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故障檢修與技術維護 |
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電機冷卻系統的重要組成部分，其主要功能是通過散熱器將柴油發電機冷卻劑中的熱量散發出去，保持柴油發電機的正常工作溫度。然而，有時候可能會遇到柴油機機油冷卻器漏油的情況，這不僅會導致機油浪費，還可能對柴油發電機造成損害。康明斯公司在本文中將機油冷卻器作用、類型、結構做了簡單介紹，同時列舉機油冷卻器常見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冷卻機油，降低柴油發電機溫度，保證柴油發電機正常工作。機油冷卻器的工作原理是將柴油發電機機油通過散熱器冷卻，達到降低溫度的目的。機油冷卻器的作用不僅在于降溫，同時也能防止機油粘度增大和氧化，延長機油使用壽命。
1、機油冷卻器類型
機油冷卻器主要分為水冷式和空氣冷卻式兩種類型。
（1）水冷式機油冷卻器
水冷式機油冷卻器是將柴油發電機機油通過水與柴油發電機循環，通過水冷卻器的冷卻，達到降溫的目的。這種類型機油冷卻器可與柴油發電機循環水冷卻系統相結合，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，在柴油發電機啟動時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 對水質要求較高： 由于相對于風冷式機油冷卻器而言，水冷卻器對水質的要求較高，需要保證水的純凈度。
（2）風冷式機油冷卻器
風冷式機油冷卻器是通過將柴油發電機機油通過散熱器冷卻，達到降溫的目的。這種類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，因此更加經濟、高效。
① 經濟實用：不需要額外的系統來冷卻機油，不消耗水資源。
② 堅固耐用：由于沒有與其他系統相結合，劣質的水也不會影響風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說，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。冷卻水在芯子內部流動時，帶走機油的部分熱量。經過冷卻水的往復循環流動，使油溫控制在80℃±5℃范圍內。
（2）風冷式機油冷卻器結構
風冷式機油冷卻器主要由銅管和散熱片組成。風冷式柴油機的機油冷卻器安裝在水冷卻器后面，機油的冷卻靠風扇鼓風將熱量帶走。
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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
若發現機油冷卻器有漏油現象，應對其進行壓力測試，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
柴油發電機機油冷卻器長時間使用后，會出現老化磨損的情況。散熱器中的密封膠圈、管路接口等部件會因為長時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時間的磨損而出現裂紋，進而導致機油泄漏。
2、腐蝕侵蝕
柴油發電機機油冷卻器在使用過程中，會受到冷卻劑的腐蝕侵蝕。冷卻劑中的化學物質會與散熱器內部的金屬材料發生反應，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
柴油發電機機油冷卻器的安裝也是導致機油泄漏的一個重要原因。如果安裝時沒有正確連接散熱器與柴油發電機的管路接口，或者緊固螺栓未擰緊到位，都可能導致機油泄漏。此外，若安裝時未按照規定的扭矩力進行擰緊，也會導致接口處出現松動現象，引起機油泄漏。
4、機油冷卻器堵塞
機油冷卻器在長時間使用后，可能會因為灰塵、泥土等雜質的堆積而造成堵塞。當散熱器堵塞時，冷卻劑無法正常流動，會導致機油冷卻器過熱，從而使機油冷卻器的密封膠圈、管路接口等部件老化，進而引起機油泄漏。
針對以上的原因，可以采取一些措施來預防柴油發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、機油冷卻器常見故障和排除方法
1、冷卻器芯子破損的修復
柴油發電機在運轉過程中，若發現油底殼內部進入冷卻液，同時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，再通過機油冷卻器的機油出口向冷卻器內部加滿水。實驗時堵塞機油進口，用高壓氣筒向冷卻器內部扣氣。若發現在機油冷卻器的機油進、出口處有水冒出，說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。若發現芯子的外層破損，可用銅焊修復。若發現芯子的內層破損，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，可用鑄鐵焊條進行焊接后再使用。若密封墊片損壞或老化，應予以更換。風冷式機油冷卻器的銅管出現脫焊現象時，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會造成機油壓力下降，這是因為機油在冷卻器中的通過量減少，使機油在柴油發電機高溫時的冷卻能力下降，從而導致機油的粘度降低，機油壓力下降。檢查時拆下機油冷卻器，在進油口處加入煤油，然后立起冷卻器，如果出口處不連續流出加入的燃油則說明冷卻器已部分堵塞。也可以用另一種方法，康明斯柴油發電機的壓差測試步驟如下：
（1）測試時，應使用壓差表或一個帶有兩根機油軟管和兩個閥門的壓力表，以減小儀表誤差。使用最小量程為 517 kPa [75 psi] 的壓力表。
（2）在發動機排氣側的機油端口中安裝一條軟管，位于水泵進口下面。該端口顯示進入機油冷卻器的機油壓力。
（3）在發動機右后側的機油端口中安裝一條軟管。詳細信息請參見插圖5所示。該端口顯示離開機油冷卻器的機油壓力。
（4）以額定轉速運轉發動機直至機油溫度達到至少 112℃，如圖6所示。
（5）關閉 1 號氣門，打開 2 號氣門。當機油流過機油冷卻器后，讀取機油壓力。
（6）打開 1 號氣門，關閉 2 號氣門。讀取正在提供給機油冷卻器的機油壓力。
比較兩個壓力的壓差。如偏差大于表1規定的最大極限，更換機油冷卻器芯。
表1 柴油發電機機油冷卻器壓差
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柴油機類型
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kpa
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psi
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工業用發動機 (2100 rpm)
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352
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最大
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51
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發電用柴油機 (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電機在維修時，必須對機油冷卻器芯子進行強力清洗：
（1）柴油發電機燒瓦或抱軸故障；
（2）柴油發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0. 08 MPa）時。
清洗機油冷卻器，可以使用汽油、煤油或其他專用（如四氯化碳溶液）清洗劑。清冼時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）搖動機油冷卻器芯子。放出清洗劑后觀察效果，如果放出的清洗劑很臟，則可以多洗幾次，直到滿意為止。
4、機油溫度過高
機油冷卻器損壞，最顯而易見的癥狀就是機油溫度過高。要知道機油冷卻器的作用，主要是為了對機油進行強制冷卻。如果油溫過高的話，不僅還加速機油的消耗量，而且還可能出現氧化變質的情況。
5、水箱進機油
如果水箱里的防凍液變成粘稠的乳白色，同時水溫不正常地升高。以致于降低防凍液原有的性能，對發動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、后蓋產生裂紋的故障較多是由于操作人員在冬季沒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，就會在柴油機工作過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，機油將通過芯子上的漏洞竄入冷卻水中，隨著冷卻水的循環，機油進入水冷卻器中。當柴油機停止轉動后，冷卻水水位較高，其壓力大于機油的壓力，致命冷卻水通過芯子上的漏洞竄入機油中，最后又進入油底殼。若操作人員不能及時發現這種故障，隨著柴油機的繼續運轉，會使機油的潤滑效果喪失，最后導致柴油機發生燒瓦等事故。
總的來說，機油冷卻器出現泄漏的后果是相當嚴重的。如果發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，需要及時進行處理。
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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的不良后果，我們應該定期檢查和維護機油冷卻器，及時處理問題，確保柴油發電機的正常運行。
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