机械水泵失效分析及改进探究

机械水泵失效分析及改进探究

王少颖

广东大唐国际肇庆热电有限责任公司，广东 肇庆 526105 

摘要：在机械设备运行过程中，一些发动机的机械水泵容易出现失效故障。本文结合某机械水泵的具体失效原因进行分析。并找出失效机理，提出一些可实施性的改进措施。通过失效故障的调查和解决，更好的提高整体设备的使用寿命，避免使用过程中出现的设备风险发生，

关键词：机械水泵；水泵失效；失效机理；改进策略

引言

在发动机运行过程中，最为重要的核心部件就是机械水泵，其作为冷却系统的动力源泉，近年来在发动机普遍运用的过程中其发挥了重要的动力作用。由于发动机的功率随着使用设备性能的提升，一些水泵在使用过程中工况恶劣情况加剧，涡轮增压不仅会带来整体发动机的机舱温度提升，在冷却水散热效果逐渐降低的情况下，水泵的工作环境也会遭到恶化情况，这就导致一部分水泵失效，故障率不断的升高。本文主要研究水泵失效的具体原因，并制定一些可靠性对策，以供参考。

1水泵失效的危害

某型号发动机排量 1.8 升、直列 4 缸、16 气门、带涡轮增压，搭载机械水泵；水泵与张紧轮等零件通过齿形皮带连接，如图 1，皮带光滑背面驱动水泵运转，如果水泵失效，会出现皮带打滑现象，严重时发动机损坏。水泵故障的特征为手转卡滞难转动，轴承已经损坏， 针对水泵失效进行分析调查。

结合某型号的发动机，在涡轮增压过后搭载的机械水泵于其他零件通过皮带连接。皮蛋背面驱动的水泵运转过程中，如果出现水泵失效状况，那么皮带会出现打滑，严重时造成发动机的损坏。水泵故障主要为手转卡滞，周晨出现损坏情况。结合实际情况，本次将对该水泵的失效原因进行具体的调查分析。

2水泵故障分析

2.1轴承相关调查

首 先对于水泵的整个轴承进行综合性的判断观察。水泵轴承内部的进水作业完成后继续进行运行，导致轴承出现损坏情况。具体的进水原因，在调查水封等子零件后才能确认。后期调查油脂含水量，抽取几台失效水泵，分别的测试轴承内部的油脂含水量来判断整个轴承是否出现进水现象。测量结果显示，周晨目前已出现进水情况。最后对于油脂的剩余油脂量进行调查。相关人员取得失效水泵中的轴承内油脂，在测量剩余油质量的同时判断轴承是否出现异常溢脂的情况，从调查结果可知，并无此现象的发生。除此之外，相关人员还可以对轴承的芯轴表面进行观测和确认，在剖解愁城的同时，运用放大镜观察其表面，如果芯轴出现磨损且表面呈亮白色，这种亮白色并非加工的自然颜色，而是轴承在进水后润滑条件恶化继续运行之下出现的特征，由此也可以判断出水泵失效的具体原因。

2.2水封相关调查

在调查水泵水封情况时，可以确定该水泵为机械水封状态，其结构简单且成本运用较低。耐温程度良好。机械密封的原理主要是三，水压作用下可以形成适当的比压，通过极薄的液体膜达到密封的目的，在调查本次水泵水封时发现其动静环有被硬质的异物摩擦留下的深沟痕迹。在异物侵入水封层面的同时，动环和静环被撑开破坏了整体液体膜，导致后期出现漏水情况。而这里的印制义务主要来源于发动机水道残留的一些结晶物。后期通过具体的分析发现该物还可能是由于水道中防冻液高温析出的残留物。

2.3水泵排气、泄水布置方式调查

在调查水泵的排气和泄水布置方式时，首先可以明确水泵在安装排气孔和泄气孔时在泵体的中部。导致水蒸气和冷却液不能及时排出，在泵体内淤积的同时会渗入到轴承的内部，影响轴承的润滑状态，造成整体机械使用寿命下降。这也是后期轴承进水水泵失效的原因之一。

2.4防冻液结晶调查

在调查防冻液结晶时可以发现很多发动机的冷却液，在高温条件下，房东也会出现脱水缩合的情况，表面形成结晶物质。温度越高形成的结晶物就越多，在选用该型号冷却液时，车辆的水路水温要严格要求，如果温度过高，析出过多结晶物就会侵入到水泵水封层，导致设备损坏，出现漏水。

结合上述的各分项调查，可以发现，水泵失效的具体原因主要是由于水泵结构的整体设置不合理，水蒸气难以排出，反而侵入轴承的内部，造成运行异常。在轴承失效的情况下，水泵也会出现安全问题。另外，在水系统温度过高的同时，防冻液结晶误会引发水泵水封漏水情况，在水温接近水封耐温极限的同时，水峰会逐渐漏水，泄露的水温会结晶堵住泄水口，泄漏的水再无法排到水泵外部时侵入轴承内部。加剧轴承失效情况。

3改进措施

首先针对水泵结构进行改进，在壳体的最高位置增加排气孔，在最低位置增加泄水孔，车辆的熄火温度要逐渐改善，再出发风扇延迟启动的同时，要根据实际情况来降低温度，在此件单品耐温特性和抗疫物特性得到提升的情况下，调节水封的整体耐温程度，可以更换更为有效的水封。使水泵水封耐温率升高的同时也能够提高耐衣物的特写。

4效果确认

在对整体机械水泵的结构进行完善过后，发动机的实际耐久度增加。长时间运行过后，相关人员可拆卸水泵进行检查，清晰地看到水蒸气从新增的排泄孔散发出去，证明该改进方法有效。在调整实际出发温度后，能够降低水系统的整体温度，熄火后的水温逐渐降低。水风在更换型号过后，水泵失效的问题完全解决，并取得良好的经济效益，增强整体机械设备的使用寿命。

5机械水泵工作效率提高措施

5.1按照相关工艺要求选择水泵

为了更好地提高机械水泵的使用寿命，相关人在进行设备选择时要按照基本的工艺要求来选择适宜的型号，根据工程情况，在整个水泵的选择过程中，不能只是一味的追求水泵的单个工作性能，而是要对于整个水泵的工作环境进行考虑，通过实际工程的需求选择工作状态最佳的水泵型号。在确定水泵流量和扬程的情况下，结合水泵内部的实际单件调查，确保其在运行过程中避免水泵失效的现象发生。在日常的检修管理是需要对于轴承等重要部位进行科学的筛查工作，及时的发现设备问题并提出可行性的实际改善措施。从而更好的在满足生产工艺需求的同时，推动整个机械水泵的安全可靠性运行。

5.2仔细检查并适当调整水泵的工作点

日常运行管理时，相关人员要仔细的检查和调整水泵的工作点，在实际运行过程中需要对整个水泵的运行参数进行充分的考虑和调整。确保水泵在最佳工作状态的同时，对于水泵的水量变化进行观察，避免由于内部的机械零件出现问题，影响整个设备的使用。在水泵进行条件时，可以运用变频调节技术，通过引入科学先进的调节方法，实现恒压变流量的调节效果。在环保节能的倡导下，减少因水泵运行过程中产生的机械损耗，提升工作效率的同时也能够减轻工作设备的磨损程度。

5.3认真检查水泵的运行情况

最后，相关人员应当定期的检查水泵的运行状态，如果工作电流低于额定的范围，就必须及时的进行调整，避免出现设备损坏引发后期正常运行的安全故障风险。另外，在对于水泵失效原因进行调查和解决过后，要定期的对水泵的运行进行观察记录，及时的观察改造过后的水泵是否出现二次失效的情况。在交接记录情况的同时，对于上次出现问题的地方进行二次的检查和维修，确保水泵能时刻保持在最佳的运行状态。

结论

综上所述，对于机械水泵失效原因进行调查分析，可以了解在水封选型设计时，除了要关注泄露问题以外，还要对于抗异物性能和耐高温性能指标进行了解。相关人员在选择水泵，机械设备时，一定要确定排气孔和泄水孔的布置合理性，深入了解水泵失效的机理。在了解调查清楚水泵失效具体原因后，要结合实际情况和设备损坏程度，提出有效的改进措施，从而更好地推动整体机械设备的可靠性运行。

参考文献：

[1]曹占龙，李宏燕，任柏林.汽车水泵故障分析及改进[J].湖北汽车工业学院学报，2013，9.

[2]罗泽青.汽车水泵轴承的装配设计及工艺研讨[J].咸宁学院学报，2012，6.

[3]赵华.重型车用柴油机水泵泄漏的原因分析及改进[J].柴油机设计与制造，2013（3）.