新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)水泵的拆卸與清洗及檢修

 

摘要：水泵是柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要組成部分，通常由泵體、葉輪、軸承、密封圈等部件組成。其作用是加快冷卻水的循環(huán)速度，增強(qiáng)冷卻效果。水泵的常見失效形式有葉輪軸向松曠、軸與軸承的磨損、水封漏水以及泵殼和葉輪破裂等。本文以康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的冷卻水泵為例，說(shuō)明柴油發(fā)電機(jī)水泵結(jié)構(gòu)與工作原理以及修理和裝配。

 

一、水泵的結(jié)構(gòu)與工作原理

 

      水泵殼體鑄成蝸殼狀，水泵葉輪裝在蝸殼里，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。水泵軸承座用4根雙頭螺栓與水泵殼體相連接，中間墊有襯墊防止漏水。水泵軸用兩只滾動(dòng)軸承支承在水泵體上，它的前端與水泵葉輪壓合后鉚牢，后端通過(guò)錐面上的半圓鍵與皮帶輪相連。

      水泵軸承座上有一旋蓋式油杯，加入鈣基潤(rùn)滑油脂，定期轉(zhuǎn)動(dòng)杯蓋，可使?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承。水封部件裝在水泵葉輪的尾部，外端用鋼絲擋圈擋住，內(nèi)端由水封彈簧壓?。凰馑慕前灞凰鈴椈蓧涸谒幂S承座中心圓形座面上，水泵葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)水封部件亦隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，由耐磨材料制成的水封四角板與軸承座中心圓形座面相摩擦而密封，防止了冷卻水沿水泵軸流出。

      如果水封損壞，不僅使冷卻水損耗，而且還會(huì)破壞水泵軸承的潤(rùn)滑(冷卻水漏入軸承座)，引起軸承損壞。泄油孔的作用是及時(shí)泄漏由水封處漏過(guò)的少量冷卻水，當(dāng)發(fā)現(xiàn)此孔漏水時(shí)，應(yīng)更換水封，而不應(yīng)將此孔堵死。更換水封時(shí)，不應(yīng)拆卸葉輪，而應(yīng)卸下皮帶輪，壓出水泵軸進(jìn)行。泵體下端裝有放水閥，用以放凈水泵體內(nèi)的冷卻水。

      水泵工作原理如圖2所示。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪由曲軸通過(guò)三角皮帶帶動(dòng)，泵殼內(nèi)的冷卻水在水泵葉輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，冷卻水被甩向葉輪邊緣，并以一定壓力由出水管排出。同時(shí)在葉輪的中心產(chǎn)生負(fù)壓，經(jīng)散熱器冷卻后的冷卻水被真空吸力吸進(jìn)水泵殼體內(nèi)，如此循環(huán)往復(fù)，冷卻水不斷流入柴油發(fā)電機(jī)機(jī)體水套內(nèi)和氣缸蓋冷卻水腔內(nèi)，冷卻受熱零部件。

 

圖1  柴油機(jī)冷卻水泵基本結(jié)構(gòu)示意圖

圖2  柴油機(jī)冷卻水泵工作原理圖

 

二、水泵的拆卸與清洗

 

      柴油發(fā)電機(jī)組的水泵總成實(shí)物如圖3所示，拆卸工具和步驟示意圖如圖4所示。

1、準(zhǔn)備工具和材料

      需要準(zhǔn)備相應(yīng)的工具和材料，包括扳手、螺絲刀、水泵、密封件、軸承等。

2、釋放冷卻系統(tǒng)壓力

      在更換汽車水泵之前，需要先釋放冷卻系統(tǒng)的壓力，以避免燙傷和意外。

3、拆卸步驟

     水泵的拆卸清洗大致分為以下幾步。

① 拆下風(fēng)扇固定螺釘，取下風(fēng)扇。

② 拆下風(fēng)扇皮帶輪轂固定螺栓，然后用拉鉗或壓床將風(fēng)扇和皮帶輪轂自水泵軸上取下。

③ 拆下葉輪固定螺栓及軸承鎖環(huán)，再朝葉輪中心向前壓出水泵軸，取下葉輪（如果沒有壓床，也可以用一個(gè)比水泵軸外徑小的銅棒或鐵棒墊上軟質(zhì)金屬墊圈用手錘打出。但這時(shí)候應(yīng)注意：用力要適當(dāng)）。

④ 從葉輪上將水封鎖環(huán)、膠木墊、橡皮套和彈簧等零件取下。

⑤ 按照清洗要求與方法清洗干凈各零件。

 

圖2  柴油發(fā)電機(jī)冷卻水泵實(shí)物圖

圖3  柴油機(jī)冷卻水泵的拆卸示意圖

 

三、水泵的檢查

 

      水泵的檢驗(yàn)的內(nèi)容包括以下六個(gè)方面。

1、檢查泵殼與葉輪

      泵殼不能有嚴(yán)重裂紋。其裂紋長(zhǎng)度不能超過(guò)30mm，而且不能延伸到軸承座孔邊緣。若符合上述條件，可用黃銅合金焊條焊修。焊修前還要對(duì)泵殼進(jìn)行預(yù)熱，以防焊接后變形。若不符合上述條件，就應(yīng)更換泵殼。葉輪只允許損壞一片，損壞兩片以上的也必須更換。

2、檢查水泵軸與葉輪孔的配合情況

      水泵軸與葉輪孔是過(guò)盈配合，若葉輪與軸配合松曠，應(yīng)進(jìn)行修理，其修理工藝一般是用掛錫的方法加大軸的尺寸。其具體技術(shù)要求是：葉輪裝在軸上后，葉輪端面應(yīng)高出水泵軸0.1～0.5mm。

3、查看水泵皮帶盤運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況

      柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵皮帶盤不能有嚴(yán)重的搖擺現(xiàn)象。如果有上述現(xiàn)象存在，原因可能有兩個(gè)：一是軸承松曠，二是皮帶盤和錐形套、半圓鍵磨損。水泵軸與軸承磨損，軸向移動(dòng)不能超過(guò)0.30mm，徑向移動(dòng)不能超過(guò)0.05mm，否則應(yīng)更換新軸承。如果皮帶輪的錐形套和半圓鍵磨損，應(yīng)更換。

4、檢查水泵殼內(nèi)的膠木圈座

      檢查水泵殼內(nèi)的膠木圈座有沒有斑點(diǎn)或磨痕，如果有，可以用銼刀銼光或用車床車光。

5、檢查軸承磨損情況

      水泵軸承其徑向間隙不能超過(guò)0.10mm，軸向間隙不能超過(guò)0.30mm，否則應(yīng)更換新軸承。

6、檢查水封

      如果膠木墊磨損起槽、彈簧彈力過(guò)軟、橡皮套脹大破損等，均應(yīng)更換新件。如果膠木墊磨損不嚴(yán)重，可以調(diào)面或磨平后再用。

 

四、水泵的修理

 

      水泵的主要缺陷是水泵軸與軸套的磨損，軸套與泵體配合松動(dòng)，葉輪與泵殼的磨損以及阻水圈的損壞等。水泵產(chǎn)生上述缺陷之后常見的現(xiàn)象是漏水。

1、水泵軸與軸套磨損

      當(dāng)水泵軸與軸套磨損后，可用電鍍或振動(dòng)堆焊方法將軸恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸，同時(shí)更換新的標(biāo)準(zhǔn)軸套，也可以更換新軸套并按軸的尺寸鉸削內(nèi)孔，使磨損的軸與新套達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的配合間隙。鉸孔時(shí)要前后軸套一次鉸完，以保證兩個(gè)軸套的同軸度，一般要求兩軸套的同軸度不大于0．03 mm。軸端螺紋滑扣或損傷是由于拆裝頻繁、緊固螺母沒按規(guī)定扭矩或錯(cuò)裝規(guī)格不同的螺母（螺栓）造成的?；刍驌p傷在2扣以內(nèi)，可用攻絲清理；多于2扣時(shí)，可用手工堆焊后再車削至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。水泵軸出現(xiàn)裂紋，應(yīng)予報(bào)廢。

2、水泵軸與滾動(dòng)軸承配合松動(dòng)

      水泵軸是以兩只滾動(dòng)軸承支承，當(dāng)水泵軸與滾動(dòng)軸承配合松動(dòng)后，也可采用電鍍軸承內(nèi)圈的方法來(lái)恢復(fù)其配合。

3、泵體座孔與軸套或滾動(dòng)軸承的配合松動(dòng)

      若泵體座孔與軸套或滾動(dòng)軸承的配合松動(dòng)時(shí)，可根據(jù)不同機(jī)型的磨損部位電鍍軸承的外圈恢復(fù)其標(biāo)準(zhǔn)配合，或?qū)んw座孔進(jìn)行搪削、鉸削，消除其磨損痕跡，并根據(jù)鉸削后的孔徑配制加大外徑尺寸的襯套恢復(fù)其標(biāo)準(zhǔn)配合。如若泵體座孔磨損嚴(yán)重，也可視情況進(jìn)行鑲套修復(fù)。殼體裂紋，可在其延伸線上距離兩端5 mm處鉆一直徑2.5 mm的止裂孔，沿裂紋開V坡口，用鑄鐵焊條采用氧-乙炔冷焊或手工電弧冷焊，焊后緩冷。泵體螺孔螺紋損壞，可以擴(kuò)孔攻絲，并用加大一級(jí)螺栓，或用鑄鐵焊條采用氧-乙炔焊填補(bǔ)，修平后重新鉆孔攻絲。

4、阻水圈老化或損壞

      對(duì)水泵水封處漏水應(yīng)上緊水封螺母，若水封螺母完全上緊而仍漏水時(shí)，水將沿著水泵殼體水孔外流。造成水封失效的原因是密封圈和密封座面的磨損、橡皮水封碗的破裂和水封彈簧失效。如密封圈和水封碗損壞，則應(yīng)更換水封總成；密封圈端面磨損，可以進(jìn)行研磨；密封座面磨損，應(yīng)予磨平。

 

五、水泵裝配的技術(shù)要求

 

      冷卻水泵的外觀模型和零件分解圖如圖5、圖6所示。水泵裝復(fù)為防止水泵漏水，要求水泵軸與葉輪孔、水泵軸與軸承、軸承與泵殼座孔是過(guò)盈配合，因水泵軸要轉(zhuǎn)動(dòng)，則要求軸承、泵軸與隔套是間隙配合。因此各機(jī)件的過(guò)盈或間隙配合關(guān)系伴隨水泵裝復(fù)的始終，所以在裝復(fù)水泵時(shí)，一定要正確掌握各機(jī)件的過(guò)盈或間隙配合關(guān)系，一般的裝復(fù)規(guī)律是：

（1）水泵葉輪與水泵軸應(yīng)固定可靠，用手旋轉(zhuǎn)葉輪時(shí)，應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)卡滯現(xiàn)象。

（2）水封裝配應(yīng)可靠，不允許有漏水現(xiàn)象。

（3）將水泵葉輪推到最前端時(shí)，葉輪端面與水泵殼體平面應(yīng)有一定間隙，以防在工作時(shí)葉輪端面刮殼。

（4）水泵軸安裝后應(yīng)有較小的軸向間隙。

（5）對(duì)各潤(rùn)滑部位按規(guī)定進(jìn)行潤(rùn)滑，不允許有漏油現(xiàn)象。

      水泵裝配時(shí)，一定要旋緊皮帶盤與水泵軸的緊固螺母，其扭矩一般為5~10kgf·m。水泵裝復(fù)后，不要馬上裝在機(jī)上，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。其方法是：用手轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸并無(wú)卡滯現(xiàn)象，堵住泵殼進(jìn)水口，然后將水加入到葉輪工作室，轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸，檢視孔應(yīng)無(wú)水漏出。如有卡滯或漏水現(xiàn)象，應(yīng)按零件檢查項(xiàng)目查明原因加以排除。

 

圖5  冷卻水泵總成模型圖

圖6  冷卻水泵零件分解圖

 

總結(jié)：

      水泵是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分之一，水泵的作用是通過(guò)對(duì)冷卻液進(jìn)行加壓，保證其在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)，加速熱量的散發(fā)。作為一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置，使用過(guò)程中，水泵也會(huì)出現(xiàn)故障的。冷卻水泵常見故障包括柴油發(fā)電機(jī)組無(wú)法啟動(dòng)、水泵漏水、軸承松曠等。當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，我們需要采取相應(yīng)的措施來(lái)檢修。首先，檢查電源供電是否出現(xiàn)故障，其次檢查故障的位置是否出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，可以采用診斷儀診斷故障碼來(lái)確定具體問(wèn)題。

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