特车泵修理中级工技能操作6第六章排除特车泵故障_pdf

1、第六章 排除特车泵故障第一节 分析特车泵故障特征 一、学习目的根据特车泵故障特征 , 分析产生故障的原因 , 采取正确的修理方法。二、故障分析、判断(1) 采用听、看、闻、摸和必要时拆卸检查的方法 , 判断故障的类型及发生故障的部位和原因。(2) 正确分析故障外表特征 :工作反常 : 转速变化异常 , 运转振动过大 , 自动停机 , 再启动困难或不能启动。响声反常 : 特车泵在运转时有刺漏声、喘啸声和金属敲击声等。气味反常 : 有焦味、烟味和臭味等。温度反常 : 散热器温度过高 , 动力端机体过热 , 润滑油温度过高等。外观反常 : 有滴漏液、冒烟、漏油、刺漏液等现象。三、注意事项分别在特车泵

2、低负荷和高负荷情况下进行检查 , 并注意安全。四、相关知识发动机的工作原理和构造 特车泵的动力源是发动机。发动机将燃料的热能转变为机械能。根据所用燃料种类来区分 , 有汽油发动机 ( 也叫汽油机 ) 和柴油发动机 ( 也叫柴油机 ) 两类。汽油机是先将汽油和空气在化油器内混合成可燃性混合气 , 再进入气缸并加以压缩 ,然后用电火花点火 , 使混合气燃烧发热而做功。柴油机是通过喷油泵和喷油器将柴油喷入气缸 , 再与在气缸内压缩后的空气混合 ,使之在高温、高压下自燃而做功。根据冷却方式不同来区分 , 发动机可分为水冷式和风冷式 ; 根据气缸数不同可分为单缸和 多缸 ; 根据气缸排列形式可分为直列式

3、、卧式、 V 字式等。( 一 ) 四行程发动机的工作原理 ( 如图 6-6-1 所示 )活塞顶离曲轴中心最远处 , 即活塞最高位置 , 称为上死点 ; 活塞顶部离曲轴中心最近处 , 即活塞最低位置 , 称为下死点。上、下死点间的距离称为活塞行程S; 曲轴与连杆下端的连接中心到曲轴中心的距离称为曲轴半径 R。对于气缸中心线通过曲轴中心的发动机 , 活塞行程 S 等于曲柄半径 R 的两倍。活塞从上死点到下死点所扭过的容积称为气缸工作容积或气缸排量 , 用 Vn表示。多缸 发动机各气缸工作容积的总和 , 称为发动机工作容积或发动机排量 , 用 VL表示 。D3VL=3 S i4×10式中

4、D 一一气缸直径 , cm;205S 一一活塞行程 ,cm;i 一一气缸数。四行程发动机的工作循环包括 4 个活塞行程 , 即进气行程、压缩行程、燃烧和做功行程及排气行程。图 6-6-2 为四行程柴油机工作过程。1. 进气行程发动机在进气行程中 , 进气门开启 , 排气门关闭。活塞从上死点向下死点移动 , 活塞上方气缸的容量增大 , 使气缸内的压力降低到大气压力以下 , 即在气缸中形成真空吸力。这样可燃混合气体 ( 汽油机 ) 或新鲜空气 ( 柴油机 ) 经气管道和进气门被吸入气缸。2. 压缩行程在压缩行程中 , 进、排气门全部关闭 , 活塞由下死点向上移动 , 使其容积缩小 , 压缩可燃气或

5、新鲜空气 , 使其比重加大 , 温度升高。压缩前气缸中气体的最大容积 V a与压缩后的最小容积 V C之比称为压缩比 , 即 : = V a/ V C压缩比越大 , 在压缩的最后阶段混合气的温度和压力愈高 , 燃烧速度也愈快 , 因而发动机发出的功率愈大 , 经济性愈好。但压缩比过大时 , 不仅不能进一步改善燃烧情况 ,反而会出现一206 一暴燃和表面点火等不正常燃烧现象.3. 做功行程在这个行程中 , 进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上死点时 , 在汽油机中 , 装在气缸盖上的火花塞即发出电火花 , 点燃被压缩的可燃混合气 , 可燃混合气燃烧后放出大量热能 , 高温高压的燃气推动活塞从上死点向

6、下死点运动 , 通过连杆使曲柄旋转并输出机械能。在柴油机中 , 柴油经喷油泵加压 , 通过喷油器喷入气缸 , 由于柴油机压缩比高 ,经活塞压缩的空气温度大大超过柴油自燃温度 , 故柴油喷入后在很短的时间内与空气混合后便自行发火燃烧而做功。4. 排气行程做功行程后 , 燃料燃烧产生的废气必须从气缸中排除 , 这时排气门开启 , 靠废气的压力进行自由排气 , 活塞到达下死点后再向上死点移动时 , 继续将废气强制排到大气中 ,活塞到达上 死点时 , 排气行程结束。由于燃烧室占有一定容积 , 因此在排气时不可能将废气排尽 , 这部分留下的废气称残余废气。综上所述 , 四行程发动机经过进气、压缩、燃烧做

7、功、排气 4 个行程 , 完成一个工作循环。这期间活塞在上、下死点间往复移动了四个行程 , 曲轴也相应旋转了两周。( 二 ) 发动机的构造一台发动机是由若干机构、总成和零部件组成的。目前 , 往复活塞式发动机种类繁多 ,结构复杂 , 但总体构造均包括两大机构和五大系统。两大机构即机体曲柄连杆机构、配气机构 ; 五大系统为供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统及启动系统。柴油机区别于汽油机的是供油系统和点火系统。柴油机燃料混合气为加压自燃式 , 无需 点火装置。目前大功率柴油机的油量供给、转速、动力输出等控制与操作基本实现电气控制 , 所以称为电气系统。这里以上海柴油机厂的 12V135AQ 柴

8、油机为例 , 来说明各种机构和零部件。1. 机体组件机体即是柴油机各机构、各系统的装配主体 , 其本身的好多部分又是有关机构和系统的组成部分。机体组件主要包括气缸盖、气缸体、缸套和油底壳等 , 是柴油机重要的基础件。2. 曲柄连杆机构柴油机通过曲柄连杆机构将活塞的直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。曲柄连杆机构包括活塞连杆组、曲轴、飞轮和扭转减震器等 , 是柴油机的主要组成部分。1) 曲轴曲轴由墨铁制成 ,12V135 曲轴为组合式 , 主要由前轴、曲柄、主轴承等组成 , 在大多数国产发动机来中 , 曲轴一般做成整体式 , 如图 6-6-3 所示。2072）活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞

9、环、活塞销、连杆等机件组成，如图6-6-4所示。(1) 活塞。活塞的主要作用是承受气缸中气体压力产生的作用力 , 并将此力通过活塞销传给连杆 , 以推动曲轴旋转 , 活塞顶部与气缸壁共同组成燃烧室。发动机的活塞顶部形状多种多样 ( 如图 6-6-5 所示 ) , 其具体形状、位置和大小都必须与柴油机混合气的形成或燃烧要求相适应。(2) 活塞环。活塞环包括气环和油环。气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封 , 同时还将活塞顶部的部分热量传到气缸壁 , 再由冷却水或空气带走。油环的作用是去除气缸壁上多余的机油 , 并在气缸壁上铺涂一层均匀的机油膜 , 以减少摩擦阻力 , 同时油环还起到封气的辅助作用

10、。3. 配气机构配气机构包括进气门、排气门、气门挺杆、凸轮、气门推杆、摇臂和配气正时齿轮等。配气机构的作用是定时开闭进、排气门 , 使空气及时充入气缸 , 并及时从气缸中排出废气。208 一为了使发动机正常工作 , 在气门与其传动机构中留有适当的间隙 , 以补偿气门受热后的膨胀量 , 这一间隙通常称为气门间隙。气门间隙一般由发动机制造厂根据试验确定。4. 供给系统(1) 进、排系统。包括空气滤清器、进气管、排气管和消声器等。柴油机增压器或废气净化装置也属此系统口进、排系统的作用是将空气进行滤清和增压 , 合理地供给各个气缸 ,并将燃烧过的废气从发动机内排出。(2) 燃料供给系统。包括喷油泵、喷

11、油器、输油泵、燃油滤清器和调速器等 , 燃料供给系统的作用是将洁净的燃油定时、定量地喷入燃烧室 , 为燃烧创造必要条件。5. 冷却系统冷却系统由水泵、散热器、风扇、节温器等组成 , 冷却系统的作用是利用冷却介质 ( 水或空气 ) 将高温零件的热散到大气中去 , 以保证发动机能正常工作。柴油机有水冷却和风冷却两种形式。水冷却的主要优点是冷却均匀可靠 , 有可能强化发动机的工作性能 , 缸体可采用整体结构 , 该结构布置紧凑 , 刚度好 , 有较低的制造成本 , 噪音、热 应力、产生局部热点的机会少。主要缺点是结构复杂 , 易出现漏水、冷裂等事故。目前大马力柴油机多采用水冷系统。风冷系统的主要优点

12、是使用和维护方便 , 由于元冷却水 , 故元漏水、冻裂等情况发生 , 可在较宽松的环境温度范围内工作 , 适用于严寒、酷热和缺水地区。主要缺点是冷却不可靠 , 消耗功率大 , 噪音大 , 热负荷高 , 最大功率受到限制。6. 润滑系统润滑系统包括机油泵、限压阀、集滤器、润滑油道、机油粗滤器和机油精滤器等。润滑系统的作用是将润滑油供给摩擦件 , 减少阻力 , 减轻磨损 , 冷却机件 , 清洗摩擦表面等。曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大 , 需要以一定压力将机油输送到其摩擦面间隙中 , 才能形成泊膜 , 保证润滑 , 这种润滑方式称为压力润滑。同时 , 发动机工作时运

13、动零件飞溅起来的油滴或油雾也可润滑摩擦表面 , 这种润滑方式称飞溅润滑。 飞溅润滑可润滑载荷较轻的气缸壁、凸轮表面、挺柱等。发动机运转时的润滑方式由压力润滑和飞溅润滑同时完成。一209 一7. 启动系统启动系统由电瓶电源、启动机和一些附属装置 ( 包括低温预热装置 ) 等组成。第二节 处理液力端常见故障 一、学习目的正确分析故障原因 , 掌握处理故障的方法。二、准备要求普通工具和检修泵专用工具各 1 套。SJX520/TJC16 型 (SNC35-16 II ) 水泥车 1 台 。三、操作步骤(1) 分析故障原因 , 利用看、摸、听、闻等检查方法判断故障的类型及部位。(2) 根据判断结果排除故

14、障。四、注意事项实践证明 , 了解设备结构、原理及性能对判断故障极为重要。找到故障的根源 , 排除故障的关键是准确判断 , 解决问题的办法就是我们常用的紧固、调整、润滑、清洗、添油和加水 , 更换或修复已损坏的零部件。五、相关知识( 一 ) 特车泵常见故障特点特车泵由于使用条件复杂 , 转速、温度、载荷、润滑等条件都在工作中不断发生变化 ,这样不可避免地会出现各种各样的故障。从外表观察 , 常见故障表现出以下几个特征 :(1) 工作反常。启动困难 ; 转速异常 ; 运转振动过大 ; 自动停机。(2) 外观反常。有漏油、滴漏液、冒烟、刺漏液等。(3) 响声反常。特车泵动力端或液力端及附属机构有金

15、属敲击声、刺漏声、喘啸声等。(4) 气味反常。有臭味、焦味、烟味等。(5) 温度反常。动力端机体过热 ; 润滑油温度过高 ; 散热器温度过高等。( 二 ) 液力端的常见故障1. 吸入压力低(1) 原因 :吸入水头过低 ;供液泵容量过小 ;液体流阻过大 ;仪表失准。(2) 措施 :适当提高供液面 ;提高供液泵的速度 ;从吸入管线移去节流装置 ;校对好仪表或更换新仪表。2. 排出压力低(1) 原因 : 发动机转速达到要求且动力端正常的情况下 , 若发现泵的排出压力过低时 :一210 一首先应排除地面管路、井口管道及井下管路故障 ;用六角扳手卸下吸入盖止动螺母 , 用带丝扣的锤击式拉力器卸下吸入盖

16、, 检查泵弹簧是否断裂 , 泵阀是否卡住 ;取出泵阀 , 检查泵阀及阀座是否磨损 , 其阀密封胶皮是否被刺坏 ;柱塞密封是否磨损 ;压力表是否不准。(2) 措施 :排除地面管理、井口管道及井下管路故障 ;及时更换阀体及阀座总成 ;更换阀弹簧 , 扶正阀体及除去支持物 ; 从吸入管线移去节流装置 , 增加供给液面 ; 增加供液泵速度及提高供液泵压 ; 降低特车泵速度即冲次 ;更换柱塞或盘根 ;及时校对或更换压力指示表。3. 液体敲击 , 排出管线振动(1) 原因 :液体敲击即走空泵 , 说明空气进入吸入管线或供液泵 ;吸入稳压器的液体中含有气体 ;排出液体脉动节流排出管线时元支撑 , 造成悬空。

17、(2) 措施 :修理吸入管线 ;修理或更换节流装置 ;增加支架 , 防止管线悬空 , 拧紧或更换柱塞盘根压帽或密封 , 修理或重新平衡吸入稳定器 , 排出吸入稳压器中的空气。4. 泵头刺漏(1) 原因 :阀盖或缸头松动 ;垫片磨损 ;缸头压体密封圈损坏 , 或缸头压体安装不正 ;密封表面磨损。(2) 措施 :上紧阀盖及压体 ;更换垫片 ;重新安装缸头压体或更换阀盖及缸头 ;修复液力端密封表面。5. 阀件寿命短(1) 原因 :高压含砂液的冲刷 ;泵阀密封不严 , 泵不能充满 ;液体中有空气 , 走空泵 ;脉动节流严重 ;211泵送介质腐蚀性大 , 施工完后没有及时冲洗泵腔 , 阀密封胶体损坏 ;

18、阀胶皮低于阀体接触面。(2) 措施 :过滤液体中的杂物 ;更换断裂的阀弹簧 ;更换磨损的阀体导向装置 ;更换磨损的阀体、阀座 ; 排除节流装置的故障 ;施工完毕应及时冲洗泵腔 , 防止过早被腐蚀 ;选用合适的密封胶皮。6. 液力端有周期性敲击声(1) 原因 :柱塞弹性杆没有上紧 ;弹性杆端面与十字头伸出杆端面和柱塞两端面留有间隙 , 在柱塞往复运动中 , 因周期性的碰撞而产生敲击声。(2) 措施 :检查柱塞弹性固紧情况 , 上紧弹性杆 ;停泵 , 转动泵曲轴 , 使柱塞移到前端死点 , 再转动曲轴 , 能发现柱塞与十字头伸出杆端面有间隙出现 , 找出原因后上紧弹性杆 , 若无法上紧 , 应调整

19、弹性杆长度。工作时 , 发现柱塞与十字头伸出端面渗出液体 , 可以确定也是弹性杆没有上紧所致。第三节 处理动力端常见故障 一、学习目的正确分析故障原因 , 掌握处理液力端常见故障的方法。二、准备要求(1) 常用工具和检修泵专用工具各 1 套。(2) SJX520/TJC16 型 (SNC35-16 II ) 水泥车 1 台。三、操作步骤(1) 检查泵的旋转方向 , 检查泵活塞、柱塞、拉杆、连杆、轴承压盖等是否有松动 ,十字头孔、十字头销、十字头销衬套、曲轴、曲轴销、轴承等是否磨损。(2) 修正旋转方向 , 调整、紧固松动部位 , 更换或修复磨损的零部件。(3) 试运转。四、相关知识( 一 )

20、动力端的常见故障动力端异常主要是出现异常响声。(1) 原因 :泵的旋转方向相反 ;活塞、连杆、柱塞、十字头、连杆盖、轴承盖或壳松动 ;十字头销、十字头销衬套、曲轴销、轴承、曲轴本身、十字头本身、主轴承或支撑轴承磨损 。一212 一(2) 措施 :检查安装方向及修正转向 ;调整好所有松动的部件 ;磨损超过极限的零部件应及时更换或采取相应的修复方法。( 二 ) 综合故障分析及排除方法判断故障 ( 包括故障的类型、原因、部位等 ) 一般采用看、听、摸、闻及必要的拆卸检查等方法 , 综合观察和思索 , 做出准确的判断。实践经验证明 , 了解设备性能、结构及工作原理 , 对判断故障极为重要。排除故障的关

21、键是准确判断故障的根源 , 继而通过拧紧、调整、润滑、清洗、添加油和水以及修复或更换已损坏的零部件来解决问题。( 三 ) 流体力学的基础知识通常我们把能流动的物质称为流体。按照状态不同流体可分为液体和气体。流体力学是研究流体平衡和运动规律的科学 , 主要内容包括流体流动的基本规律 , 流体流过某种通道时的分布速度、压力分布、能量损失等。这里主要介绍流体力学的基础知识。1. 液体的特征及流体的主要物理性质1) 液体的特征气体分子间的距离很大 , 相互作用很小 , 因此气体没有固定的形状和体积 , 气体极易流动。 固体分子间的距离很小 , 相互作用力很大 , 因此固体能够保持一定的形状和体积 ,

22、固体只有在很大的外力作用下才能发生变形。液体分子间的距离小于气体分子间的距离 , 大于固体分子间的距离 , 液体分子间的作用力较小 , 因此液体分子在液体内部可成群地相互对流 , 液体有一定体积而元一定形状 , 具有流动性。2) 液体的主要物理性质(1) 密度与单位体积液体质量的关系用下式表示 :m =V式中 m 一一液体的质量 ,kg 或 g;V 一一液体的体积 , m一一密度 , kg/m通常液体的密度可视为常数。如在 1 个大气压下 , 温度为 4't: 时水的密度为 1000或cm ;3 33kg/m。3(2) 容重与单位体积液体的重量的关系 , 用下式表示 :mg =V则容重

23、与密度的关系为 :式中 g 一一重力加速度 , m/s =g2;V 一一液体体积,m3;Y 一一容重 , N/m3。(3) 液体的粘滞性。液体内部产生相对运动而发生摩擦阻力的性质。在工程技术中 , 常以动力粘滞系数与密度的比值来表示 , 称为运动粘滞系数 , 用下式表示 :一213 一v = 和都是液体粘滞性的度量 , 其数值越大 , 说明液体的粘滞性越强 , 运动粘滞系数单位为 m/s。2(4) 液体的压缩性。液体的体积随压力的增强而减小的性质。常以压缩系数或的倒 数 (k =1/体积弹性系数 ) 来表示。 k 值越大或越小 , 表示液体越不易被压缩。(5) 液体的表面张力。液体具有力图缩小

24、其表面积的趋势 , 可以认为沿液体表面有作用力 , 即表面张力。表面张力产生在液体与气体相接触的自由表面上 , 也产生于液体与团体或与另一液体相接触的表面上 , 单位为 N/m。2. 液体在静止状态下的基本规律1) 静水压强及其特征处于静止状态的液体 , 对盛装它的容器具有压力 , 在流体力学上把这种压力称为静水压力 , 用 P 来表示。静止液体作用在受压面单位面积 S 上的静水压力称静水压强 , 用 p 来表示。 即：p= P/S,单位为 N/m。2静水压强具有两个重要特征 : 一是静水压强的方向垂直于并指向受压面 ; 二是同一点的静水压强各方向大小相等。2) 水静力学基本方程在静水中任取一

25、点 A( 如图 6-6-6 所示 ), 围绕 A 点取一个水平的微元圆面积S,方向垂直向下 。(1) 水柱自重 G= h ·S, 方向垂直向下。(2) 作用在柱体周围的静水压力方向水平 , 但大小相等 , 方向相反 , 因而互相抵消。 因此对处于静止的水柱来说 , 向上的力 P 一定等于向下的两个力 P0与 G 的和 ,即 :P = P0+ G或p·S =p0·S+ h S等式两边同除以S得：p= p0+ h214式中 p 一一静止液体中任意一点的静水压强 ;p0 一一液面的外压强 ;Y 一一水的容重。上式称为水静力学基本方程式。还可以用另一种形式表述。如图 6-

26、6-6, 取任意水平面OO为基准面 , 则可知 A 点位于水平基准面以上高度为Z, 液体自由面 ( 液体与气体的接触 面 ) 位于基准面以上的高度为 ZO，且 Z Z0 = h, 代入上式得 :Z + p = Z0 + p0对于重力作用下的静止液体来说 , 自由面为一水平面 , 其面上各点 Z 0都相等 , 而p0 为自由液面上的平均压强 , 故 Z0 + p为常数 , 用 C 表示 , 则0Z + p = C式中 Z 一一位置高度或位置水头 ,m。C 一一常数 ;p 一一压强高度或压强水头 ,m 或cm。3) 绝对压强、相对压强和真空度地球上的一切物体都受大气压力的作用 , 且各地大气压强的

27、数值与当地的海拔高度和温度有关 , 一般大气压强取 10 N/cm, 用 Pa 表示。2在计算压强时 , 凡是计入大气压强所得的压强称为绝对压强 , 用 p 绝表示。不计入大气压强所得的压强称为相对压强 , 用 p 相表示 , 它们之间的关系为 :p相 =p 绝 p当液体中某点的绝对压强小于大气压强时 , 相对压强为负 , 表示该点存在着真空 ,真空的大小程度用真空度来表示 , 即 :p真 = pa - p 绝4) 等压面及连通器原理由水静力学基本方程知 , 位于水面下同一深度 (h 为常数 ) 的各点静水压强都相等。静止液体中静水压强相等的各点所形成的面叫等压面。连通器就是互相连通的两个或几

28、个容器 ( 如图 6-6-7 所示 ) , 在连通器的两个容器I 、中 , 注入同一种液体 , 其容重为 , 两液面的压强分别为 pOl 、pO2 , 液面高度分别为 hl 、 h2。设在连通管中任取一点 A, 分别列出容器 I 、内液体对 A 点的绝对压强 :p1= pOl+h1p2= pO2+h2215因为液体处于静止状态 ,A 点不能够动 , 所以容器 I 、对 A 点的静止压强应该相等 , 即pl= p2 。亦即 :pOl+h1 = pO2+h2由上式可知 , 当液面上的压强相等时 , 两连通器的液面高度必然相等 , 这就是连通器的原理。3. 水流运动的一些概念1) 水流运动的分类实际

29、水流的情况很复杂 , 为了研究水流运动规律 , 往往从不同着眼点 , 对水流作各种区分。(1) 恒定流与非恒定流。凡通过断面上各点的流速和压强都不随时间变化的水流 , 称恒定流 ( 或稳定流 ) ; 凡通过断面上各点的流速或压强随时间变化的水流 , 称为恒定流( 或非稳定流 ) 。(2) 均匀流与非均匀流。按运动要素是否随空间位置变化 , 可把恒定流 ( 或稳定流 )分成均匀流和非均匀流。若水流质点的运动速度在所经过的路程上保持不变 , 这种流动称为均匀流 ; 若水流质点的运动速度在所经过的路程上是改变的 , 这种流动叫做非均匀流。(3) 有压流与无压流。促使水流发生运动的动力有两种 : 一是

30、压力作用 , 二是水体本身的重力作用。根据促使水流运动的动力不同 , 可将水流分成有压流与无压流。有压流是指主要受压力作用而发生运动的水流 , 其特征是水流充满整个管道 , 即不存在自由面 ;无压流是指主要受重力作用而发生运动的水流 , 特征是具有自由面 , 作用在自由面上的压强是大气压。2) 水流的单位总能量在水力学中 , 水流的总能量 ( 又称水流的机械能 ) 是用单位重量液体具有的能量表示的 , 故又称水流的单位总能量。对于运动着的液体 , 不仅具有势能 , 还具有动能 , 因此 , 水流运动时 , 所具有的单位总能量应为单位势能与单位动能之和。即 : 单位总能量 = 单位势能 + 单位动能或单位总能量 = 单位位能 + 单位压能 + 单位动能下面分析水流中任意一点的单位总能量。如图 6-6-8 水流能量分析图表示河渠的实际水流。水流为恒定流 , 通过河渠的流量为 Q, 现在断面 l-l 上的任意一点 A所具有的质量为 m, 重量为mg , 水流速度为 v, 相对于基准面0-0的位置高度为 Z, 点 A 具有的能量有 :(1