新聞主題	柴油發電機水泵的拆卸與清洗及檢修

 

摘要：水泵是柴油發電機冷卻系統的重要組成部分，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速度，增強冷卻效果。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電機組的冷卻水泵為例，說明柴油發電機水泵結構與工作原理以及修理和裝配。

 

一、水泵的結構與工作原理

 

      水泵殼體鑄成蝸殼狀，水泵葉輪裝在蝸殼里，基本結構如圖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，加入鈣基潤滑油脂，定期轉動杯蓋，可使潤滑油進入軸承內潤滑滾動軸承。水封部件裝在水泵葉輪的尾部，外端用鋼絲擋圈擋住，內端由水封彈簧壓住；水封四角板被水封彈簧壓在水泵軸承座中心圓形座面上，水泵葉輪轉動時，整個水封部件亦隨之轉動，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，而且還會破壞水泵軸承的潤滑(冷卻水漏入軸承座)，引起軸承損壞。泄油孔的作用是及時泄漏由水封處漏過的少量冷卻水，當發現此孔漏水時，應更換水封，而不應將此孔堵死。更換水封時，不應拆卸葉輪，而應卸下皮帶輪，壓出水泵軸進行。泵體下端裝有放水閥，用以放凈水泵體內的冷卻水。

      水泵工作原理如圖2所示。柴油發電機運轉時，葉輪由曲軸通過三角皮帶帶動，泵殼內的冷卻水在水泵葉輪的帶動下旋轉，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。同時在葉輪的中心產生負壓，經散熱器冷卻后的冷卻水被真空吸力吸進水泵殼體內，如此循環往復，冷卻水不斷流入柴油發電機機體水套內和氣缸蓋冷卻水腔內，冷卻受熱零部件。

 

圖1  柴油機冷卻水泵基本結構示意圖

圖2  柴油機冷卻水泵工作原理圖

 

二、水泵的拆卸與清洗

 

      柴油發電機組的水泵總成實物如圖3所示，拆卸工具和步驟示意圖如圖4所示。

1、準備工具和材料

      需要準備相應的工具和材料，包括扳手、螺絲刀、水泵、密封件、軸承等。

2、釋放冷卻系統壓力

      在更換汽車水泵之前，需要先釋放冷卻系統的壓力，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 拆下風扇固定螺釘，取下風扇。

② 拆下風扇皮帶輪轂固定螺栓，然后用拉鉗或壓床將風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，再朝葉輪中心向前壓出水泵軸，取下葉輪（如果沒有壓床，也可以用一個比水泵軸外徑小的銅棒或鐵棒墊上軟質金屬墊圈用手錘打出。但這時候應注意：用力要適當）。

④ 從葉輪上將水封鎖環、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  柴油發電機冷卻水泵實物圖

圖3  柴油機冷卻水泵的拆卸示意圖

 

三、水泵的檢查

 

      水泵的檢驗的內容包括以下六個方面。

1、檢查泵殼與葉輪

      泵殼不能有嚴重裂紋。其裂紋長度不能超過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。焊修前還要對泵殼進行預熱，以防焊接后變形。若不符合上述條件，就應更換泵殼。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盈配合，若葉輪與軸配合松曠，應進行修理，其修理工藝一般是用掛錫的方法加大軸的尺寸。其具體技術要求是：葉輪裝在軸上后，葉輪端面應高出水泵軸0.1～0.5mm。

3、查看水泵皮帶盤運轉時的情況

      柴油機運轉時，水泵皮帶盤不能有嚴重的搖擺現象。如果有上述現象存在，原因可能有兩個：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，軸向移動不能超過0.30mm，徑向移動不能超過0.05mm，否則應更換新軸承。如果皮帶輪的錐形套和半圓鍵磨損，應更換。

4、檢查水泵殼內的膠木圈座

      檢查水泵殼內的膠木圈座有沒有斑點或磨痕，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0.10mm，軸向間隙不能超過0.30mm，否則應更換新軸承。

6、檢查水封

      如果膠木墊磨損起槽、彈簧彈力過軟、橡皮套脹大破損等，均應更換新件。如果膠木墊磨損不嚴重，可以調面或磨平后再用。

 

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，葉輪與泵殼的磨損以及阻水圈的損壞等。水泵產生上述缺陷之后常見的現象是漏水。

1、水泵軸與軸套磨損

      當水泵軸與軸套磨損后，可用電鍍或振動堆焊方法將軸恢復到標準尺寸，同時更換新的標準軸套，也可以更換新軸套并按軸的尺寸鉸削內孔，使磨損的軸與新套達到標準的配合間隙。鉸孔時要前后軸套一次鉸完，以保證兩個軸套的同軸度，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、緊固螺母沒按規定扭矩或錯裝規格不同的螺母（螺栓）造成的。滑扣或損傷在2扣以內，可用攻絲清理；多于2扣時，可用手工堆焊后再車削至標準尺寸。水泵軸出現裂紋，應予報廢。

2、水泵軸與滾動軸承配合松動

      水泵軸是以兩只滾動軸承支承，當水泵軸與滾動軸承配合松動后，也可采用電鍍軸承內圈的方法來恢復其配合。

3、泵體座孔與軸套或滾動軸承的配合松動

      若泵體座孔與軸套或滾動軸承的配合松動時，可根據不同機型的磨損部位電鍍軸承的外圈恢復其標準配合，或對殼體座孔進行搪削、鉸削，消除其磨損痕跡，并根據鉸削后的孔徑配制加大外徑尺寸的襯套恢復其標準配合。如若泵體座孔磨損嚴重，也可視情況進行鑲套修復。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，可以擴孔攻絲，并用加大一級螺栓，或用鑄鐵焊條采用氧-乙炔焊填補，修平后重新鉆孔攻絲。

4、阻水圈老化或損壞

      對水泵水封處漏水應上緊水封螺母，若水封螺母完全上緊而仍漏水時，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，則應更換水封總成；密封圈端面磨損，可以進行研磨；密封座面磨損，應予磨平。

 

五、水泵裝配的技術要求

 

      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盈配合，因水泵軸要轉動，則要求軸承、泵軸與隔套是間隙配合。因此各機件的過盈或間隙配合關系伴隨水泵裝復的始終，所以在裝復水泵時，一定要正確掌握各機件的過盈或間隙配合關系，一般的裝復規律是：

（1）水泵葉輪與水泵軸應固定可靠，用手旋轉葉輪時，應能靈活轉動，無卡滯現象。

（2）水封裝配應可靠，不允許有漏水現象。

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

（4）水泵軸安裝后應有較小的軸向間隙。

（5）對各潤滑部位按規定進行潤滑，不允許有漏油現象。

      水泵裝配時，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。水泵裝復后，不要馬上裝在機上，應進行試驗。其方法是：用手轉動泵軸并無卡滯現象，堵住泵殼進水口，然后將水加入到葉輪工作室，轉動泵軸，檢視孔應無水漏出。如有卡滯或漏水現象，應按零件檢查項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：

      水泵是發動機冷卻系統的重要構成部分之一，水泵的作用是通過對冷卻液進行加壓，保證其在冷卻系中循環流動，加速熱量的散發。作為一個長期運轉的裝置，使用過程中，水泵也會出現故障的。冷卻水泵常見故障包括柴油發電機組無法啟動、水泵漏水、軸承松曠等。當水泵出現故障時，我們需要采取相應的措施來檢修。首先，檢查電源供電是否出現故障，其次檢查故障的位置是否出現漏水現象，可以采用診斷儀診斷故障碼來確定具體問題。

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