。
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圖3 機油冷卻器壓力測試 |
圖4 機油冷卻器腐蝕現象 |
三、機油冷卻器常見(jiàn)故障和排除方法
1、冷卻器芯子破損的修復
柴油發(fā)電機在運轉過(guò)程中，若發(fā)現油底殼內部進(jìn)入冷卻液，同時(shí)水箱散熱器內部又有機油存在現象，故障檢修方法如下：
（1）放掉冷卻器內部的廢機油后，拆下機油冷卻器。把拆下的冷卻器放平，再通過(guò)機油冷卻器的機油出口向冷卻器內部加滿(mǎn)水。實(shí)驗時(shí)堵塞機油進(jìn)口，用高壓氣筒向冷卻器內部扣氣。若發(fā)現在機油冷卻器的機油進(jìn)、出口處有水冒出，說(shuō)明冷卻器的內部芯子或端蓋密封圈損壞。
（2）拆下機油冷卻器的前、后蓋，取出芯子。若發(fā)現芯子的外層破損，可用銅焊修復。若發(fā)現芯子的內層破損，一般應更換新的芯子或堵塞同根芯子的兩端。
（3）邊蓋出現裂紋或破裂時(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，應予以更換。風(fēng)冷式機油冷卻器的銅管出現脫焊現象時(shí)，一般用銅焊修復。
2、機油冷卻器壓降檢查
機油冷卻器出現部分堵塞時(shí)會(huì )造成機油壓力下降，這是因為機油在冷卻器中的通過(guò)量減少，使機油在柴油發(fā)電機高溫時(shí)的冷卻能力下降，從而導致機油的粘度降低，機油壓力下降。檢查時(shí)拆下機油冷卻器，在進(jìn)油口處加入煤油，然后立起冷卻器，如果出口處不連續流出加入的燃油則說(shuō)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)電機的壓差測試步驟如下：
（1）測試時(shí)，應使用壓差表或一個(gè)帶有兩根機油軟管和兩個(gè)閥門(mén)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)機排氣側的機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)入機油冷卻器的機油壓力。
（3）在發(fā)動(dòng)機右后側的機油端口中安裝一條軟管。詳細信息請參見(jiàn)插圖5所示。該端口顯示離開(kāi)機油冷卻器的機油壓力。
（4）以額定轉速運轉發(fā)動(dòng)機直至機油溫度達到至少 112℃，如圖6所示。
（5）關(guān)閉 1 號氣門(mén)，打開(kāi) 2 號氣門(mén)。當機油流過(guò)機油冷卻器后，讀取機油壓力。
（6）打開(kāi) 1 號氣門(mén)，關(guān)閉 2 號氣門(mén)。讀取正在提供給機油冷卻器的機油壓力。
比較兩個(gè)壓力的壓差。如偏差大于表1規定的最大極限，更換機油冷卻器芯。
表1 柴油發(fā)電機機油冷卻器壓差
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柴油機類(lèi)型
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kpa
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psi
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工業(yè)用發(fā)動(dòng)機 (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 (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 (1800 rpm)
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283
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最大
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41
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3、機油冷卻器的堵塞
出現下述情況的柴油發(fā)電機在維修時(shí)，必須對機油冷卻器芯子進(jìn)行強力清洗：
（1）柴油發(fā)電機燒瓦或抱軸故障；
（2）柴油發(fā)電機拉缸或活塞頂部燒蝕故障；
（3）機油冷卻器阻力太大（超過(guò)0. 08 MPa）時(shí)。
清洗機油冷卻器，可以使用汽油、煤油或其他專(zhuān)用（如四氯化碳溶液）清洗劑。清冼時(shí)直接將清洗劑導入機油冷卻器通道內，堵住兩端，然后上下（或左右）搖動(dòng)機油冷卻器芯子。放出清洗劑后觀(guān)察效果，如果放出的清洗劑很臟，則可以多洗幾次，直到滿(mǎn)意為止。
4、機油溫度過(guò)高
機油冷卻器損壞，最顯而易見(jiàn)的癥狀就是機油溫度過(guò)高。要知道機油冷卻器的作用，主要是為了對機油進(jìn)行強制冷卻。如果油溫過(guò)高的話(huà)，不僅還加速機油的消耗量，而且還可能出現氧化變質(zhì)的情況。
5、水箱進(jìn)機油
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，對發(fā)動(dòng)機的冷卻效果是有很大影響的。一般出現這種現象，很可能是因為機油冷卻器的密封墊損壞或者是老化，導致水管和油道聯(lián)通，機油和防凍液混合在一起了。
6、機油冷卻器泄漏
水冷式機油冷卻器在使用中易出現的故障有銅管破裂、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(méi)有放掉柴油機機體內部的冷卻水所造成的。當上述部件損壞后，就會(huì )在柴油機工作過(guò)程中造成水冷卻器中有機油，油底殼內部的機油中又有冷卻水。柴油機在運轉中，若機油的壓力大于冷卻水的壓力，機油將通過(guò)芯子上的漏洞竄入冷卻水中，隨著(zhù)冷卻水的循環(huán)，機油進(jìn)入水冷卻器中。當柴油機停止轉動(dòng)后，冷卻水水位較高，其壓力大于機油的壓力，致命冷卻水通過(guò)芯子上的漏洞竄入機油中，最后又進(jìn)入油底殼。若操作人員不能及時(shí)發(fā)現這種故障，隨著(zhù)柴油機的繼續運轉，會(huì )使機油的潤滑效果喪失，最后導致柴油機發(fā)生燒瓦等事故。
總的來(lái)說(shuō)，機油冷卻器出現泄漏的后果是相當嚴重的。如果發(fā)現水箱里面摻雜機油，或者機油冷卻器出油漏油的痕跡，很可能是因為散熱器出現損壞的情況，需要及時(shí)進(jìn)行處理。
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圖5 柴油機機油端口軟管安裝 |
圖6 柴油機機油溫度112℃以上 |
總結：
柴油發(fā)電機機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、安裝不當和散熱器堵塞等。為了避免機油漏油帶來(lái)的不良后果，我們應該定期檢查和維護機油冷卻器，及時(shí)處理問(wèn)題，確保柴油發(fā)電機的正常運行。
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