船舶柴油機冷卻系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)

劉紅亮 羅雙泉

目前，柴油機是船舶的主要動力裝置之一，如何加強對船舶柴油機冷卻系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)，已成為各單位裝備建設中研究的新課題。下面，筆者就船舶柴油機冷卻系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)談一些粗淺看法。

一、船舶柴油機的設計特點

從結構設計、工作條件等角度來看，船舶柴油機的設計特點有以下三個方面：

一是強化程度高，氣缸爆發(fā)壓力高，輸出功率大，燃燒產(chǎn)生的熱量多，冷卻系統(tǒng)負荷大：

二是濕式氣缸套，發(fā)動機缸徑大，剛性差，工作時缸套外表面和冷卻頻繁接觸，振動頻繁且劇烈：

三是工作條件差，工作頻率高，可靠性及耐久性要求高。

這些特點決定了船舶柴油機需要對其冷卻系統(tǒng)進行不同于其他一般發(fā)動機的特別維護和保養(yǎng)。

二、冷卻系統(tǒng)對冷卻液的要求

船舶柴油機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液應有良好的質(zhì)量，需含有適當數(shù)量優(yōu)質(zhì)、高效的化學添加劑（以抑制和防止冷卻系統(tǒng)零部件腐蝕和穴蝕、積垢等），并能基本濾除諸如芯砂、沉淀物、油泥、灰塵、腐蝕產(chǎn)物、磨損的密封件碎片等雜質(zhì)。具體要求為：

（一）防穴蝕（或點蝕）

穴蝕是快速運動或振動的表面或其附近因為壓力和濕度變化而引起的高壓真空小氣泡突然破裂而發(fā)生的一種剝離金屬材料表面層的腐蝕現(xiàn)象，是機械式和腐蝕式破壞的共同體現(xiàn)，穴蝕影響水泵軸、水泵殼體、缸套、調(diào)溫器等正常工作。缸套和水泵葉輪的穴蝕，進一步增加了冷卻液對零部件的腐蝕速度。因此，船舶柴油機冷卻液中必須加入防穴蝕的添加劑，以便在鑄鐵零件、鋼制零件等表面形成一種薄的、致密的而且很堅韌的薄膜狀保護層（膜），使缸套、水泵葉輪等零件免遇穴蝕破壞。

（二）防腐蝕作用

柴油機冷卻系統(tǒng)中，經(jīng)常使用諸如銅、鑄鐵、鋼、鋼制零部件和焊錫等多種金屬，這些金屬在不同的冷卻液中受到不同程度的腐蝕。因腐蝕作用而引起的腐蝕產(chǎn)物會堵塞冷卻液通道，并淀積于傳熱零件表面，引起零部件過熱，惡化熱傳導，降低冷卻系統(tǒng)的傳熱效率，并引起許多零部件的不必要的更換。因此，冷卻液必須具有防腐蝕作用。

（三）防垢作用

水中的鈣鹽、鎂鹽及其它化學物質(zhì)在熱的柴油機冷卻液中會沉淀并沉積于傳熱表面，形成積垢；另外，冷卻液中的添加劑的濃縮物和分解物等也會形成積垢。積垢破壞了熱傳導，削弱了冷卻系統(tǒng)的傳熱效率。導致不均勻的熱量分布，引發(fā)“熱點”，引起缸蓋等零部件的炸裂，加速了引起發(fā)動機損壞的主要因素即活塞環(huán)的磨損，刮傷缸套和活塞、燒壞氣門，適當?shù)姆拦竸┛梢砸种坪头乐沟V物質(zhì)、泊泥、消耗的添加劑等沉積于傳熱表面。因此要求冷卻液必須含有適量的防垢劑。

（四）防泡和消泡作用

在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中，當冷卻液循環(huán)過程中存在大量氣泡時，由于氧氣存在而引起氧化腐蝕：氣泡還會使液體導熱性能、水泵工作壓力下降，對發(fā)動機冷卻、傳熱極不利，而且空氣中應有一種消泡和防泡劑。在發(fā)動機工作過程中，不斷消除、抑制冷卻液中產(chǎn)生的空氣泡或泡沫。

三、冷卻系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)

（一）對冷卻水、防凍液和清洗劑的要求

1.冷卻水的要求

柴油機常用的冷卻水有泉水、河水、湖水、井水和自來水等，這些水的成分、清潔程度和礦物質(zhì)含量等不盡相同，對發(fā)動機的負面作用也不一樣。水中的氯化物和硫化物會增加缸套和鋁合金的穴蝕以及鋼、鑄鐵和鋁的腐蝕速率：硫化物及硬水（鈣鹽和鎂鹽）在傳熱表面引起沉淀，硬度過高，不僅將引起化學添加劑沉淀，還會引起冷卻系統(tǒng)零件水側形成積垢，這種垢物質(zhì)是一種影響零件傳熱能力、引起“熱點”的垢物，嚴重時還會引起缸蓋、噴油器等零件炸裂、氣門燒壞等等。

2.防凍液的要求

在氣溫低于0℃的地區(qū)，應該在冷卻液中使用有效的防凍液。這樣，不但有利于提高發(fā)動機冷卻液的沸點，還有利于防止發(fā)動機冷卻液開鍋。

一般選擇水與乙二醇的混合液作為發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的防凍液。因為乙二醇可以與水無限制的混合；二是乙二醇可以提高發(fā)動機冷卻液的沸點，對避免柴油機開鍋有利，可以大大提高設備的工作效率：三是乙二醇比較安全，其揮發(fā)量小，可以回收利用，反復使用比較節(jié)約。

3.清洗劑的要求

常用的清洗劑有堿性清洗劑和酸洗清洗劑兩種，主要有乙二醇（草酸）、碳酸氫鈉和硫酸、鹽酸等。其中堿性清洗劑可以清除冷卻系統(tǒng)中的硅凝膠，“錫花”和油渣等，酸性清洗劑則用于清洗冷卻系統(tǒng)中較厚的油泥等。

（二）冷卻系統(tǒng)的凈化

新柴油機使用前或柴油機大修后，應對冷卻系統(tǒng)進行清洗，并檢查冷卻系統(tǒng)各零部件的密封情況，確保冷卻系統(tǒng)清潔又密封。

冷卻系統(tǒng)凈化后，即可根據(jù)所使用的柴油機的冷卻系統(tǒng)容量向冷卻系統(tǒng)加入適量的軟化水或去離子水，待水滿后，再開機運轉(zhuǎn)約五分鐘，以完全排除殘存在冷卻系統(tǒng)中的空氣，之后再向冷卻系統(tǒng)加水至規(guī)定的容量或水位。

（三）使用中的柴油機冷卻系統(tǒng)維護和保養(yǎng)

冷卻液中的化學添加劑隨著柴油機工作時間的延長，不斷地被消耗和稀釋，冷卻液中添加劑濃度也在不斷地降低，因此對冷卻系統(tǒng)必須進行定期的維護和保養(yǎng)。

在船舶柴油機的的第一次常規(guī)保養(yǎng)（或更換機油）時，必須將水濾器預加芯子更換或換成水濾器工作（或維修）芯子。在以后的每一次常規(guī)保養(yǎng)檢查時，都要換裝水濾器工作（或維修）芯子。但是，如在水濾器芯子更換期中間向冷卻系統(tǒng)加入了配制的冷卻液，則應使用水濾器預加芯子進行更換：或者每一次放完冷卻系統(tǒng)時，應安裝水濾器預加芯子。

（四）定期清洗冷卻系統(tǒng)

柴油機在使用過程中，其冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)下列問題：

一是變質(zhì)，即引起防凍液中的乙二醇化學變質(zhì)成為有機酸。

二是化學添加劑沉淀。即冷卻液中的化學添加劑在完成應該完成的作用后并未消失，而是在冷卻液中沉淀出來。

三是污染。即泄入冷卻液中的機油和燃燒廢氣會污染柴油機冷卻液。

四是礦物質(zhì)濃度升高。

因此，不能無限期的使用已加入柴油機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液。正常情況下，就經(jīng)濟角度而言，一般推薦柴油機冷卻液使用一年。對于一個經(jīng)過濾清和定期維護保養(yǎng)的冷卻液，一般推薦使用兩年時間。