柴油机水泵的检修
张跃江
水泵是柴油机冷却系统的重要组成部分,它由水泵壳体、叶轮等组成,其作用是加快冷却水的循环速度,增强冷却效果。下面以195柴油机水泵为例,说明柴油机水泵的结构与工作原理以及修理和装配。
一、水泵的结构与工作原理
水泵壳体铸成蜗壳状,水泵叶轮装在蜗壳里。水泵轴承座用4根双头螺栓与水泵壳体相连接,中间垫有衬垫防止漏水。水泵轴用两只滚动轴承支承在水泵体上,它的前端与水泵叶轮压合后铆牢,后端通过锥面上的半圆键与皮带轮相连。水泵轴承座上有一旋盖式油杯,加入钙基润滑油脂,定期转动杯盖,可使润滑油进入轴承内润滑滚动轴承。水封部件装在水泵叶轮的尾部,外端用钢丝挡圈挡住,内端由水封弹簧压住;水封四角板被水封弹簧压在水泵轴承座中心圆形座面上,水泵叶轮转动时,整个水封部件亦随之转动,由耐磨材料制成的水封四角板与轴承座中心圆形座面相摩擦而密封,防止了冷却水沿水泵轴流出。如果水封损坏,不仅使冷却水损耗,而且还会破坏水泵轴承的润滑(冷却水漏入轴承座),引起轴承损坏。泄油孔的作用是及时泄漏由水封处漏过的少量冷却水,当发现此孔漏水时,应更换水封,而不应将此孔堵死。更换水封时,不应拆卸叶轮,而应卸下皮带轮,压出水泵轴进行。泵体下端装有放水阀,用以放净水泵体内的冷却水。
柴油机运转时,叶轮由曲轴通过三角皮带带动,泵壳内的冷却水在水泵叶轮的带动下旋转,由于离心力的作用,冷却水被甩向叶轮边缘,并以一定压力由出水管排出。同时在叶轮的中心产生负压,经散热器冷却后的冷却水被真空吸力吸进水泵壳体内,如此循环往复,冷却水不断流入柴油机机体水套内和气缸盖冷却水腔内,冷却受热零部件。
二、水泵的修理
水泵的主要缺陷是:水泵轴与轴套的磨损,轴套与泵体配合松动,叶轮与泵壳的磨损以及阻水圈的损坏等。水泵产生上述缺陷之后常见的现象是漏水。
1.当水泵轴与轴套磨损后,可用电镀或振动堆焊方法将轴恢复到标准尺寸,同时更换新的标准轴套,也可以更换新轴套并按轴的尺寸铰削内孔,使磨损的轴与新套达到标准的配合间隙。铰孔时要前后轴套一次铰完,以保证两个轴套的同轴度,一般要求两轴套的同轴度不大于0.03 mm。轴端螺纹滑扣或损伤是由于拆装频繁、紧固螺母没按规定扭矩或错装规格不同的螺母(螺栓)造成的。滑扣或损伤在2扣以内,可用攻丝清理;多于2扣时,可用手工堆焊后再车削至标准尺寸。水泵轴出现裂纹,应予报废。
2.水泵轴是以两只滚动轴承支承,当水泵轴与滚动轴承配合松动后,也可采用电镀轴承内圈的方法来恢复其配合。
3.若泵体座孔与轴套或滚动轴承的配合松动时,可根据不同机型的磨损部位电镀轴承的外圈恢复其标准配合,或对壳体座孔进行搪削、铰削,消除其磨损痕迹,并根据铰削后的孔径配制加大外径尺寸的衬套恢复其标准配合。如若泵体座孔磨损严重,也可视情况进行镶套修复。壳体裂纹,可在其延伸线上距离两端5 mm处钻一直径2.5 mm的止裂孔,沿裂纹开V坡口,用铸铁焊条采用氧-乙炔冷焊或手工电弧冷焊,焊后缓冷。泵体螺孔螺纹损坏,可以扩孔攻丝,并用加大一级螺栓,或用铸铁焊条采用氧-乙炔焊填补,修平后重新钻孔攻丝。
4.阻水圈老化或损坏应进行更换。对水泵水封处漏水应上紧水封螺母,若水封螺母完全上紧而仍漏水时,水将沿着水泵壳体水孔外流。造成水封失效的原因是密封圈和密封座面的磨损、橡皮水封碗的破裂和水封弹簧失效。如密封圈和水封碗损坏,则应更换水封总成;密封圈端面磨损,可以进行研磨;密封座面磨损,应予磨平。
三、水泵装配的技术要求
水泵装复为防止水泵漏水,要求水泵轴与叶轮孔、水泵轴与轴承、轴承与泵壳座孔是过盈配合,因水泵轴要转动,则要求轴承、泵轴与隔套是间隙配合。因此各机件的过盈或间隙配合关系伴随水泵装复的始终,所以在装复水泵时,一定要正确掌握各机件的过盈或间隙配合关系,一般的装复规律是:
1.水泵叶轮与水泵轴应固定可靠,用手旋转叶轮时,应能灵活转动,无卡滞现象。
2.水封装配应可靠,不允许有漏水现象。
3.将水泵叶轮推到最前端时,叶轮端面与水泵壳体平面应有一定间隙,以防在工作时叶轮端面刮壳。
4.水泵轴安装后应有较小的轴向间隙。
5.对各润滑部位按规定进行润滑,不允许有漏油现象。
水泵装复后,不要马上装在车上,应进行试验。其方法是:用手转动泵轴并无卡滞现象,堵住泵壳进水口,然后将水加入到叶轮工作室,转动泵轴,检视孔应无水漏出。如有卡滞或漏水现象,应按零件检查项目查明原因加以排除。(06)
水泵是柴油机冷却系统的重要组成部分,它由水泵壳体、叶轮等组成,其作用是加快冷却水的循环速度,增强冷却效果。下面以195柴油机水泵为例,说明柴油机水泵的结构与工作原理以及修理和装配。
一、水泵的结构与工作原理
水泵壳体铸成蜗壳状,水泵叶轮装在蜗壳里。水泵轴承座用4根双头螺栓与水泵壳体相连接,中间垫有衬垫防止漏水。水泵轴用两只滚动轴承支承在水泵体上,它的前端与水泵叶轮压合后铆牢,后端通过锥面上的半圆键与皮带轮相连。水泵轴承座上有一旋盖式油杯,加入钙基润滑油脂,定期转动杯盖,可使润滑油进入轴承内润滑滚动轴承。水封部件装在水泵叶轮的尾部,外端用钢丝挡圈挡住,内端由水封弹簧压住;水封四角板被水封弹簧压在水泵轴承座中心圆形座面上,水泵叶轮转动时,整个水封部件亦随之转动,由耐磨材料制成的水封四角板与轴承座中心圆形座面相摩擦而密封,防止了冷却水沿水泵轴流出。如果水封损坏,不仅使冷却水损耗,而且还会破坏水泵轴承的润滑(冷却水漏入轴承座),引起轴承损坏。泄油孔的作用是及时泄漏由水封处漏过的少量冷却水,当发现此孔漏水时,应更换水封,而不应将此孔堵死。更换水封时,不应拆卸叶轮,而应卸下皮带轮,压出水泵轴进行。泵体下端装有放水阀,用以放净水泵体内的冷却水。
柴油机运转时,叶轮由曲轴通过三角皮带带动,泵壳内的冷却水在水泵叶轮的带动下旋转,由于离心力的作用,冷却水被甩向叶轮边缘,并以一定压力由出水管排出。同时在叶轮的中心产生负压,经散热器冷却后的冷却水被真空吸力吸进水泵壳体内,如此循环往复,冷却水不断流入柴油机机体水套内和气缸盖冷却水腔内,冷却受热零部件。
二、水泵的修理
水泵的主要缺陷是:水泵轴与轴套的磨损,轴套与泵体配合松动,叶轮与泵壳的磨损以及阻水圈的损坏等。水泵产生上述缺陷之后常见的现象是漏水。
1.当水泵轴与轴套磨损后,可用电镀或振动堆焊方法将轴恢复到标准尺寸,同时更换新的标准轴套,也可以更换新轴套并按轴的尺寸铰削内孔,使磨损的轴与新套达到标准的配合间隙。铰孔时要前后轴套一次铰完,以保证两个轴套的同轴度,一般要求两轴套的同轴度不大于0.03 mm。轴端螺纹滑扣或损伤是由于拆装频繁、紧固螺母没按规定扭矩或错装规格不同的螺母(螺栓)造成的。滑扣或损伤在2扣以内,可用攻丝清理;多于2扣时,可用手工堆焊后再车削至标准尺寸。水泵轴出现裂纹,应予报废。
2.水泵轴是以两只滚动轴承支承,当水泵轴与滚动轴承配合松动后,也可采用电镀轴承内圈的方法来恢复其配合。
3.若泵体座孔与轴套或滚动轴承的配合松动时,可根据不同机型的磨损部位电镀轴承的外圈恢复其标准配合,或对壳体座孔进行搪削、铰削,消除其磨损痕迹,并根据铰削后的孔径配制加大外径尺寸的衬套恢复其标准配合。如若泵体座孔磨损严重,也可视情况进行镶套修复。壳体裂纹,可在其延伸线上距离两端5 mm处钻一直径2.5 mm的止裂孔,沿裂纹开V坡口,用铸铁焊条采用氧-乙炔冷焊或手工电弧冷焊,焊后缓冷。泵体螺孔螺纹损坏,可以扩孔攻丝,并用加大一级螺栓,或用铸铁焊条采用氧-乙炔焊填补,修平后重新钻孔攻丝。
4.阻水圈老化或损坏应进行更换。对水泵水封处漏水应上紧水封螺母,若水封螺母完全上紧而仍漏水时,水将沿着水泵壳体水孔外流。造成水封失效的原因是密封圈和密封座面的磨损、橡皮水封碗的破裂和水封弹簧失效。如密封圈和水封碗损坏,则应更换水封总成;密封圈端面磨损,可以进行研磨;密封座面磨损,应予磨平。
三、水泵装配的技术要求
水泵装复为防止水泵漏水,要求水泵轴与叶轮孔、水泵轴与轴承、轴承与泵壳座孔是过盈配合,因水泵轴要转动,则要求轴承、泵轴与隔套是间隙配合。因此各机件的过盈或间隙配合关系伴随水泵装复的始终,所以在装复水泵时,一定要正确掌握各机件的过盈或间隙配合关系,一般的装复规律是:
1.水泵叶轮与水泵轴应固定可靠,用手旋转叶轮时,应能灵活转动,无卡滞现象。
2.水封装配应可靠,不允许有漏水现象。
3.将水泵叶轮推到最前端时,叶轮端面与水泵壳体平面应有一定间隙,以防在工作时叶轮端面刮壳。
4.水泵轴安装后应有较小的轴向间隙。
5.对各润滑部位按规定进行润滑,不允许有漏油现象。
水泵装复后,不要马上装在车上,应进行试验。其方法是:用手转动泵轴并无卡滞现象,堵住泵壳进水口,然后将水加入到叶轮工作室,转动泵轴,检视孔应无水漏出。如有卡滞或漏水现象,应按零件检查项目查明原因加以排除。(06)