發(fā)動機水垢及其防治

1、發(fā)動機水垢及其防治龍巖鐵路有限責(zé)任公司連慶勇摘要冷卻水為保持發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)起很大作用，但水處理不好會形成水垢，若不及時 清除會造成發(fā)動機零部件損壞，油耗增加，功率減少?；诖?，本文提出了水垢 的預(yù)防和幾種清洗方法。關(guān)鍵詞發(fā)動機 水垢 防治 清洗1問題的提出發(fā)動機工作時汽缸內(nèi)的燃氣溫度可高達22002800K，工作循環(huán)的平均溫度也有 970-1300K。與高溫氣體接觸的零部件（如汽缸蓋、缸套、活塞、氣門等）將劇烈受 熱。冷卻系內(nèi)添加冷 卻水的作用就是將零件所吸收的熱量及時散出，以使它們的 溫度保持在正常工作范圍內(nèi)，保證發(fā)動機 的動力性和經(jīng)濟性、延長其使用壽命。 對多數(shù)水冷發(fā)動機而言，穩(wěn)定工作狀態(tài)

2、下最適宜的冷卻水溫度應(yīng)保持在809 0C。工程機械在使用過程中，由于受現(xiàn)場環(huán)境限制，冷卻水的補充經(jīng)常不及時或者添 加的水一般是含有鈣、鎂離子等的硬水，致使發(fā)動機工作一段時間后冷卻系產(chǎn)生 大量的水垢。判定發(fā)動機冷卻系循環(huán)水道是否積垢，只要打開散熱器加水口蓋即可知道，若發(fā) 現(xiàn)其上水室較臟 或加水口處有水垢粘結(jié)，以及機械行駛中遇上坡時容易開鍋、下 坡或停車后降溫較慢，即可診斷為冷卻系中沉積有相當多的水垢。2水垢引起的后果分析冷卻系中的水垢一般為積聚在金屬表面呈灰白色的碳酸鈣、硫酸鈣等物質(zhì)。水垢 使冷卻系金屬內(nèi)表面涂上一層隔熱材料，導(dǎo)致散熱條件惡化，降低了零部件的傳 熱效率（水垢的導(dǎo)熱能力比同樣厚度

3、的黃銅幾乎相差100倍，比鑄鐵相差30倍左 右），從而在冷卻系部件正常的情況下往往引起水溫過高，造成發(fā)動機冷卻不足， 可引發(fā)如下的故障:充氣系數(shù)下降，混合氣燃燒不正常，敲缸、自燃或爆燃， 造 成發(fā)動機功率下降。據(jù)資料介紹，當冷卻水溫從90C升到120C時，功率降低5%。 當水套壁水垢厚度達2mm（占冷卻系總?cè)萘康?%）時，充氣系數(shù)降低0.05，功率 降低2kw左右;缸蓋、氣門、缸套、活塞和活塞環(huán)等受熱零件的熱應(yīng)力增大，氣 門座變形、氣門燒損，使缸蓋鼻梁處產(chǎn)生熱裂。我單位三 輛裝載機半年就有一缸 蓋產(chǎn)生裂紋，就是此原因造成的;各部機件潤滑條件惡化，破壞了零件間的配合間 隙，加劇磨損或因受熱膨脹卡

4、滯，損壞機件（如常見的活塞環(huán)拉缸、活塞裙部燒 結(jié)咬死等）;燒壞缸蓋上的水道與油道的膠圈、缸套的防水膠圈;使機油受高溫而加 速氧化，過早地劣化變質(zhì)，造成潤滑不良，容易燒瓦；水道變窄以至通道堵塞，使 局部溫度升高;散熱器芯子損壞，冷卻強度降低，發(fā)動機工作條件惡化。3水垢形成的原因分析冷卻系水垢的形成原因有兩種:物理變化和化學(xué)變化。物理變化主要是指隨著發(fā)動 機的溫度升 高，硬水中的大量礦物質(zhì)諸如硫酸鈣之類呈過飽和狀態(tài)析出，粘附在 冷卻系內(nèi)壁上而形成水垢;化學(xué)變化主要是指硬水中某些礦物鹽和雜質(zhì)隨溫度的升高而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶解物質(zhì)而沉積于冷卻 系內(nèi)壁上。形成水垢的化學(xué) 反應(yīng)為Ca(HCO3)2=C

5、aCO3 l+CO2T+H2OMg(HCO3)2=MgCO3 l+CO2f+H2O碳酸鎂微溶于水后可繼續(xù)與水反應(yīng)，生成更難溶的氫氧化鎂：MgCO3+H2O=Mg(OH) 2 l+CO2f(此反應(yīng)很少)4預(yù)防水垢的對策4.1預(yù)防產(chǎn)生水垢的方法發(fā)動機冷卻系水垢形成的根源在于水質(zhì)問題，因此減少水源中的礦物質(zhì)金屬離子， 軟化水質(zhì)，是 防止和減輕水垢形成的關(guān)鍵所在。煮沸法。硬水燒開以后其中的礦物質(zhì)會沉積下來，取上面的清潔水用作冷卻水 加注到冷卻系中，就可以減少水垢的形成數(shù)量。此方法簡單，但不能使水徹底軟 化。磁化法。將一些小塊磁鐵放進發(fā)動機的冷卻系內(nèi)，磁鐵產(chǎn)生的磁場對冷卻水有 磁化作用，磁 化水能減少水

6、垢的形成，并且能使原有的水垢逐漸消失。中建集團 公司的工程機械使用此方法，效果 很好。加入軟化劑法。龍巖市鍋爐檢驗所軟化鍋爐用水的物質(zhì)為碳酸氫鈉(小蘇打)或 氫氧化鈉(燒堿)，按每升硬水加0.51.5g碳酸氫鈉或每升水加0.60.7g氫氧化鈉 的比例添加軟化劑，其離子方程式為碳酸氫鈉法hco3-+h2o=h 2co3+oh-Ca2+2OH-=Ca(OH)2Mg+2OH-=Mg(OH)21氫氧化鈉法Ca2+2OH-=Ca(OH)2Mg+2OH-=Mg(OH)21用防腐劑(重銘酸鉀K2Cr2O 7)法。在冷卻液中經(jīng)常加注重銘酸鉀，既能起到防 止水的腐蝕，也能減少水垢的產(chǎn)生。另外，如康明斯發(fā)動機規(guī)定

7、使用DCA冷卻 液、卡特彼勒發(fā)動機規(guī)定使用加有防銹劑及防凍液的冷卻液，都能起到防止穴蝕、 銹蝕、水垢及防凍作用。4.2水垢的清洗方法對使用中的發(fā)動機，清洗水垢前先拆去節(jié)溫器，將水從正常水循環(huán)相反的方向 壓入(即從出水管壓入)冷卻系，直到放出的水清潔為止。此方法極為簡單，但很 難把水垢清洗干凈。鑒于發(fā)動機水套的形狀比較復(fù)雜，一般不宜用機械方法清除水垢，只能采用化 學(xué)方法除垢。水垢中的碳酸鈣和硫酸鈣等可用化學(xué)反應(yīng)來予以消除。蘇打(Na2CO3)和水玻璃(Na2SiO3)混合清洗法。按每升水中加入40g蘇打和10g 水玻璃配好清洗液，然后灌入冷卻系，發(fā)動機運轉(zhuǎn)到出水溫度60C以上，兩小 時后停車，放

8、出清洗液。待發(fā)動機冷卻后用清潔水清洗兩次，排凈后再灌入冷卻 水，發(fā)動機運轉(zhuǎn)使出水溫度達到75C以上，停車放掉污 水，最后灌入新的冷卻 水使用即可。磷酸三鈉清洗法。先拆下節(jié)溫器，向水箱加入事先配好的磷酸三鈉溶液(按每升 冷卻水加10%的磷酸三鈉溶液5080ml比例)，然后啟動發(fā)動機，運轉(zhuǎn)十幾分鐘 后停機不用;經(jīng)過一晚上后放掉冷卻液;再加同樣用量的磷酸三鈉溶液(做法同前)，如此重復(fù)幾次，最后將冷卻系溶液放出，并用清水沖洗 兩次，水垢即可消 除。其化學(xué)反應(yīng)為3CaCO+2NaPO=Ca JPO4；+3Na CO.3432233CaSO+2NPO=Ca JPO4；+3Na SO,3432243Mg(O

9、H)2+2Na3PO4 =Mg3(PO4)2 ；+6NaOH以上生成物中鈉鹽易溶于水，磷酸鈣疏松易沖洗掉，磷酸鎂則象泥渣一般極易沖 擊。這種方法對缸體不會有腐蝕，因此適用于一切發(fā)動機，且清洗效果較理想。磷酸清洗法。在每升水中加入100g磷酸和50g銘酎，攪拌后注入水箱中，浸 泡1h后啟動發(fā)動機，運轉(zhuǎn)20min，放凈清洗液并用清水沖洗幾次即可。硅酸鈉清洗法。按每升水加15g硅酸鈉(俗稱水玻璃)和洗衣粉2g的比例配好溶 液，然后將它加入冷卻系，使發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)1h左右，最后放凈清洗液并用清 水沖洗幾次即可。鹽酸清洗法。取下節(jié)溫器，將冷卻水配成5%-8%的鹽酸溶液，再加入3g/L-4g/ L的緩蝕劑

10、(烏洛托平)，加熱至60C后加入冷卻系，然后啟動發(fā)動機，怠速運轉(zhuǎn) 1h左右，放出清洗液后用清水沖洗3-4次即可。其化學(xué)反應(yīng)為CaSO4+2HC1=CaCl2+H2 SO4CaCO3+2HC1=CaC12+CO2 5MgCO3+2HC1=MgC12+CO2 ?+H2O(此反應(yīng)極少)Mg(OH)2+2HC1=MgC12+2H 2O(此反應(yīng)極少)鹽酸本身具有去油垢能力，可使冷卻系清洗很干凈。加入一定量的緩蝕劑烏洛托 平，是使其吸附 在金屬表面形成一層薄膜，保護金屬免受腐蝕，并可分解鐵銹， 起到清除鐵銹的作用。氫氧化鈉清洗法。清除時間可按10L水加750g燒堿、150g煤油的比例配制清 洗液，注入水箱

11、并讓發(fā)動機運轉(zhuǎn)810h后放凈，另加清水運轉(zhuǎn)20min，一般情況 下水垢便可除去。其化學(xué)反應(yīng)為CaCO3+2NaOH=Ca(OH) 2+Na 2CO3CaSO4+2NaOH=Ca(OH)2+Na 2SO4以上生成物中，碳酸鈉、硫酸鈉易溶于水，氫氧化鈣渾濁而不沉淀，用清水可沖 洗掉。(7)鹽酸和氫氧化鈉交替清洗法。先用8%的鹽酸與水攪拌均勻后加入水箱，啟動發(fā)動機、溫度保 持在70C，運轉(zhuǎn)40min后放出清洗物;關(guān)閉水閥，加入8%的苛性鈉溶液，重新啟動發(fā)動機、運轉(zhuǎn)40min后放出全部清洗物;最后用清水進行沖 洗，直至放出的水變清后再將汽缸水套擋板拆下，清除沉淀的污垢。碳酸鈉清洗法。按10L水中加入純

12、堿1kg、煤油0.5kg的比例配好溶液，加入 冷卻系中浸泡10h左右，使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)0.5h，直至溶液沸騰時放出，最后用 清水沖洗3-4次即可。用除垢劑清洗。根據(jù)不同車型加入一定數(shù)量的除垢劑，啟動發(fā)動機運轉(zhuǎn)8h后 將溶液放出;再用清水反復(fù)沖洗，至冷卻水手感不滑為止，最后換上新水。使用上述清洗方法需要注意的是:給發(fā)動機除垢時應(yīng)注意所選的溶液一定要適合 水垢的性質(zhì)，且不會對缸體產(chǎn)生腐蝕。因此鋁合金缸體、缸蓋不能采用鹽酸、碳 酸鈉、氫氧化鈉清洗法，以免其表面 遭受腐蝕。應(yīng)采取磷酸三鈉、磷酸、硅酸鈉 清洗法才行;水套和散熱器水垢的清洗最好分開進行，以免缸體水套內(nèi)的鐵銹或 水垢堵塞散熱器水管、芯子。因此在不解體發(fā)動機清洗水垢時要時刻注意儀表盤 上的水溫表變化，若水溫超過95C時應(yīng)停止清洗，檢查散熱器是否被堵塞，并采 取一些補救措施；裝載機大修時