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故障检修与技术维护 |
机油冷却器泄漏、堵塞、破损裂纹现象的维修方法 |
摘要：机油冷却器是柴油发电机冷却系统的重要组成部分，其主要功能是通过散热器将柴油发电机冷却剂中的热量散发出去，保持柴油发电机的正常工作温度。然而，有时候可能会遇到柴油机机油冷却器漏油的情况，这不仅会导致机油浪费，还可能对柴油发电机造成损害。康明斯公司在本文中将机油冷却器作用、类型、结构做了简单介绍，同时列举机油冷却器常见故障原因和排除方法。
一、机油冷却器的功用与结构
机油冷却器是一种控制柴油发电机温度的重要零件，工作原理如图1所示。它的主要作用是通过冷却机油，降低柴油发电机温度，保证柴油发电机正常工作。机油冷却器的工作原理是将柴油发电机机油通过散热器冷却，达到降低温度的目的。机油冷却器的作用不仅在于降温，同时也能防止机油粘度增大和氧化，延长机油使用寿命。
1、机油冷却器类型
机油冷却器主要分为水冷式和空气冷却式两种类型。
（1）水冷式机油冷却器
水冷式机油冷却器是将柴油发电机机油通过水与柴油发电机循环，通过水冷却器的冷却，达到降温的目的。这种类型机油冷却器可与柴油发电机循环水冷却系统相结合，可以让机油温度保持在合适范围，保证柴油发电机正常工作。
① 散热效果好：水冷却器的散热效果比较好，能够迅速将温度降低。
② 低温迅速：水的比热容比较大，在柴油发电机启动时能够更快地降低温度。
③ 较为复杂：与其他系统结合更为复杂，容易出现故障。
④ 对水质要求较高： 由于相对于风冷式机油冷却器而言，水冷却器对水质的要求较高，需要保证水的纯净度。
（2）风冷式机油冷却器
风冷式机油冷却器是通过将柴油发电机机油通过散热器冷却，达到降温的目的。这种类型机油冷却器不需要与其他系统相结合，也不需要消耗水资源，因此更加经济、高效。
① 经济实用：不需要额外的系统来冷却机油，不消耗水资源。
② 坚固耐用：由于没有与其他系统相结合，劣质的水也不会影响风冷式机油冷却器的工作。
③ 散热性能比较差：空气散热器相对于水冷却器来说，散热面积小，所以效果比较差。
④ 需要足够的空气流量：由于依赖于空气冷却器的散热性能，因此需要足够的空气流量。
2、机油冷却器的结构
（1）水冷式机油冷却器结构
水冷式机油冷却器主要由芯子和壳体组成。芯子由黄铜管、散热片和隔片组成，机油在芯子与壳体的夹层之间流动。冷却水在芯子内部流动时，带走机油的部分热量。经过冷却水的往复循环流动，使油温控制在80℃±5℃范围内。
（2）风冷式机油冷却器结构
风冷式机油冷却器主要由铜管和散热片组成。风冷式柴油机的机油冷却器安装在水冷却器后面，机油的冷却靠风扇鼓风将热量带走。
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图1 机油冷却器工作原理 |
图2 机油冷却器结构示意图 |
二、机油冷却器的泄漏原因分析
若发现机油冷却器有漏油现象，应对其进行压力测试，如图3所示。对机油冷却器芯施加415kPa的空气压力，检查是否有泄漏。将罐中的水加热至50°C，以使测量结果更为精确。如有任何泄漏，应废弃冷却器芯。
1、老化磨损
柴油发电机机油冷却器长时间使用后，会出现老化磨损的情况。散热器中的密封胶圈、管路接口等部件会因为长时间的高温作用而老化，失去原有的弹性和密封性能，从而导致机油冷却器漏油。此外，散热器内部的冷却管道也可能因为长时间的磨损而出现裂纹，进而导致机油泄漏。
2、腐蚀侵蚀
柴油发电机机油冷却器在使用过程中，会受到冷却剂的腐蚀侵蚀。冷却剂中的化学物质会与散热器内部的金属材料发生反应，导致散热器的金属表面腐蚀，最终形成小孔或腐蚀缺陷，从而引起机油泄漏。
3、安装不当
柴油发电机机油冷却器的安装也是导致机油泄漏的一个重要原因。如果安装时没有正确连接散热器与柴油发电机的管路接口，或者紧固螺栓未拧紧到位，都可能导致机油泄漏。此外，若安装时未按照规定的扭矩力进行拧紧，也会导致接口处出现松动现象，引起机油泄漏。
4、机油冷却器堵塞
机油冷却器在长时间使用后，可能会因为灰尘、泥土等杂质的堆积而造成堵塞。当散热器堵塞时，冷却剂无法正常流动，会导致机油冷却器过热，从而使机油冷却器的密封胶圈、管路接口等部件老化，进而引起机油泄漏。
针对以上的原因，可以采取一些措施来预防柴油发电机机油冷却器漏油。首先，定期检查和更换机油冷却器的密封胶圈和管路接口，避免因老化磨损而导致漏油。其次，定期检查冷却剂的质量和浓度，避免腐蚀侵蚀引起的散热器泄漏。此外，避免碰撞和安装不当也是预防机油泄漏的重要措施。最后，定期清洗散热器，防止堵塞现象的发生。
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图3 机油冷却器压力测试 |
图4 机油冷却器腐蚀现象 |
三、机油冷却器常见故障和排除方法
1、冷却器芯子破损的修复
柴油发电机在运转过程中，若发现油底壳内部进入冷却液，同时水箱散热器内部又有机油存在现象，故障检修方法如下：
（1）放掉冷却器内部的废机油后，拆下机油冷却器。把拆下的冷却器放平，再通过机油冷却器的机油出口向冷却器内部加满水。实验时堵塞机油进口，用高压气筒向冷却器内部扣气。若发现在机油冷却器的机油进、出口处有水冒出，说明冷却器的内部芯子或端盖密封圈损坏。
（2）拆下机油冷却器的前、后盖，取出芯子。若发现芯子的外层破损，可用铜焊修复。若发现芯子的内层破损，一般应更换新的芯子或堵塞同根芯子的两端。
（3）边盖出现裂纹或破裂时，可用铸铁焊条进行焊接后再使用。若密封垫片损坏或老化，应予以更换。风冷式机油冷却器的铜管出现脱焊现象时，一般用铜焊修复。
2、机油冷却器压降检查
机油冷却器出现部分堵塞时会造成机油压力下降，这是因为机油在冷却器中的通过量减少，使机油在柴油发电机高温时的冷却能力下降，从而导致机油的粘度降低，机油压力下降。检查时拆下机油冷却器，在进油口处加入煤油，然后立起冷却器，如果出口处不连续流出加入的燃油则说明冷却器已部分堵塞。也可以用另一种方法，康明斯柴油发电机的压差测试步骤如下：
（1）测试时，应使用压差表或一个带有两根机油软管和两个阀门的压力表，以减小仪表误差。使用最小量程为 517 kPa [75 psi] 的压力表。
（2）在发动机排气侧的机油端口中安装一条软管，位于水泵进口下面。该端口显示进入机油冷却器的机油压力。
（3）在发动机右后侧的机油端口中安装一条软管。详细信息请参见插图5所示。该端口显示离开机油冷却器的机油压力。
（4）以额定转速运转发动机直至机油温度达到至少 112℃，如图6所示。
（5）关闭 1 号气门，打开 2 号气门。当机油流过机油冷却器后，读取机油压力。
（6）打开 1 号气门，关闭 2 号气门。读取正在提供给机油冷却器的机油压力。
比较两个压力的压差。如偏差大于表1规定的最大极限，更换机油冷却器芯。
表1 柴油发电机机油冷却器压差
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柴油机类型
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kpa
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psi
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工业用发动机 (2100 rpm)
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352
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最大
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51
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发电用柴油机 (1500 rpm)
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248
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最大
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36
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发电用柴油机 (1800 rpm)
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283
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最大
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41
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3、机油冷却器的堵塞
出现下述情况的柴油发电机在维修时，必须对机油冷却器芯子进行强力清洗：
（1）柴油发电机烧瓦或抱轴故障；
（2）柴油发电机拉缸或活塞顶部烧蚀故障；
（3）机油冷却器阻力太大（超过0. 08 MPa）时。
清洗机油冷却器，可以使用汽油、煤油或其他专用（如四氯化碳溶液）清洗剂。清冼时直接将清洗剂导入机油冷却器通道内，堵住两端，然后上下（或左右）摇动机油冷却器芯子。放出清洗剂后观察效果，如果放出的清洗剂很脏，则可以多洗几次，直到满意为止。
4、机油温度过高
机油冷却器损坏，最显而易见的症状就是机油温度过高。要知道机油冷却器的作用，主要是为了对机油进行强制冷却。如果油温过高的话，不仅还加速机油的消耗量，而且还可能出现氧化变质的情况。
5、水箱进机油
如果水箱里的防冻液变成粘稠的乳白色，同时水温不正常地升高。以致于降低防冻液原有的性能，对发动机的冷却效果是有很大影响的。一般出现这种现象，很可能是因为机油冷却器的密封垫损坏或者是老化，导致水管和油道联通，机油和防冻液混合在一起了。
6、机油冷却器泄漏
水冷式机油冷却器在使用中易出现的故障有铜管破裂、前/后盖产生裂纹、密封垫损坏及铜管内部堵塞等。
铜管破裂和前、后盖产生裂纹的故障较多是由于操作人员在冬季没有放掉柴油机机体内部的冷却水所造成的。当上述部件损坏后，就会在柴油机工作过程中造成水冷却器中有机油，油底壳内部的机油中又有冷却水。柴油机在运转中，若机油的压力大于冷却水的压力，机油将通过芯子上的漏洞窜入冷却水中，随着冷却水的循环，机油进入水冷却器中。当柴油机停止转动后，冷却水水位较高，其压力大于机油的压力，致命冷却水通过芯子上的漏洞窜入机油中，最后又进入油底壳。若操作人员不能及时发现这种故障，随着柴油机的继续运转，会使机油的润滑效果丧失，最后导致柴油机发生烧瓦等事故。
总的来说，机油冷却器出现泄漏的后果是相当严重的。如果发现水箱里面掺杂机油，或者机油冷却器出油漏油的痕迹，很可能是因为散热器出现损坏的情况，需要及时进行处理。
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图5 柴油机机油端口软管安装 |
图6 柴油机机油温度112℃以上 |
总结：
柴油发电机机油冷却器漏油的原因有很多，包括老化磨损、腐蚀侵蚀、外力碰撞、安装不当和散热器堵塞等。为了避免机油漏油带来的不良后果，我们应该定期检查和维护机油冷却器，及时处理问题，确保柴油发电机的正常运行。
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