摘 要
　　冷卻水為保持發(fā)動機正常運轉起很大作用，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防和 幾種清洗方法。
　　關鍵詞
　　發(fā)動機 水垢 防治 清洗
　　1 問題的提出
　　發(fā)動機工作時汽缸內的燃氣溫度可高達2200~2800K，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，保證發(fā)動機 的動力性和經濟性、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)下最適宜的冷卻水溫度 應保持在80~90℃。
　　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，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。水垢使冷卻系金屬內 表面涂上一層隔熱材料，導致散熱條件惡化，降低了零部件的傳熱效率(水垢的導熱能力比同樣厚度 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90℃升到120℃時，功率降低5%。當水套壁水垢厚 度達2mm(占冷卻系總容量的6%)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)等受熱零件的熱應力增大，氣門座變形、氣門燒損，使缸蓋鼻梁處產生熱裂。我單位三 輛裝載機半年就有一缸蓋產生裂紋，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滯，損壞機件(如 常見的活塞環(huán)拉缸、活塞裙部燒結咬死等);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，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諸如硫酸鈣之類呈過飽和狀態(tài)析出，粘附在冷卻系內壁上而形成水垢;化學 變化主要是指硬水中某些礦物鹽和雜質隨溫度的升高而發(fā)生化學反應，形成難溶解物質而沉積于冷卻 系內壁上。形成水垢的化學反應為
Ca(HCO3)2=CaCO3 ↓+CO2↑+H2O

Mg(HCO3)2=MgCO3 ↓+CO2↑+H2O

碳酸鎂微溶于水后可繼續(xù)與水反應，生成更難溶的氫氧化鎂:

MgCO3+H2O=Mg(OH)2 ↓+CO2↑(此反應很少)

　　4 預防水垢的對策
　　4.1 預防產生水垢的方法
　　發(fā)動機冷卻系水垢形成的根源在于水質問題，因此減少水源中的礦物質金屬離子，軟化水質，是 防止和減輕水垢形成的關鍵所在。
　　(1)煮沸法。硬水燒開以后其中的礦物質會沉積下來，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。
　　(2)磁化法。將一些小塊磁鐵放進發(fā)動機的冷卻系內，磁鐵產生的磁場對冷卻水有磁化作用，磁 化水能減少水垢的形成，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。
　　(3)加入軟化劑法。龍巖市鍋爐檢驗所軟化鍋爐用水的物質為碳酸氫鈉(小蘇打)或氫氧化鈉(燒堿)，按每升硬水加0.5~1.5g碳酸氫鈉或每升水加 0.6~0.7g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)2

Mg+2OH-=Mg(OH)2↓

氫氧化鈉法

Ca2++2OH-=Ca(OH)2

Mg+2OH-=Mg(OH)2↓

　　(4)用防腐劑(重鉻酸鉀K2Cr2O 7)法。在冷卻液中經常加注重鉻酸鉀，既能起到防止水的腐蝕，也 能減少水垢的產生。另外，如康明斯發(fā)動機規(guī)定使用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
　　(1)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。
　　(2)鑒于發(fā)動機水套的形狀比較復雜，一般不宜用機械方法清除水垢，只能采用化學方法除垢。 水垢中的碳酸鈣和硫酸鈣等可用化學反應來予以消除。
　　①蘇打(Na2CO3)和水玻璃(Na 2SiO3)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)動機運轉到出