发动机水垢及其防治

1、发动机水垢及其防治龙岩铁路有限责任公司连庆勇摘要冷却水为保持发动机正常运转起很大作用，但水处理不好会形成水垢，若不及时 清除会造成发动机零部件损坏，油耗增加，功率减少。基于此，本文提出了水垢 的预防和几种清洗方法。关键词发动机 水垢 防治 清洗1问题的提出发动机工作时汽缸内的燃气温度可高达22002800K，工作循环的平均温度也有 970-1300K。与高温气体接触的零部件（如汽缸盖、缸套、活塞、气门等）将剧烈受 热。冷却系内添加冷 却水的作用就是将零件所吸收的热量及时散出，以使它们的 温度保持在正常工作范围内，保证发动机 的动力性和经济性、延长其使用寿命。 对多数水冷发动机而言，稳定工作状态

2、下最适宜的冷却水温度应保持在809 0C。工程机械在使用过程中，由于受现场环境限制，冷却水的补充经常不及时或者添 加的水一般是含有钙、镁离子等的硬水，致使发动机工作一段时间后冷却系产生 大量的水垢。判定发动机冷却系循环水道是否积垢，只要打开散热器加水口盖即可知道，若发 现其上水室较脏 或加水口处有水垢粘结，以及机械行驶中遇上坡时容易开锅、下 坡或停车后降温较慢，即可诊断为冷却系中沉积有相当多的水垢。2水垢引起的后果分析冷却系中的水垢一般为积聚在金属表面呈灰白色的碳酸钙、硫酸钙等物质。水垢 使冷却系金属内表面涂上一层隔热材料，导致散热条件恶化，降低了零部件的传 热效率（水垢的导热能力比同样厚度

3、的黄铜几乎相差100倍，比铸铁相差30倍左 右），从而在冷却系部件正常的情况下往往引起水温过高，造成发动机冷却不足， 可引发如下的故障:充气系数下降，混合气燃烧不正常，敲缸、自燃或爆燃， 造 成发动机功率下降。据资料介绍，当冷却水温从90C升到120C时，功率降低5%。 当水套壁水垢厚度达2mm（占冷却系总容量的6%）时，充气系数降低0.05，功率 降低2kw左右;缸盖、气门、缸套、活塞和活塞环等受热零件的热应力增大，气 门座变形、气门烧损，使缸盖鼻梁处产生热裂。我单位三 辆装载机半年就有一缸 盖产生裂纹，就是此原因造成的;各部机件润滑条件恶化，破坏了零件间的配合间 隙，加剧磨损或因受热膨胀卡

4、滞，损坏机件（如常见的活塞环拉缸、活塞裙部烧 结咬死等）;烧坏缸盖上的水道与油道的胶圈、缸套的防水胶圈;使机油受高温而加 速氧化，过早地劣化变质，造成润滑不良，容易烧瓦；水道变窄以至通道堵塞，使 局部温度升高;散热器芯子损坏，冷却强度降低，发动机工作条件恶化。3水垢形成的原因分析冷却系水垢的形成原因有两种:物理变化和化学变化。物理变化主要是指随着发动 机的温度升 高，硬水中的大量矿物质诸如硫酸钙之类呈过饱和状态析出，粘附在 冷却系内壁上而形成水垢;化学变化主要是指硬水中某些矿物盐和杂质随温度的升高而发生化学反应，形成难溶解物质而沉积于冷却 系内壁上。形成水垢的化学 反应为Ca(HCO3)2=C

5、aCO3 l+CO2T+H2OMg(HCO3)2=MgCO3 l+CO2f+H2O碳酸镁微溶于水后可继续与水反应，生成更难溶的氢氧化镁：MgCO3+H2O=Mg(OH) 2 l+CO2f(此反应很少)4预防水垢的对策4.1预防产生水垢的方法发动机冷却系水垢形成的根源在于水质问题，因此减少水源中的矿物质金属离子， 软化水质，是 防止和减轻水垢形成的关键所在。煮沸法。硬水烧开以后其中的矿物质会沉积下来，取上面的清洁水用作冷却水 加注到冷却系中，就可以减少水垢的形成数量。此方法简单，但不能使水彻底软 化。磁化法。将一些小块磁铁放进发动机的冷却系内，磁铁产生的磁场对冷却水有 磁化作用，磁 化水能减少水

6、垢的形成，并且能使原有的水垢逐渐消失。中建集团 公司的工程机械使用此方法，效果 很好。加入软化剂法。龙岩市锅炉检验所软化锅炉用水的物质为碳酸氢钠(小苏打)或 氢氧化钠(烧碱)，按每升硬水加0.51.5g碳酸氢钠或每升水加0.60.7g氢氧化钠 的比例添加软化剂，其离子方程式为碳酸氢钠法hco3-+h2o=h 2co3+oh-Ca2+2OH-=Ca(OH)2Mg+2OH-=Mg(OH)21氢氧化钠法Ca2+2OH-=Ca(OH)2Mg+2OH-=Mg(OH)21用防腐剂(重铭酸钾K2Cr2O 7)法。在冷却液中经常加注重铭酸钾，既能起到防 止水的腐蚀，也能减少水垢的产生。另外，如康明斯发动机规定

7、使用DCA冷却 液、卡特彼勒发动机规定使用加有防锈剂及防冻液的冷却液，都能起到防止穴蚀、 锈蚀、水垢及防冻作用。4.2水垢的清洗方法对使用中的发动机，清洗水垢前先拆去节温器，将水从正常水循环相反的方向 压入(即从出水管压入)冷却系，直到放出的水清洁为止。此方法极为简单，但很 难把水垢清洗干净。鉴于发动机水套的形状比较复杂，一般不宜用机械方法清除水垢，只能采用化 学方法除垢。水垢中的碳酸钙和硫酸钙等可用化学反应来予以消除。苏打(Na2CO3)和水玻璃(Na2SiO3)混合清洗法。按每升水中加入40g苏打和10g 水玻璃配好清洗液，然后灌入冷却系，发动机运转到出水温度60C以上，两小 时后停车，放

8、出清洗液。待发动机冷却后用清洁水清洗两次，排净后再灌入冷却 水，发动机运转使出水温度达到75C以上，停车放掉污 水，最后灌入新的冷却 水使用即可。磷酸三钠清洗法。先拆下节温器，向水箱加入事先配好的磷酸三钠溶液(按每升 冷却水加10%的磷酸三钠溶液5080ml比例)，然后启动发动机，运转十几分钟 后停机不用;经过一晚上后放掉冷却液;再加同样用量的磷酸三钠溶液(做法同前)，如此重复几次，最后将冷却系溶液放出，并用清水冲洗 两次，水垢即可消 除。其化学反应为3CaCO+2NaPO=Ca JPO4；+3Na CO.3432233CaSO+2NPO=Ca JPO4；+3Na SO,3432243Mg(O

9、H)2+2Na3PO4 =Mg3(PO4)2 ；+6NaOH以上生成物中钠盐易溶于水，磷酸钙疏松易冲洗掉，磷酸镁则象泥渣一般极易冲 击。这种方法对缸体不会有腐蚀，因此适用于一切发动机，且清洗效果较理想。磷酸清洗法。在每升水中加入100g磷酸和50g铭酎，搅拌后注入水箱中，浸 泡1h后启动发动机，运转20min，放净清洗液并用清水冲洗几次即可。硅酸钠清洗法。按每升水加15g硅酸钠(俗称水玻璃)和洗衣粉2g的比例配好溶 液，然后将它加入冷却系，使发动机正常运转1h左右，最后放净清洗液并用清 水冲洗几次即可。盐酸清洗法。取下节温器，将冷却水配成5%-8%的盐酸溶液，再加入3g/L-4g/ L的缓蚀剂

10、(乌洛托平)，加热至60C后加入冷却系，然后启动发动机，怠速运转 1h左右，放出清洗液后用清水冲洗3-4次即可。其化学反应为CaSO4+2HC1=CaCl2+H2 SO4CaCO3+2HC1=CaC12+CO2 5MgCO3+2HC1=MgC12+CO2 ?+H2O(此反应极少)Mg(OH)2+2HC1=MgC12+2H 2O(此反应极少)盐酸本身具有去油垢能力，可使冷却系清洗很干净。加入一定量的缓蚀剂乌洛托 平，是使其吸附 在金属表面形成一层薄膜，保护金属免受腐蚀，并可分解铁锈， 起到清除铁锈的作用。氢氧化钠清洗法。清除时间可按10L水加750g烧碱、150g煤油的比例配制清 洗液，注入水箱

11、并让发动机运转810h后放净，另加清水运转20min，一般情况 下水垢便可除去。其化学反应为CaCO3+2NaOH=Ca(OH) 2+Na 2CO3CaSO4+2NaOH=Ca(OH)2+Na 2SO4以上生成物中，碳酸钠、硫酸钠易溶于水，氢氧化钙浑浊而不沉淀，用清水可冲 洗掉。(7)盐酸和氢氧化钠交替清洗法。先用8%的盐酸与水搅拌均匀后加入水箱，启动发动机、温度保 持在70C，运转40min后放出清洗物;关闭水阀，加入8%的苛性钠溶液，重新启动发动机、运转40min后放出全部清洗物;最后用清水进行冲 洗，直至放出的水变清后再将汽缸水套挡板拆下，清除沉淀的污垢。碳酸钠清洗法。按10L水中加入纯

12、碱1kg、煤油0.5kg的比例配好溶液，加入 冷却系中浸泡10h左右，使发动机怠速运转0.5h，直至溶液沸腾时放出，最后用 清水冲洗3-4次即可。用除垢剂清洗。根据不同车型加入一定数量的除垢剂，启动发动机运转8h后 将溶液放出;再用清水反复冲洗，至冷却水手感不滑为止，最后换上新水。使用上述清洗方法需要注意的是:给发动机除垢时应注意所选的溶液一定要适合 水垢的性质，且不会对缸体产生腐蚀。因此铝合金缸体、缸盖不能采用盐酸、碳 酸钠、氢氧化钠清洗法，以免其表面 遭受腐蚀。应采取磷酸三钠、磷酸、硅酸钠 清洗法才行;水套和散热器水垢的清洗最好分开进行，以免缸体水套内的铁锈或 水垢堵塞散热器水管、芯子。因此在不解体发动机清洗水垢时要时刻注意仪表盘 上的水温表变化，若水温超过95C时应停止清洗，检查散热器是否被堵塞，并采 取一些补救措施；装载机大修时