發(fā)動(dòng)機(jī)水泵機(jī)械密封工作原理及漏水故障分析

摘 要：長(zhǎng)期以來，發(fā)動(dòng)機(jī)水泵機(jī)械密封漏水問題頻發(fā)，這使得我們需要深入研究發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的機(jī)械密封工作原理。通過分析市場(chǎng)中發(fā)生的水泵漏液故障問題，研究人員可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上很多水泵的漏液原因都存在錯(cuò)誤判斷。對(duì)此，我們要深入分析發(fā)動(dòng)機(jī)水泵機(jī)械密封的工作原理，借助漏液痕跡得出水泵漏水的根本原因，并提出富有針對(duì)性且切實(shí)可行的解決措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)水泵;機(jī)械密封;工作原理;漏水故障

從汽車售后市場(chǎng)的實(shí)際情況可以了解到，發(fā)動(dòng)機(jī)水泵漏水問題十分頻繁，是一種非常普遍的故障。但是，在具體檢測(cè)和分析漏水故障的根本原因時(shí)，還發(fā)現(xiàn)一部分水泵實(shí)際上并不存在漏水問題，這表明了一部分售后人員錯(cuò)誤地進(jìn)行了漏水檢查工作并據(jù)此作出了錯(cuò)誤的判斷，間接證明許多汽車售后工作人員對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)水泵機(jī)械密封的工作原理還不夠了解。由此可見，研究這一問題有著非常大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)水封概述

1.1水封的概念

從本質(zhì)上看，水封還是一種軸封裝置。但是，他同時(shí)也是一種液體型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械密封，能夠借助兩個(gè)與傳動(dòng)軸相垂直的密封端面實(shí)現(xiàn)水泵的密封，從而也可以被稱為端面密封[1]。一般而言，水封能夠在不少于一對(duì)垂直的旋轉(zhuǎn)軸線的端面在液體壓力、補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的彈力的作用下，與輔助密封器件相結(jié)合，始終貼合并保持一定的滑動(dòng)性，從而發(fā)揮出防止液體泄露的效果。

1.2水封的工作原理

通常而言，水封一般由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、傳動(dòng)軸、推環(huán)、補(bǔ)償彈簧、傳動(dòng)座等各個(gè)部件共同構(gòu)成[2]。在水泵的運(yùn)行過程中，傳動(dòng)軸能夠借助傳動(dòng)座、推環(huán)來推動(dòng)動(dòng)環(huán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)靜環(huán)則保持固定，并依賴于介質(zhì)壓力、彈簧力來確保動(dòng)靜環(huán)之間的密封端面始終保持緊密的貼合，從源頭上防止水泵漏水。如果動(dòng)靜環(huán)的表面摩擦副磨損過多，就必須要借助彈簧實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。為了避免介質(zhì)在動(dòng)環(huán)和軸之間泄露出來，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)處還必須裝置密封圈來防止介質(zhì)在靜環(huán)、端蓋的結(jié)合處發(fā)生泄露。

2 水泵端蓋工藝孔的功能

仔細(xì)觀察汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵可以發(fā)現(xiàn)，水泵端蓋都有一個(gè)工藝孔，這個(gè)孔其實(shí)又叫做蒸發(fā)孔或者溢流孔，是為蒸發(fā)水分或者機(jī)泵內(nèi)部水過多而方便其流出來的裝置。在水泵運(yùn)行過程中，水封和傳動(dòng)軸之間會(huì)因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生大量的熱量，這會(huì)對(duì)水封的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，縮短水封的使用壽命。為了盡可能地延長(zhǎng)其使用壽命，由此就設(shè)計(jì)了一個(gè)工藝孔[3]。一部分的冷卻液蒸汽可以通過這個(gè)孔排出來，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，并延長(zhǎng)水封的使用壽命。另外，在使用過程中，如果彈簧受到了其他部件的沖擊，彈簧彈力就會(huì)發(fā)生變化，這會(huì)使得動(dòng)靜環(huán)在短時(shí)間內(nèi)瞬間分開，可以幫助動(dòng)靜環(huán)摩擦表面泄露的冷卻液從這個(gè)孔流出來，避免發(fā)生二次泄露問題。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，從工藝孔流出的液體的速度應(yīng)小于0.03毫升/每小時(shí)。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)水泵漏水故障情況

借助舉升機(jī)將車輛升高后，仔細(xì)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)水泵安裝端可以發(fā)現(xiàn)，如果存在冷卻液泄露痕跡或者液滴時(shí)，尤其是有很明顯的冷卻液痕跡時(shí)，不能輕易就認(rèn)為這是水泵損壞導(dǎo)致的漏液?jiǎn)栴}，盲目更換水泵。此時(shí)，要使用干凈的抹布擦拭痕跡處，然而再進(jìn)行觀察，如果抹布沒有濕潤(rùn)或者只有小部分潮濕，則可以判斷出此前的漏液痕跡是因?yàn)槔鋮s液蒸發(fā)留下的，冷卻液從工藝孔蒸發(fā)排出后就會(huì)凝結(jié)成小水滴附著在水泵或者發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上，從而形成所見的泄露痕跡。當(dāng)然，如果能清晰地看到有露珠大小的液滴，也應(yīng)先擦拭干凈，隨后將車輛啟動(dòng)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作10分鐘左右，看是否還有液滴。如果有，則表明發(fā)動(dòng)機(jī)水泵存在漏液需要更換。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)水泵漏水故障原因

通常情況下，造成水泵漏液主要有兩大原因，一類就是水泵和發(fā)動(dòng)機(jī)安裝的結(jié)合面密封的不夠嚴(yán)實(shí)，有一定的縫隙從而導(dǎo)致漏水。另一類就是水泵本體的水封和碗型塞的密封之間密封不夠嚴(yán)實(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致漏水問題發(fā)生。這兩種原因所導(dǎo)致的漏水問題都可以通過觀察水痕來發(fā)現(xiàn)，并能夠準(zhǔn)確地判斷出究竟是何種漏水情況。進(jìn)而提出有針對(duì)性的解決方案。

4.1結(jié)合面漏水問題

對(duì)于結(jié)合面的漏水問題的檢查一般而言較為簡(jiǎn)單，只需觀察水泵、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝結(jié)合處是否存在液滴即可實(shí)現(xiàn)。液滴一般存在于結(jié)合面以下，能夠形成較大的線狀漏痕，且泄漏量一般非常大。此種漏水問題只需要拆卸水泵，對(duì)密封或者水泵殼體的密封檢查就可以發(fā)現(xiàn)，處理也比較方便，只需要更換密封或者水泵總成即可。

4.2水泵本體漏水

水泵本體漏水有兩方面的原因，一是碗型塞密封得不夠嚴(yán)實(shí);一是水封密封得不夠嚴(yán)實(shí)。就碗型塞密封不嚴(yán)實(shí)而言，可以借助觀察水泵的碗型塞的上部是否有漏液痕跡來發(fā)現(xiàn)問題。如果存在漏液痕跡，就可以判斷出不是因?yàn)橥胄稳芊獠粐?yán)所導(dǎo)致的問題[4]。相反，如果不存在漏液痕跡，則可以將漏水的原因鎖定在碗型塞之上。在具體檢查時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)碗型塞的安裝方式、尺寸、特性以及安裝孔的大小特性進(jìn)行逐一排除。針對(duì)性的解決措施主要是直接更換水泵總成。就水封密封不嚴(yán)而言，有可能是水封內(nèi)表面和傳動(dòng)軸的表面結(jié)合處密封得不嚴(yán)，也有可能是水封的外表面和殼體傳動(dòng)軸安裝孔的內(nèi)表面密封的不夠嚴(yán)實(shí)。在判斷這類問題時(shí)，可以觀察水泵殼體四周或發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件上是否有防凍液的痕跡，一般呈點(diǎn)狀或線狀分布，一旦發(fā)現(xiàn)這兩種形狀的漏痕，一般就是水封密封不嚴(yán)。如果在發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸上發(fā)現(xiàn)線狀漏痕，則一般是水泵、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝結(jié)合面的密封發(fā)生損壞。對(duì)此，也要更換水泵總成加以處理。

5 結(jié)語

綜上所述，漏水是發(fā)動(dòng)機(jī)水泵機(jī)械密封不嚴(yán)的常見問題，實(shí)踐中許多工作人員對(duì)該問題的分析還存在部分偏差，對(duì)此，必須要深入認(rèn)識(shí)水泵機(jī)械密封的工作原理，找準(zhǔn)漏水原因，并有針對(duì)性地解決故障，整體性地保障水泵和發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，為客戶獲得良好的用車體驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王成，芮曉光，芮延年.高壓消防水泵磁流體與機(jī)械動(dòng)靜態(tài)復(fù)合密封技術(shù)的研究[J].現(xiàn)代制造工程，2021（02）：152-158.

[2]郭輝.水泵機(jī)械密封技術(shù)故障的原因分析及處理措施探討[J].電力設(shè)備管理，2021（01）：98-100.

[3]張曉光，楊秀敏，劉強(qiáng).核電廠主給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水故障原因分析與處理[J].核動(dòng)力工程，2020，41（S2）：171-174.

[4]杜海龍，李堯賓，陳杰，王瑞平.發(fā)動(dòng)機(jī)水泵機(jī)械密封工作原理及漏水故障分析[J].內(nèi)燃機(jī)，2019（04）：34-35.

作者簡(jiǎn)介：

徐曉東（1987—），男，漢族，廣東揭陽人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：機(jī)械/汽車設(shè)計(jì)。

（廣東天誠密封件股份有限公司，廣東 揭陽 522000）