第二节 冷却系统的主要部件

　　一.淡水泵[动画演示]
　　淡水泵是用以使冷却水在闭式系统中循环。离心式淡水泵，由于结构简单，工作可靠，在各种类型的柴油机中得到最广泛的应用。在大型柴油机中采用独立的电动机带动的立式离心水泵；在中、小型柴油机中水泵由柴油机本身带动，通常安装在发动机的自由端。其结构基本相同，离心式水泵的结构如下图所示。

　　在水泵的蜗壳上有吸入管和排出管，其中装有叶轮，叶轮上有叶片，当叶轮轴1带动叶轮高速旋转时，充满在叶片中的水便在离心力作用下，被甩向四周的蜗壳中，叶轮中心进水口造成一定的真空，因而水不断地从进水口吸入泵内。
　　下图为轻12Vl80柴油机所用的离心式淡水泵。它主要由泵体、泵盖、叶轮、泵轴和座架等组成。

　　泵体上有两个蜗形出水口，各接一水管通到排气管。泵盖上有进水管接。泵盖和座架分别用螺杆和螺帽连接成一体。
　　叶轮有八个径向叶片，叶轮用铆钉固定在泵轴的前端凸缘上。在叶轮和轴的凸缘有两个穿通的平衡孔，用以减少泵轴轴承的轴向负荷。 
　　泵轴装在座架的两个滚珠轴承和中，两个轴承间有支撑管，他们一起被压扳压紧，使叶轮端滚珠轴承紧靠在泵体内的填料盒上。泵轴后端的滚珠轴承内圈由轴上的固定螺帽压紧，使其紧靠在泵轴凸肩外侧的两个半圆卡圈上，此卡圈装在泵轴的环槽中，借以限制泵轴的轴向移动。泵轴后端有花键，与传动装置的花键轴相啮合，带动泵轴和叶轮旋转。 
　　密封装置装在泵体内，共有两个，—个用以阻止滑油沿泵轴渗入泵体工作腔内，其填料盒7中装有毛毡填料，并用压紧圈压住，此填料盒靠近叶轮的一端有凸肩紧压于泵体上，中间有橡皮密封圈，防止滑油沿此盒与泵体结合而渗入泵体工作腔或水渗入座架内。 
　　另一密封装置，用以阻止淡水漏入座架中，由弹簧和黄铜垫圈以及其石墨垫圈所组成。 
　　当密封装置损坏时，滑油或水沿轴渗出集聚在填料盒的圆槽中，再从其上的三个小孔流出，经泵体上的检验流出泵外。故当柴油机工作时，必须经常检查检验孔，如发现有水流出就得把泵拆下，更换密封装置。

　　二.海水泵[动画演示]
　　6300型柴油机上的海水泵为离心式水泵，其工作原理相结构与上述的淡水泵相似。但这种水泵自吸能力差。而6135型和轻12V180型柴油机上应用的海水泵属于旋涡泵，具有自吸能力(可排出空气)。因为当快艇高速航行时，吸人海水的海底门有时会露出水面，为了保证冷却水的可靠供给，则要求海水泵有良好的自吸能力,为此必须采用旋涡泵。

　　1．旋涡式油水泵的工作原理 
　　这种海水泵工作原理可以从动画种看出。它在结构上有以下特点：
　　(1)开式叶轮； 
　　(2)在泵体相泵盖上方把两互对称的蜗形槽，其深度先是逐渐增大，中间一段不变，而后又逐渐减小，并要紧靠泵盖上出水口D处的蜗形槽为镰刀形，进水口C在泵体上。
　　在工作前泵内必须预先注满水。当叶轮旋转时，叶片间的液体在离心力的作用下．抛向四周的蜗形槽内，故其槽内的液体也被带着一起旋转。因此，在叶轮中和槽内的液体质点上均作用有离心力，由于槽中液体的圆周速度比叶轮中的小，所以作用在叶轮内液体质点上的离心力比槽内大，由于离心力的不同，引起了液体在叶片间和槽内的旋涡运动，如下图左所示。

　　液体依靠这种旋涡在槽内流经叶轮好几次，每经过一次叶轮的动能增加，同时压能增加。因此，同样尺寸的旋涡泵比离心泵的扬程大2～5倍，但它的缺点是效率低。 
　　自吸原理如下：当叶轮转动时，在涡形槽的起始部分，液体因受离心力的作用，从两叶片中流出，进入槽中，两叶片中间空出的地方则由进水口吸入的空气所充填有空气较轻，它存在于叶轮间的内径处，叶轮继续转动，由于涡形槽末段逐渐变浅，水从槽中流入两叶片之间，使其内的空气受到液体压缩，在槽的末端水全部从其中流出将叶片间的空气从出水口排挤出去，如上图右所示。如此不断工作，直至将空气排完为止。

　　2.旋涡式海水泵的结构 
　　该泵的结构如下图示。它主要由泵体、泵盖、叶轮、泵轴和轴承座等组成。海水泵的进水口在泵体上，出水口在泵盖上。泵体和泵盖上各有一道蜗形槽，两槽彼此对称。泵体与泵盖的轴承座分别用螺柱和螺帽连接在一起。

　　叶轮有18个叶片。叶轮的中心孔有内花键用以套装在泵轴前端的外花键上，并由旋入在轴端的螺钉将其固定。而螺钉则用锁紧垫片锁住。叶轮背面和泵轴花键根部之间的调节垫圈，用以调节叶轮的端面间隙。 
　　泵轴后端有内花键，由增压器上传动齿轮所带动的花键轴插入其中，带动泵轴和叶轮旋转。泵轴有2个滚珠轴承装在其轴承座中，两轴承之间有支撑套筒。前端滚珠轴承的前面装有毛毡密封装置，并有挡水盘，它压紧在水泵轴的凸肩与滚珠轴承内圈之间，后端滚珠轴承的外侧有挡油盘，由旋入泵轴端的固定螺帽将其压紧，使其内圈顶于支撑套筒上，此套筒前端顶在前滚珠轴承内圈并将其压紧在轴承上的凸肩上。后端滚珠轴承的外圈内侧紧靠在轴承座环槽中的锁环上，其外侧由旋入轴承座的螺盖紧压住，以限制其轴间移动。螺盖与轴承各端之间有毛毡密封环，以防止滑油由增压器上的传动装置渗入轴承座的内腔。滚珠轴承由耐高温牛油润滑。
　　海水密封装置装在叶轮的前端滚珠轴之间，如下图所示。

它由青铜支承盘l贴靠在泵体后端面上，盘上套有橡皮密封圈，由压盖上四个螺钉将其三者一同固紧在泵体上，支承盘前面的泵轴上套有夹布塑胶座圈，橡皮密封圈和铜垫圈，用青铜弹簧把它们压紧在支承盘上，以防止海水进入轴承座内腔。当密封装置损坏时，则海水从泵体上的检验孔流出，此时，必须将泵拆下更换损坏零件。 
　　海水泵的泵盖上方有注水旋塞，供起动时加水用。泵体的下方有放水旋塞，用来泄放泵内的海水。

　　三.淡水冷却器
　　淡水冷却器用于闭式冷却系统中，其功用是将受热的淡水用海水加以冷却。在船用柴油机上一般用淡水冷却器，其结构与滑油冷却器相似。

　　四.恒温器
　　在冷却系统中保持一定温度具有重要意义，因为冷却水的温度决定了柴油机的温度规范，同时在很大程度上与柴油机的经济性有关。例如，在同一台高速柴油机中，出水温度从60℃提高到80℃，将使耗油率降低13g／kW·h。 
　　冷却水最适宜的温度范围，由柴油机制造厂规定，而且在柴油机任何转速下都应保持这一规定。这一任务是由温度调解器来完成的。 
　　在大型柴油机中广泛应用自动温度调节器及冷却水温度和压力信号继电器，它们的结构和工作原理与润滑系统中一样。而在小型柴油机的冷却系统中，通常应用恒温器，它是温度调节器的一种。 
　　6l50型柴油机冷却系统中所用的恒温器，可以看下面的动画，它装在柴油机和冷却器的三通管中，能自动保持冷却水的一定温度。

　　当阀3处于图示位置时，从柴油机出来的水可分成两路，一路经阀进入与水泵相连的管子；另一路经管子进入冷却器。阀与密封的黄铜伸缩鼓相连，它们装在壳体内，在伸缩鼓里面装有易探发的液体，随着水温的提高，伸缩鼓里的液体蒸发量就增加，伸缩鼓膨胀，使阀向下移动。当水温约为70℃时，伸缩鼓便开始膨胀，而在湿度为85℃时，阀3就完全关闭，这时全部冷却水通过冷却器。