内燃机车零、部件上常见的污垢主要是油污、积碳、水垢、锈蚀、尘土等。清洗时，应根据零、部件的形状、外形尺寸、污垢成分、沾污程度、零件的材质、表面加工精度及批量的大小，合理地选择有效的清洗方法。正确的清洗方法不仅可以保证清洗质量和较高的清洗效率，而且可以使清洗成本降低。
　　内燃机车零、部件的清洗方法主要分为二大类:机械清洗和物理一化学清洗。
　　(一)机械清洗
　　1.手工清除法　用手工的方法，使用金属刷子、刮刀等工具来清除零、部件表面的污垢。此法还包括用棉、丝织品、合成纤维制品和麂皮等擦拭零、部件表面，以去除污垢。
　　2.机械工具清理法　用电动或风动工具来带动金属刷子、软砂轮等来清除零、部件表面的积碳、锈蚀、漆层等。
　　3.压缩空气吹扫法　用压缩空气来吹扫覆盖在零、部件表面的干尘土、油泥等。
　　4.高压水冲洗法
　　5.磨料清洗法　用由压缩空气流或压力水流导向的软磨料和硬磨料撞击零件表面，使污垢层破坏，并与残渣一起带走。主要用来清除积碳、锈蚀和漆层。
　　(二)物理-化学清洗
　　这类方法主要是采用各种清洗介质，使零、部件表面的污垢软化和溶解，最后达到清除的目的。根据清洗介质和零件表面的作用方式不同，可以分为以下几种:
　　1.浸洗、煮洗法；
　　2.压力冲洗法；
　　3.蒸汽浴清洗法；
　　4.超声波清洗法；
　　5.电化学清洗法；
　　6.熔盐清洗法。
　　上述二类方法中，机械清洗类方法比较简单，其中有的清洗方法，如磨料清洗法，拟在零、部件清洗一章中结合具体零件的清洗来加以说明。本章仅就物理-化学清洗方法作进一步的叙述。
　　节　浸洗及煮洗
　　浸洗、煮洗是一种比较原始的清洗方法。
　　浸洗是将待清洗的零、部件浸泡在清洗液中，依靠清洗液和污垢之间发生的物理、化学反应而使污垢逐渐软化、疏松，逐步转为游离状态，最终从零、部件表面脱落下来。
　　浸洗的清洗时间较长，效率也比较低。但它具有清洗设备简单、需用的人工少等优点，因而还是得到了广泛的应用。
　　煮洗是将清洗液加热直至沸腾的一种清洗方法。清洗液在加热过程中，清洗性能进一步提高。同时，油污及油脂也因温度升高而软化或溶化，清洗液被加热后上下自然对流，使污垢易于从被清洗件上清洗下来。煮洗的效率要较浸洗的为高。
　　浸洗、煮洗所使用的清洗设备主要有清洗槽和加热系统。
　　清洗槽的结构和尺寸应根据待清洗件的尺寸和形状来确定。总的要求是:
　　1)应使被清洗件全部浸没在清洗液中；
　　2)被清洗件不应与四周槽壁接触；
　　3)被清洗件不能过分接近槽底。
　　被清洗件不能过分接近槽底的原因是以免污垢沉淀物翻花而又重新沾附到已清洗干净的零件上去。故在清洗槽底部设支座、垫块或采用双层底的结构(图2-1)。附加的二层底须做成斜形，以便使污垢沉淀物积聚在某一区域，易于排除。
　　
　　清洗液的加热系统随清洗液的不同而异。对碱性清洗液和金属清洗剂清洗液通常采用将蒸汽直接通入的办法进行加热，也有用煤气等热源通过盘形管对其加热；对一些有机溶剂，如三氯乙烯等，则采用密封的管状电加热器进行加热。
　　在加热的同时，若能对清洗液辅以机械搅拌，还能进一步提高清洗效果。首先，加热本身就会使清洗液有上下对流的作用；清洗液中通入蒸汽加热或通入压缩空气均能形成局部的搅动；还可像民用洗衣机那样，在清洗槽内设置由电动机带动的旋转时轮进行搅动。除此以外，也可采用使被清洗件在清洗液中作各种形式的往复移动(可由专门装置来实现)的办法，同样可以达到提高清洗效果的目的。
　　第二节　压　力　冲　洗
　　压力冲洗是通过加压的办法，使清洗液(或水)具有一定的能量，然后经喷嘴以液柱的形态冲向被清洗件表面。由于液柱的冲击洗涮，再加上清洗液的清洗作用，使沾污在被清洗件上的污垢得以清除。压力冲洗具有清洗质量好，清洗效率高等特点，已广泛应用于金属零、部件的清洗中。
　　一、压力冲洗分类
　　根据冲洗压力的大小，压力冲洗可分为高压冲洗、中压冲洗和低压冲洗三种。
　　(一)高压冲洗
　　冲洗压力在1兆帕(约为10公斤力/厘米2)以上的称为高压冲洗，它主要是依靠高压水柱(或清洗液柱)的冲击能量来达到除垢的目的。由于冲击能量较大，一般的污垢都能被冲洗下来，而且被清洗件的死角、盲孔及内腔都能被冲洗得很干净。若使用清洗液进行高压冲洗，在高压冲向被清洗件时会产生大量泡沫，使回收循环系统中因泡沫过多而影响冲洗压力的升高。故高压冲洗大都采用清水(冷水)；如需冲洗油污较重的零、部件，则可采用温度为80℃左右的热水。有时根据需要也可以使用低浓度的清洗液。
　　我国一般常用的高压冲洗压力大致为1.5～2.0兆帕，在这样的压力下清洗效果及经济性都比较好。国外的高压冲洗所使用的冲洗压力较高，可达5兆帕左右；若使用热水进行高压冲洗，则冲洗压力更高(5～7兆帕)。
　　高压冲洗是高压射流技术在清洗上的具体应用。国外已使用比较广泛，并对高压射流的基本理论及其应用作了大量的研究。我国已将高压冲洗应用于船舶除锈和清除船体外部沾附的海生物；铁路机车车辆修理部门已开始应用高压冲洗来清洗转向架及车底部，所获效果甚好，除了能清除污垢外，铁锈、旧漆层等都能被冲洗下来。
　　高压冲洗的一个特点是可以采用普通的清水(自来水)作为清洗介质，而且可以不必加热。为了减少对环境的污染和节约用水，可通过一套废水循环处理装置将污水净化后反复使用。高压水冲洗的成本是比较低的。
　　高压冲洗对于供液系统(主要为泵及其驱动机构)和输液系统(主要为高压管道及其连接装置)的要求较高。此外，必须指出，高压液柱或水柱在近距离内对人体有伤害作用，因而在操作时应注意安全生产。
　　(二)中压冲洗
　　冲洗压力在300～1000千帕范围内的压力冲洗称为中压冲洗。中压冲洗的清洗效果也是比较好的。其最主要特点是因为冲洗压力较低，因而对冲洗设备的要求不高。故设备简单，制作容易。
　　常用的中压冲洗压力为400～600千帕，一般采用碱性清洗液及金属清洗液作为清洗介质。目前，内燃机车零、部件的压力清洗，大都为中压清洗。
　　(三)低压冲洗
　　冲洗压力在300千帕以下的压力冲洗称为低压冲洗。由于冲洗压力较低，因而液柱的冲击能量也较小，故有时称低压冲洗为淋洗或漂洗。
　　低压冲洗主要用于污垢程度较轻的零、部件的清洗；产品(例如轴承)制造过程中的清洗；或作为清洗的最后一道工序，即用低压水漂洗被清洗件上残留的清洗液。最后一种情况下，一般采用热水冲洗，以便省略清洗后的干燥处理。
　　二、影响压力冲洗效果的因素
　　压力冲洗时，清洗液的性能、清洗液的温度、清洗液的冲击动能以及所采用的喷嘴的特性对压力冲洗的效果有较大的影响。
　　(一)清洗液的性能对压力冲洗效果的影响
　　清洗液的清洗性能是由所选定的清洗液本身确定的。清洗液中金属清洗液的清洗效果很好，适用于压力冲洗。但有的金属清洗液在一定的压力和温度下，使用中会产生泡沫。如前所述，泡沫对于压力冲洗是不利的，应设法尽量避免。为此，可在金属清洗液中添加消泡剂，以减少泡沫的生成。也可以通过试验，找出一种泡沫较少的金属清洗液配方。如将净洗剂TX-10与净洗剂105以1:2的比例混合，然后将复配的净洗剂以1%的浓度配制成金属清洗液，该清洗液在冲洗压力为400千帕、清洗液温度为80℃时进行压力冲洗时，泡沫很少。
　　此外，压力清洗时也经常采用碱性清洗液作为清洗介质。但其综合的清洗性能不如金属清洗液，故往往在碱性清洗液中适量添加带有表面活性的金属清洗剂，以提高清洗效果。
　　(二)清洗液的温度对压力冲洗效果的影响
　　提高清洗液的温度对于提高压力冲洗的效果十分有利。清洗液的加热温度首先应该根据清洗要求而定，其次还应考虑因季节不同、清洗部位及管路长短而有所差异。
　　在冬季，清洗液到达被清洗件表面时的温度，比实际的加热温度要低20～25℃。而在夏季，这一温度差仅为10～15℃。
　　对于形状复杂的零、部件，其深孔、拐角处的污垢较难清洗，此时可适当再提高清洗液的温度，以利清洗。
　　对于非离子型金属清洗液，其加热温度不应超过其浊点。
　　(三)清洗液的冲击动能对压力冲洗效果的影响
　　清洗液的冲击动能是影响压力冲洗效果的主要因素。冲击动能越大，冲洗效果越好。
　　
　　清洗液流或水流的冲击动能可按下式计算:
　　E=Φ²·M·g·Hc　　　　(2-1)式中E——清洗液流或水流的冲击动能，单位为^[牛·米]；
　　φ——流速系数；
　　M——清洗液或水的质量，单位为^[千克]；
　　g——重力加速度，g=9.8^[米/秒2]；
　　Hc——清洗液或水的压头，单位为^[米]。
　　流速系数φ主要取决于喷嘴的结构。各种喷嘴的流速系数见表2-1。
　　由式(2-1)可以看出，在喷嘴结构和形状确定的前提下，清洗液流或水流的冲击动能与其流量及压力成正比。因此，无论是采用提高压力、降低流量，还是采用提高流量、降低压力的办法，均可保证在经济合理的条件下，获得的冲洗效果。
　　清洗液或水的冲洗压力应选择适当。研究表明，当喷嘴出口处水压为1.5～2兆帕时，清洗时间和水的消耗量显著下降。但当水压再进一步提高时，如不采用相应的措施，则清洗效果无大变化。清洗液循环使用时，冲洗压力应取500～600千帕为宜。
　　清洗液或水的流量可通过下式计算:
　　
式中Q——清洗液或水的流量，单位为米³/秒；
　　a——裕量系数(a=1.1～1.3)；
　　K——喷嘴数量；
　　μ——水耗系数(见表2-1)
　　ω——喷嘴喷出的清洗液流或水流的横截面积，单位为米²；
　　g——重力加速度，g=9.8米/秒²；
　　H——清洗液流或水流进入喷嘴前的压头，单位为米。
　　通过这个公式，也可以在清洗泵流量及喷嘴孔横截面已定的情况下，来求得所需的喷嘴数量。
　　图2-2所示的曲线为喷嘴截面不同时，喷射压力与水流量之间的关系。
　　(四)喷嘴的特性对压力冲洗效果的影响
　　压力冲洗的效果与喷嘴的结构有较大的关系。决定喷嘴结构的主要参数是:喷孔的形状、喷孔的横截面积、喷孔横截面尺寸与喷嘴长度的比值。
　　
　　对于要求水流具有较大的冲击动能、以及水耗系数的清洗设备而言，采用劈锥曲面形喷嘴较为合适。但这种喷嘴制造工艺复杂，因而往往改为采用锥形收口喷嘴或内圆柱形喷嘴。
　　研究表明，圆孔及方孔喷嘴的阻力系数最小，而且圆孔加工最为简单，因而一般采用圆孔喷嘴。
　　喷孔的横截面的大小应以能保证水流在喷嘴通道内稳定流动为原则。喷孔的直径可按下式计算:
　　
式中d——喷孔直径，单位为厘米；
　　R_e——雷诺数，该数决定了液体在管道内的流动特
　　性；
　　υ——液体的运动粘度，单位为厘米²/秒，对于水，
　　　　　ν水=10^-6厘米²/秒；
　　υ——流速，单位为厘米/秒。
　　当雷诺数R_e<2320时，液体的运动是稳定的。在确定喷嘴孔径d时，雷诺数可取为1000～1500。为了保持液体的稳定流动，所以流速应超过6000厘米/秒。
　　对于清洗用水不回收的清洗设备，其喷嘴的喷孔直径可取为2～4毫米；而对于循环使用清洗液或水的清洗设备，其喷嘴的喷孔直径则应取为5～8毫米。
　　清洗液在喷嘴通道内运动状态的稳定性还取决于喷孔长度与其直径的比值，此值在3～4范围内。
　　清洗设备中的喷嘴数量取决于被清洗件的外形尺寸、喷液机构的型式和构造。如在固定式或摆动式喷液机构中，喷嘴的数量取40～80个为宜；而在移动式喷液机构中，喷嘴的数量不要超过40个。喷嘴至被清洗表面的距离应为30C～500毫米。
　　三、压力冲洗设备
　　根据被清洗件的类型，压力冲洗设备可分为通用和专用两大类。常用的压力冲洗机一般均属于通用的，这是为了能适应清洗多种规格及型号的洗件的需要，因而清洗的范围很广。对于某些清洗数量较大、规格接近或一致的、而且有一定清洗要求的零、部件，则往往采用专用的压力冲洗机，如轴承清洗机、散热器清洗机等。
　　根据被清洗件的大小，压力冲洗设备又可分为大型、中型及小型三大类。大型压力冲洗机可用来清洗内燃机车转向架(整体)及其构架、柴油机(整体)及其机体等大型部件。中型压力冲洗机可用来清洗内燃机车及柴油机上的一般中型零、部件，诸如各种齿轮箱及其箱体、齿轮、传动轴、活塞、连杆、滤清器等。而小型压力冲洗机则用来清洗小型零、部件及精密件。
　　根据被清洗件在清洗过程中的传送和运动方式，压力冲洗设备又可分为传送带式和小车式两类。传送带式压力冲洗机工作时，被清洗件置于传送带上，单方向移动进行清洗。小车式压力冲洗机工作方式则是将被清洗件放置于小车内。小车或作单方向移动、或作往复运动、或作转动，来完成清洗作业。
　　根据清洗设备本身的移动与否，压力冲洗设备又可分为固定式和移动式两类。
　　(一)固定式压力冲洗机
　　固定式压力冲洗机一般设有清洗室，被清洗件即在清洗室内进行清洗，被清洗件的传送可以是“传送带方式”，也可以是“小车方式”。这种清洗机结构紧凑，清洗液便于回收，适用于使用较大的冲洗压力。目前绝大多数的压力冲洗机属于固定式。
　　固定式压力冲洗机中所使用的喷嘴，就其型式来说，可分为固定式喷嘴和可调式喷嘴两种。固定式喷嘴固定在喷管上，清洗液流(或水流)的方向固定不变；可调式喷嘴的液流方向则可根据需要加以调整。
　　固定式喷嘴结构上比较简单，其喷孔一般为圆形，孔道有直通、收缩等形式，喷嘴通常直接焊在喷管上。
　　可调式喷嘴在结构上要复杂一些，可调式扇形液柱喷嘴。在这种喷嘴中，清洗液流经喷孔时，先在一个方向上收缩，然后在截面上旋转90°后再扩张，喷出去的液柱呈扇面状。这种扇形液柱的冲击能量很大，而且冲洗的面也广。喷嘴体的结构。
　　可调式扇形液柱喷嘴本身是固装在喷管上的，所谓“可调”是指其扇形液柱的方向可以调整。调整时，只要松开调节螺帽，转动喷嘴体至所需位置，然后再拧紧调节螺帽即可。
　　
　　另一种球形接头的可调式喷嘴。这种喷嘴可以根据需要，利用球形接头的连接方式，在一定角度范围内进行调整，以改变液流的方问。
　　
　　压力冲洗机的喷管通常是固定的。有时在喷嘴数量较少的情况下，为了扩大冲洗范围，也有采用活动式喷管。
　　图2-6(甲)是一种能作弧形摆动的喷管结构示意图。这样的喷管能周期性地改变液流的方向。喷管的弧形摆动可由电动机带动蜗杆或齿轮减速器的摇杆机构驱动。
　　图2-6(乙)则是一种旋转式喷管的示意图。这种喷管上装有一组喷嘴，喷管的旋转是依靠分布在径向喷管上的喷嘴射出的液流的反作用力而实现的。使用这种形式的喷管，由于喷出的液流所扫过的是一个圆柱面(或锥面)，因而具有较大的冲洗范围。图2-7和图2-8所示为二种形式的旋转式喷管的结构示意图。
　　
　　各种型式的喷嘴在工作过程中，由于污垢的凝聚物未能过滤干净而造成喷嘴的局部堵塞，甚至全部堵塞，从而影响到清洗效果。此外，还由于清洗液中夹带有细小的污垢颗粒，而这些颗粒在流通过程中的冲刷作用将造成喷孔的磨损，从而改变了喷嘴的直径和形状，引起冲洗压力的下降。因此，除了对清洗液进行严格的过滤外，还应定期检查喷嘴的状况，并作相应的修理或更换。
　　(二)移动式压力冲洗机
　　
　　移动式压力冲洗机主要用来清洗那些外形尺寸较大、不便移动的零、部件。一般来说，移动式压力冲洗机都比较轻便，清洗液的流量也不大，而且由于基本用于外部清洗，因而冲洗压力受到一定的限制。这类压力冲洗机的特点是机动
　　
灵活，使用简便，造价低。
　　图2-9所示即为一种移动式压力冲洗机(又称压力冲洗小车)的简图。它可以用来清洗机车外部，其工作过程如下:
　　驱动电机14通过联轴器带动离心式清洗泵23工作，清洗液经吸液管、离心泵、橡胶软管绞盘5、橡胶软管18，由可调节的单式喷嘴8射出。
　　清洗时，除用单式喷嘴喷洗外，也可采用喷枪进行喷洗。喷枪的结构，如图2-10所示。
　　通过调整手柄8可以调节喷枪液流量的大小。转动喷枪头部可以获得柱形和扇形两种不同的液流。用柱形液流可以使污垢从被清洗件上分离，而用扇形液流，则可冲去已分离下来的污垢。
　　第三节　蒸汽浴清洗
　　蒸汽浴清洗是根据卤代烃类有机溶剂的理化特性，利用其蒸汽对金属零、部件表面的油污及油脂进行清洗的一种方法。最常用于蒸汽浴清洗的卤代烃类有机溶剂为三氯乙烯。由于三氯乙烯具有较强的除油污、去油脂能力以及一些其他的特点，因而用它作为清洗介质在清洗油污方面有其独到的功效。
　　下面即以三氯乙烯为例来说明卤代烃类有机溶剂的蒸汽浴清洗。
　　一、蒸汽浴清洗原理
　　蒸汽浴清洗主要是基于清洗介质——如三氯乙烯——的一些理化特性。
　　三氯乙烯具有沸点低、比热小、蒸发潜热小、加热快等特点，因而只需用较少的热能就可使其从液态转化为蒸汽。
　　当三氯乙烯在清洗槽内被加热后，即开始蒸发并生成蒸汽。由于三氯乙烯蒸汽的密度较大，因而能形成一个不易扩散的、稳定的蒸汽层。
　　在加热过程中，三氯乙烯蒸汽不断生成，它所保持的蒸汽层也不断扩大，蒸汽层的界面也就逐渐上升。此时可根据需要，设法将蒸汽层保持在一定的高度范围内，具体做法是在清洗槽内设置盘形冷凝管。当三氯乙烯蒸汽到达冷凝管位置时，蒸汽即在冷凝管上冷凝还原成液体，滴入集液沟，并流人浸洗罐(如图2—11a所示)。
　　
　　当蒸汽层准备就绪后，即可将待清洗的零、部件放入清洗槽内的蒸汽展中。此时由于零、部件与蒸汽之间存在着温度差，三氯乙烯蒸汽遇到温度较低的零、部件时，立即在待清洗件表面凝聚为液体。由于三氯乙烯具有很强的溶脂能力(常温下较汽油大四倍，在50℃时大七倍)，因而即对被清洗件表面上的油污及油脂不断进行溶解，以达到去油除污的目的。含有油污的三氯乙烯溶液则回滴到清洗槽下部的溶剂层中(图2-11b)。
　　就在这不断生成三氯乙烯蒸汽、冷凝、清洗去除油污、回滴的过程中，被清洗件的温度也逐渐上升。当被清洗件的温度上升到与三氯乙烯蒸汽温度相同时，在被清洗件表面上三氯乙烯蒸汽的冷凝作用也就停止，蒸汽浴清洗过程即告结束(图2-11c)。一般的油污件只需用蒸汽浴清洗就可达到洁净的目的。
　　当清洗小型零件、薄形零件以及油污过多的零件时，由于这类零件的吸热能力所限，在蒸汽浴清洗过程中温度升高很快。当零件与三氯乙烯蒸汽之间的温差消失以后，在零件表面的冷凝作用随即停止，而油污尚未完全溶解洗净。此时若延长清洗时间是达不到继续清洗的目的。因而只有在蒸汽浴清洗后辅以浸洗或冲洗(图2-11d)，方能得到良好的清洗效果。
　　浸洗是将零件直接放入浸洗罐中涮洗。冲洗则是用泵将浸洗罐中回集的洁净三氯乙烯溶液抽出，通过管道和手持喷枪冲洗零件表面，将剩余的油污冲掉。
　　采用三氯乙烯蒸汽清洗零、部件，能保证与被清洗件接触的三氯乙烯是纯净的。若使用三氯乙烯溶液来清洗，当然也能去除油污。但由于长时间的使用，三氯乙烯溶液内所含的油脂、污垢、杂质不断增加，势必降低清洗效果，影响清洗质量。
　　此外，在蒸汽层中进行清洗，可以根据被清洗件的高度来控制蒸汽层的厚度。若清洗大型零件(如柴油机机体等零件)时，可随时关闭冷却水，以便让三氯乙烯蒸汽的界面升高至被清洗件的高度。而在三氯乙烯溶液内清洗大件是很难清洗干净的(除非有特大的清洗槽和足量的清洗介质)。
　　二、蒸汽浴清洗设备
　　三氯乙烯蒸汽浴清洗设备一般由下列各部分组成:清洗槽、管状加热器、冷凝管、浸洗罐、冲洗装置(包括冲洗泵、连接管道及手持喷枪等)、污液罐、排气通风装置、起重设备、污液回收再生装置(包括蒸馏罐、水蒸汽喷嘴、冷凝器、液水分离器等)。三氯乙烯蒸汽浴清洗设备如图2-12所示。现将其主要部分简述如下。
　　1.清洗槽部分
　　1)清洗槽体
　　清洗槽体2是由3～5毫米厚的钢板焊接制成。槽体下部盛放三氯乙烯溶液，并装有管状加热器组4。为了防止污垢及杂质脏物积聚于槽底，以及有利于污液的排放，槽底制成单向斜坡形。处设有放污阀19，其周围称集污区。
　　清洗槽内下部还装有托架7及篦子8，用以安放待清洗的零、部件。浸洗罐6也直接放在篦子8上。托架7的高度约高出三氯乙烯液面80～100毫米，以便溶液沸腾时能留有一定的空间。
　　清洗槽上部装有冷凝管10及集液沟9。
　　清洗槽口的尺寸视被清洗件的大小而定，一般可按照常洗的工件的长与宽的尺寸再各增加200～300毫米为宜。
　　2)加热器
　　加热器用来加热三氯乙烯溶液，使其成为蒸汽。图2-12中4所示即为管状加热器组。除了采用电热的管状加热器外，还可采用蒸汽管来加热三氯乙烯溶液。采用这二种加热的办法，其目的是为了不让三氯乙烯与明火接触，以免使其分解生成剧毒的光气。
　　
　　图2—12中的管状加热器组是由六支5千瓦的电热元件所组成，总功率为30千瓦。电气接线分为两组，每组三支，星形联接，然而两组并联。额定电压为380伏，额定电流为27安。
　　(3)冷凝管冷凝管10是用来控制三氯乙烯蒸汽层的高度。当接通冷却水时，只要冷却所带走的热量大于或等于蒸发所需的热量，三氯乙烯蒸汽层就可以被控制在冷却水管以下。冷却水的出口温度一般控制在55℃以下。
　　蒸汽层的高度是从托架面起直至冷凝管的位置，这一尺寸可以按常洗工件的高度而定。总之，一定要使被清洗件完全处于三氯乙烯蒸汽层的包围之中，这样才能达到清洗的目的。
　　当清洗超过蒸汽层规定高度的大型零件时，可以采用临时关闭冷却水的办法，以便使三氯乙烯蒸汽能越过冷凝管10的圈位置继续上升，一直到达零件的高度。然后再适量接通冷却水，从而使蒸汽层稳定在所需高度。
　　冷凝管10的圈位置到清洗槽口平面这一段称为自由层。自由层的高度应为槽宽的65%，若小于这个高度将会因清洗槽口处的通风气流的影响而使槽内蒸汽层的不稳定。
　　冷凝管10用紫铜管制成，共盘成四圈，并与集液沟9一起吊装并固定在清洗槽上。为防止被清洗件在进出清洗槽时与其碰撞，冷凝管外装有护栅11加以防护。
　　4)清洗槽盖
　　清洗槽盖23通过其开启关闭机构，在被清洗件进出槽时开启，清洗时或停止工作时则关闭。它可以防止气流进入清洗槽内的蒸汽层中，达到稳定蒸汽层的目的。
　　2.防护装置
　　防护装置由排气罩14及通风机21组成。设置防护装置的目的是要控制有毒的三氯乙烯气体的扩散。
　　三氯乙烯的挥发主要通过两个途径。一是加热过程中三氯乙烯蒸汽的扩散；另一个是由被清洗件在清洗后带出的残留液所造成的挥发。为了防止三氯乙烯气体逸出，造成在场操作人员吸入中毒，三氯乙烯蒸汽浴清洗设备中必须有良好的、有效的防护装置。
　　根据三氯乙烯的挥发特点，通常采用开放式排气罩通风的办法就能达到防护的目的。排气罩14设在清洗槽上方。所谓开放式是指排气罩一端敞开，即为进风口，同时也作为被清洗件的出入口。这样的结构也便于工件的吊运。排气罩的另一端则与通风机21相连。
　　当通风机21开动后，外界的空气从排气罩14的敞开的进风口吸入，经由通风机21再通过高烟囱排出。进风口的空气流速可控制在0.7～1.0米/秒。这样的排气通风系统可使从进风口起至通风机之间形成一气流带，并在排气罩内造成负压。其结果可使清洗槽中挥发出来的三氯乙烯气体被空气帘所隔开，而不能逸出，并随气流带一起经烟囱排入高空大气，从而解决了三氯乙烯挥发气体的扩散问题。
　　通风机所需的通风量可按下式求出:
　　Q=3600·F·V　　　　(2-4)
　　式中Q——通风机所需通风量^{[米3/小时]}；
　　F——进风口的面积^[米2]；
　　V——进风口处的空气流速^[米/秒]，一般取为0.7～1.0米/秒。
　　排气罩的容积应大于清洗槽的容积。清洗后的工件应在排气罩内停留片刻，以便让清洗后残留在工件上的三氯乙烯溶液在排气罩内充分挥发，并由通风机将挥发气体抽走。工件在排气罩内的停留时间视情况而定。
　　采用这种开放式排气通风系统可以对三氯乙烯的两种扩散途径加以控制，它比封闭式防护装置更有利于防止三氯乙烯气体的扩散。实践表明，这种通风系统的防护效果是好的，它可以将作业场地的三氯乙烯气体浓度控制在19～33毫克/米3范围内，达到国家标准所规定的要求。
　　3.回收再生装置
　　经过一段时间清洗后，随着洗涤量的增加，三氯乙烯溶液中溶解的油脂以及污垢、杂质的含量也将逐渐增多。三氯乙烯的沸点则是随着其溶液中含油脂量的增加而逐渐上升，三氯乙烯溶液中油脂含量与其沸点、比重的关系曲线如图2-13所示。由曲线可以看出，当三氯乙烯溶液中油脂含量超过40%以上时，溶液的沸点则升高到100℃。此时不但清洗效果不佳，而且由于油脂含量的增多而使三氯乙烯溶液的粘度也越来越大。沸点上升使加热温度也越来越高。当三氯乙烯的加热温度达到120℃以上时，就会产生剧毒的光气，而且三氯乙烯也开始分解。这种情况是不能允许的。为此，当三氯乙烯的沸点上升到100℃时，必须立即停止使用。对三氯乙烯污液作回收再生处理，以获得纯净的三氯乙烯溶液。
　　
　　最简单的三氯乙烯污液回收再生处理办法是在清洗槽内直接进行蒸馏回收。此法效果较差，回收率仅为75%。一般采用“气提法”对三氯乙烯污液作回收再生处理，此法的回收率可达95%。现就“气提法”回收三氯乙烯作一简要介绍。
　　如图2-12所示，在经过一段时间清洗后，可打开放污阀19，将三氯乙烯污液排放到清洗槽下面的排污罐20中，然后经压气管18用压缩空气将排污罐中的三氯乙烯污液压送至三氯乙烯回收装置中。
　　三氯乙烯回收再生装置主要由蒸汽发生器、蒸馏罐、冷凝器、液水分离器等组成(图2-14)。
　　
　　回收再生装置的工作过程如下:在蒸汽发生器2内由管状加热器1来的加热水，使之产生水蒸汽，水蒸汽经输出管3被送至蒸馏罐5中。为了防止三氯乙烯污液倒流，水蒸汽输出管3先引向高处而后返下。水蒸汽被通到蒸馏罐内的一圈四周，开有许多小孔的喷汽管4，然后经水蒸汽喷嘴向外喷出。
　　蒸馏罐内存放由排污罐压送来的三氯乙烯污液。三氯乙烯污液经水蒸汽喷吹后，与水蒸汽形成共沸物，其沸点可降至73～76℃。当混合液温度达到73℃时，即开始蒸发，产生三氯乙烯蒸汽与水蒸汽的混合蒸汽。混合蒸汽通过输出管8被导至冷凝器10中。冷凝器10实际上是一个热交换器，内装有冷却铜管，通有冷却水。混合蒸汽通过冷凝器后，即还原成三氯乙烯溶液和水的混合液，然后再通至液水分离器15。在液水分离器中，利用三氯乙烯和水的比重不同，而将它们分开，水由液水分离器上部的出水管16流出，而三氯乙烯溶液则从T形出口管14向外引出。
　　当温度计7所指示的读数到达100℃时，即应停止回收再生工作。蒸馏罐5底部聚积的污油残渣可经由排污阀17排出。
　　
　　图2-15是某机务段的三氯乙烯清洗机的外形。
　　三、三氯乙烯蒸汽浴清洗注意事项
　　使用三氯乙烯对内燃机车零部件进行清洗时应注意以下事项。
　　1.对被清洗件的要求
　　1)首先应对被清洗件按照其不同形状、厚薄、大小、油污程度进行分类，然后分别进行清洗。小型工件应集中地放在用不易吸收及存留三氯乙烯的材料和形状制成的清洗筐内进行清洗。在放置被清洗件时，应根据工件的形状尽可能地将凹面向下，带堵的工件应将堵拆下，总之要考虑尽可能地减少三氯乙烯的额外损耗。
　　2)对带有大量油污及油脂的零件，在清洗前，应尽可能地将油污及油脂去除。因大量油污及油脂带入三氯乙烯溶液中会造成其提前劣化。
　　3)对带有水份的被清洗件，应先将水空净，以免水份进入清洗槽内，引起槽壁腐蚀和增加三氯乙烯的损耗。
　　2.对三氯乙烯溶液的要求
　　1)液面高度　清洗槽内液面高度应适当，液面必须盖过管状加热器50毫米以上，液面过高会影响三氯乙烯蒸汽层的高度，不利清洗。
　　2)溶液工作温度　工作温度不得超过100℃。
　　3)更换溶液　正常情况下三氯乙烯蒸汽是清澈透明的，但若在溶液中混有水份或因溶液内油脂增多而造成溶液的沸点升高，会产生油烟、水蒸汽，此时的三氯乙烯蒸汽呈浓雾状。沸点达100℃时必须更换新液(稍提前更换则更好)。
　　3.清洗时注意事项
　　1)蒸汽浴清洗时，被清洗件应在温度平衡后(即被清洗件上三氯乙烯蒸汽停止冷凝作用时)方可取出。辅助洗应在蒸汽浴清洗后在蒸汽层内进行，冲洗后工件上各处残留的三氯乙烯溶液应在蒸汽层内空净。
　　2)清洗时，冷却水的出水温度不得超过60℃。
　　3)清洗后的工件，必须在排气罩内停留片刻，待残留的三氯乙烯挥发完尽后方可取出。特别对于有凹形部分的工件，应加强辅助操作(设法将残留液空净后再放到排气罩内)。
　　4.其他注意事项
　　1)清洗场所严禁吸烟及明火作业。
　　2)清洗槽内严禁带入水份，以免造成槽壁腐蚀。
　　3)三氯乙烯严禁与氢氧化钠、氢氧化钾接触，以防爆炸。
　　4)进入清洗槽内清除积污或检修设备时，应预先确认残留的三氯乙烯及废气程度，穿戴防护用具，同时槽外必须有人监护。
　　第四节　超声波清洗
　　超声波清洗是将超声波的振动能量传播到清洗液中，利用两者的综合作用，来清除被清洗件上的污垢。
　　超声波清洗在工业上应用比较广泛，主要用于对零、部件清洗要求比较严格的场合，如零件在精加工过程中的清洗、装配前的清洗、几何形状复杂(多孔、深孔、弯孔、盲孔、微孔)的孔类零件的清洗，以及污垢粘附较牢的中小型零件的清洗。
　　超声波清洗除了能清除零、部件表面的油污外，对于零件表面残留的研磨膏、抛光膏等膏状污垢也有良好的清洗效果。此外，还可用来清除零件表面轻度的锈蚀层或氧化层。超声波清洗对于清除积碳效果很好(需采用专门配制的清洗液)，并已有较成熟的使用经验。
　　在内燃机车制造及修理部门，已将超声波清洗应用于一些中、小型零件和精密偶件的清洗，如缸盖、滚动轴承、齿轮、阀类零件、泵类零件、各种滤清元件、短轴、高压油泵柱塞副、喷油器针阀副、高压油泵出油阀副等的清洗。
　　在国外，已采用大功率的超声波清洗设备，来清洗柴油机机体及机车上的大型零、部件。我国有的柴油机修理工厂也开始采用大功率的超声波清洗机来清洗待修理的柴油机机体(缸径为150～230毫米)，并取得了理想的清洗效果。
　　采用超声波清洗，工艺简单，操作简便，劳动强度低，清洗质量好，清洗效率高，而且易于实现零、部件清洗自动化，因而是一种很有发展前途的清洗方法。
　　一、超声波清洗原理
　　超声波在本质上和声波是一样的，都是机械振动在弹性介质中的传播过程，超声波和声波的区别仅在于频率范围的不同。
　　声波是指人耳能听到的声音，一般认为声波的频率在20～20000赫范围内，而振动频率超过20千赫以上的声波则称为超声波。超声波中振动频率在100千赫以下的称为低频超声波；振动频率在100千赫以上到数十兆赫的称为高频超声波。用于清洗的超声波所采用的频率为20～400千赫，属于低频及高频超声波的范围。
　　超声波清洗时，在超声波的作用下，机械振动传到清洗槽内的清洗液中，使清洗液体内交替出现疏密相间的振动，液体不断受到拉伸和压缩。疏的地方受到拉伸，形成微气泡(空穴)；密的地方受到压缩。由于清洗液内部受超声波的振动而频繁地拉伸和压缩，其结果使微气泡不断地产生和不断地破裂。微气泡破裂时，周围的清洗液以巨大的速度从各个方向伸向气泡的中心，产生水击。这种现象可以通过肉眼直接观察到，即在清洗液中可以看到有剧烈活动的气泡，而且清洗液上下对流。此时若将手指浸入清洗液中，则有强烈针刺的感觉。上述这种现象称为超声空化作用。
　　在超声空化作用一定时间后，被清洗件上的污垢逐渐脱落(当然也有清洗液本身的作用在内)，这就是超声波清洗的基本原理。
　　较长时间的超声空化作用，会使被清洗件表面的基体金属有一定程度的剥落，这称为空化的浸蚀作用。
　　超声冲击波能在液体中产生微冲流，具有搅拌作用。在不相溶的两相液体中，微冲流能促使两液相面加速互相分散，具有乳化作用。
　　超声空化的产生是依附于空化核进行的，而被清洗件表面的缝隙正好是空化核的中心。
　　总之，超声波清洗是超声空化作用、浸蚀作用、搅拌作用、乳化作用及空化核作用的综合表现。其中空化作用在超声波清洗中是起主要作用的，它能破坏污垢微粒在被清洗件表面的粘附状态。再加上微冲流的作用，使清洗液产生振动和搅拌，将污垢从被清洗件表面清除干净。而乳化作用则使清洗下来的油污很快地分散、乳化在清洗液中。
　　应当指出，超声波清洗过程中，除了超声波的上述作用外，还有所采用的清洗液的浸润、浸透、乳化、分散及溶解等作用，其结果必然大大加速清洗过程，提高清洗效果。
　　二、超声波清洗设备
　　超声波清洗设备主要由超声波发生器及清洗槽两大部分组成。在被清洗件批量较大的情况下，还附有清洗液循环装置；有时为了实现清洗过程自动化，还附有被清洗件传送装置。
　　一般情况下，超声波发生器和清洗槽是两个结构上互相独立的装置，它们之间仅用一根电缆线连接起来，以传送电功率。但也有的超声波清洗设备是将发生器与清洗槽组合为一体的。超声波清洗设备外形如图2—16所示。
　　
　　超声波发生器是产生超声频电信号的功率源。常用的超声波发生器从结构上分为:电子管式、晶体管式、可控硅管式和高频电机式四种。其中可控硅管式超声波发生器体积小、效率高、操作简便。CFS-3型超声波发生器就属于这种类型。
　　超声波发生器的外部结构为一箱体，内装有各种电气元件。为了保证这些电气元件的正常工作，在功率较大的超声波发生器内还装有冷却风扇。发生器外部设有控制台，控制台上设有电源开关、高压开关、功率调节旋钮、频率调节旋钮以及显示阴极电流和屏极电压的电流、电压表。可控硅管式超声波发生器无频率调节旋钮。
　　超声波清洗槽由不锈钢槽体、换能器及支架等组成。
　　换能器是超声波清洗设备中的主要部件，换能器的功用是将超声波发生器输送过来的电功率转换成超声波的机械振动，然后通过不锈钢槽体的辐射，来促使清洗液也产生超声波的机械振动。
　　常用的换能器有磁致伸缩型及压电型两种。磁致伸缩型换能器用铁、镍、钻等铁磁性材料或其合金制成，利用其磁致伸缩效应在高频电流所形成的磁场中发生超声波的机械振动。压电型换能器是用压电晶体材料(如锆钦酸铅、钛酸钡等)制成，利用其压电效应，将电能转换为超声波的机械振动。
　　磁致伸缩型换能器激发的超声机械振动属低频(频率为20～60千赫)，适用于较大型零、部件的超声波清洗。压电型换能器激发的超声机械振动属高频(频率为100千赫～1兆赫)，适用于小型零件及形状复杂零件的清洗。
　　
　　为了获得较高的转换效率，换能器应尽可能地工作在其固有频率上。因为只有当外加电压的频率与换能器的固有频率相等或相近时，就会产生共振现象，此时输出的超声波有的振幅值，方能得到的输出功率。
　　压电型换能器的换能效率要较磁致伸缩型换能器为高，而且结构简单，超声波分布均匀，因此被广泛采用。图2-17所示即为压电型换能器的结构示意图。从结构上看，压电型换能器是在两种不同密度的材料——铁块和铝块——之间放置二片锆钛酸铅压电晶体，然后用螺栓将其夹紧连接而成。
　　一般情况下，在一个清洗槽上往往均匀分布地粘结有若干个换能器，其数量视超声波发生器的输出功率大小而定。同一组各个换能器的阻抗应相等或相近，以便使各个换能器上载荷均衡。同时还要求各个换能器的工作频率一致(频率差应在士0.1%范围内)，这样方能使各个换能器均有较高的转换效率。为此，同一台设备的换能器必须按阻抗及工作频率进行选配，选配好的换能器用E-1胶粘结在清洗槽体槽外底部。换能器与清洗槽体的粘结工艺及E-1胶的配方附于本节末。
　　为了能满足超声波清洗大型零件的需要，还有一种可以浸没在清洗液中工作的所谓浸没式换能器。浸没式换能器外面有密封的壳体，使用时，可以根据大型工件的形状，将换能器自由放置于清洗槽内，以达到用较小功率的换能器，来清洗较大工件的目的。
　　清洗槽体用不锈钢板焊制而成，具有耐腐蚀、耐疲劳、声导性能好、强度高、重量轻等特点。槽体采用不锈钢材料是因为清洗槽内可能使用各种酸、碱清洗液，而且超声波的能量在超声空化区域内非常集中，对槽体材料的强度要求较高。中、小型清洗槽的槽壁厚度一般为1～2毫米，大型清洗槽的槽壁厚度则为3～4毫米。清洗槽底要求光整平滑，通过槽底进出管道的连接要紧固，以免漏泄和清洗时产生振动噪音。
　　一般场合下，一台超声波发生器配备一台清洗槽，但是一台大功率的超声波发生器也可以同时配备几台功率较小的清洗槽，只要它们之间功率能匹配相等即可。
　　在清洗大型零件或使用大型清洗槽时，除了采用大功率的超声波发生器外，还常常将几台中小功率的超声波发生器
　　
组合使用。如用三台功率各为2千瓦的超声波发生器组合起来清洗磨床的花键轴即为一例。
　　为了使超声波清洗设备的工作状态，其发生器的输出阻抗与换能器的总的动态阻抗应相一致，发生器与换能器的工作频率也应相一致。这样，在额定工况下，超声波发生器通过换能器转换出来的声功率。
　　我国生产的超声波清洗设备已形成系列，其功率等级有:150瓦、250瓦、500瓦、1000瓦、2000瓦及5000瓦等若干种。应根据被清洗件的尺寸、形状及清洗批量来选定所需的清洗设备。
　　国产的几种超声波清洗设备的型号、规格及主要技术参数列于表2-2中。现就其中的CFS-250-5型及CSF-6型超声波清洗机作一简要介绍。
　　1.CFS-250-5型超声波清洗机
　　该型超声波清洗机是一种小功率的清洗设备。它由CFS-250-5型超声发生器及CQX-250-5型清洗槽所组成。其输出功率为250瓦，连续工作时间为8小时以上。该型清洗机使用及维修保养都比较简便，因而被广泛采用。由于它的功率及清洗槽的容量较小，因此在内燃机车制造和修理工厂及内燃机务段，主要用来清洗柴油机的精密偶件及各种仪表等。
　　CFS-250-5型超声波发生器的电气原理图如图2-18所示。
　　2.CSF-6型超声波清洗机
　　CSF-6型超声波清洗机由CSF-6型超声发生器及CSQ-5型清洗槽组成。其输出功率为2000瓦，连续工作时间为8小时以上。该型清洗机是一种功率较大的超声波清洗设备，由于它的清洗槽的容量较大，因此用来清洗内燃机车中、小型零件，清洗效果良好。图2-19为CSF-6型超声波清洗机的外形，图2-20为CSF-6型超声波发生器的电气原理图。
　　
　　CSF-6型超声波发生器的电路由振荡级、倒相级、推动级、功率放大级及电源等部分组成　(图2-21)。
　　振荡级由三极管G₁接成电感回授式板栅振荡电路，其中电感L₁、电容C₁、C₂决定了电路的工作频率。调节电容C₁，即可改变其工作频率。
　　倒相作用由倒相变压器T₁来完成。
　　推动级由电子管G₃、G₄等组成，该级为一对工作于甲类状态的推挽功率放大器。
　　末级功率放大由电子管G₅～G₈(4×FU-81)组成二对并联推挽电路，工作于甲、乙类状态。功率最后由输出变压器T₃输到换能器，此时输出的为电振荡信号。
　　
　　电源部分包括高压、帘栅压、中压、偏压及灯丝电压等。其中高压、帘栅压由变压器T₄变压后，经三相桥式整流而得；偏压是由变压器T₆将电源电压变压后，经二极管D₁₃～D₁₆桥式整流，再经电阻分压而得；中压也由变压器T₆变压后，经二极管D₁～D₂₀整流而得。
　　CSF-6型超声波清洗机的清洗槽由不锈钢槽体、29个压电型换能器及支架等组成。29个换能器为并联连接，通过调整匹配电感的电感量，可使换能器与发生器之间获得的匹配，以保证的输出功率。
　　三、超声波清洗工艺分析
　　超声波的清洗效果取决于超声波清洗工艺的正确选用。为此，对一些工艺参数(如超声波频率、超声波功率密度、超声波清洗时间)、被清洗件的放置、对清洗液的要求及其配方等作一简要分析。
　　(一)超声波频率
　　在超声波清洗中，首先要正确选用超声波的频率。超声波频率是起决定性作用的工艺参数，因为它对空化作用有直接的影响。超声波频率越低，超声空化作用越强，清洗效果也比较理想，但噪音较大。故一般采用的超声波频率为20千赫左右，此时的空化作用强，清洗效果也比较好。
　　对于表面光洁度较高的零件以及具有较小直径的孔类零件，宜采用波长较短、能量较集中的高频超声波清洗。但高频的超声振动在清洗液中衰减较大、作用距离较短、空化强度较弱，因而清洗效率也较低。此外，还由于高频超声波的方向性所产生的“阴影”，会造成被清洗件的某些部位清洗不到的现象。
　　在使用无频率跟踪的超声波清洗机时，需经常调节超声波发生器的“频率调节”旋钮，以便使其输出信号的频率与换能器的固有频率始终保持一致，从而达到空化作用最强、清洗效果的目的。
　　(二)超声波功率密度
　　超声波清洗中，清洗效果是随着超声波功率密度增加而提高的。但过高的功率密度会由于空化作用过份强烈而引起被清洗件表面的浸蚀(即所谓空化腐蚀)，从而使被清洗件表面受到损伤。这种现象尤其对工件上的各种镀层以及铝合金件更为突出。为此，对于油污程度严重、形状复杂、有深孔和盲孔的被清洗件，以及在清洗槽较深、清洗液粘度较大时，可选用较大的功率密度。高频超声波清洗时，功率密度也可以选大一些，以抵消其衰减大、作用距离短的弱点。若在粘度较小的清洗液中进行漂洗时，则超声波功率密度可以选小一些。
　　(三)清洗时间
　　超声波清洗的效果和质量与超声波清洗的时间有关。清洗时间太短会达不到清洗的质量要求；但清洗时间过长，不仅降低工效，而且由于超声波对被清洗件表面的空化腐蚀作用而影响了零件的表面质量。
　　油污程度严重、形状复杂的零件清洗时间宜略长一些；具有各种镀层的零件、铝及铝合金件的清洗时间应短些；表面光洁度较高的零件，一般情况下油污会相对少一些，此时清洗时间也不宜过长。
　　对于不同件的具体清洗时间应通过试洗确定之。
　　(四)被清洗件的放置及清洗方式
　　常用的超声波清洗方式是将被清洗件放在清洗槽内清洗液中进行清洗，这主要适用于一般中、小型零件。对于外形尺寸较大的大型零件，可采用局部清洗方式。即将被清洗件部分浸入清洗液中进行清洗，待清洗完毕后再将尚未清洗的部位浸入清洗液中继续清洗，依次直至完全洗遍。对于能在清洗槽中放下的大型零件(如曲轴)，则可采用浸没式换能器进行超声波清洗。
　　对于油污程度严重的零件，可先加热浸洗或冲洗，然后再采用超声波清洗。这样可以提高清洗效率和降低清洗成本。
　　对于几何形状比较复杂(如有大小不等的孔穴、凹角等)的零件，则可采用多种频率的超声波清洗，即分别在几种不同的超声波频率下进行清洗。
　　对于要求严格的工件，可采用几种不同配方的清洗液，分槽依次进行超声波清洗。若使用水溶性清洗液(如碱性清洗液和金属清洗剂清洗液)进行清洗，则最后应用热水对工件进行漂洗。
　　在同一清洗槽内，超声波的空化强度并不是均匀相等的。就清洗槽的垂直方向而言，分为空化强烈区和不强烈区。空化强烈区与不强烈区相间，如图2-22所示。超声波清洗时，应将被清洗件置于空化强烈区内，以便获得较好的清洗效果。若工件较大，则可在清洗时使工件作缓慢的移动。空化强烈区内，越接近超声源，空化强度越高。为此，超声波清洗时，应使被清洗件尽可能地接近超声源。若被清洗件离开超声源太远，则超声波的部分能量将被清洗液所吸收。
　　对于那些精度较高的零件，在超声波清洗过程中，为了使它们彼此不至相互撞击而破坏工件的表面精度，应制备一些形状简单的挂具放在清洗槽内，以吊挂各种被清洗件。这样做还可防止工件直接压放在清洗槽底的辐射面上。
　　
　　对于小型零件，超声波清洗时，应将它们集中于清洗筐内，然后放入清洗槽中。清洗筐的网眼应尽可能大些(以零件不至于掉落为限)，因为清洗筐的网眼越小，超声波能量的衰减越大。
　　超声波清洗过程中，可以将吊挂的被清洗件在清洗槽内来回移动，这样可以使工件能经常通过空化区域，同时也加强了清洗液的搅动，有利于提高清洗效率。
　　被清洗件在清洗槽内的安放位置应尽可能地接近槽底辐射面，但绝不能直接搁放在槽底辐射面上。这是因为清洗槽底的超声波辐射面受压以后，不但会直接影响超声波的机械振动，降低清洗效果；而且由于换能器是一直处于工作状态下，而超声波能量却散发不出去，最终会导致换能器从清洗槽底部脱落和换能器中的压电晶体材料的破损。
　　在清洗槽内放置工件时，应将被清洗件的重点清洗部位对准超声源。同时还应考虑到清洗时要使被清除下来的污垢能顺利地从被清洗件内排出，如清洗喷油器时，应将喷油器的喷油孔一端朝上，大孔朝下。
　　对于被清洗件上的盲孔的清洗，应先在盲孔内注满清洗液，然后将盲孔朝下对准超声源。在清洗过程中，必须使盲孔内的清洗液始终保持充满状态，这样方能取得清洗效果。
　　应当指出，有一些零件在清洗前应先进行退磁处理，否则清洗件内残存的铁屑不易在清洗中清除干净。
　　(五)对清洗液的要求
　　由于超声波清洗的特点，对于所采用的清洗液应有如下要求:
　　1.对油污、油脂、尘土及膏状粘附物有良好的溶解能力，清洗效果要好。
　　2.要有一定的表面张力、适当的密度和粘度，以有利于空化作用的产生。表面张力大，空化强度强；清洗液粘度小，容易产生空化。
　　3.超声波在清洗液中能量衰减要小。
　　4.对精密件的清洗有缓蚀作用。
　　5.使用安全，公害要小。
　　常用于超声波清洗的清洗液有:碱性清洗液、金属清洗剂清洗液、混合烃类有机溶剂(汽油、煤油、柴油等)、卤代烃类有机溶剂(三氯乙烯等)和芳香烃类有机溶剂(如酒精)。但其中混合烃类有机溶剂由于其表面张力较低，因而超声空化作用较差。而卤代烃类有机溶剂则由于其发生振荡的程度高，溶解油污的能力强等特点，因而比较适用于超声波清洗。
　　(六)清洗液的工作温度、加热和过滤
　　超声波清洗时，清洗液的温度对于超声空化作用有一定的影响。适当提高清洗液的工作温度有利于空化作用。对于不同的清洗液均有不同的空化温度。图2-23所示即为几种清洗液的温度与超声波清洗时空化强度的关系曲线。
　　
　　一般有利于空化的温度为:
　　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　43～65℃
　　三氯乙烯　　　　　　　　　　　　　　　32～48℃
　　混合烃类有机溶剂　　　　　　　　　　　20～35℃
　　金属清洗剂清洗液　　　　　　　　　　　20～35℃
　　但是清洗效果并不是完全取决于空化时的温度，它还取决于所采用的清洗液在一定温度时所具有的清洗性能。若只从后者出发考虑，则清洗液温度越高(当然也有一定的限度)，清洗效果越好。
　　为此，必须对上述两方面的因素加以综合考虑，同时还要确保换能器与清洗槽底的粘结强度，故清洗液的工作温度不宜过高。如在超声波清洗时，采用金属清洗液其工作温度可在45℃左右，而三氯乙烯的工作温度可在40℃左右。
　　超声波清洗时，清洗液的清洗性能有如下特点:
　　1.低浓度(有一定限度)的清洗液比高浓度的清洗液的清洗能力强。
　　2.低温和中温的清洗液比高温的清洗液的清洗能力强。
　　3.对于各种类型的污垢，弱碱性的清洗液比不采用超声波清洗的强碱性清洗液的清洗效果要好。
　　对于水溶性清洗液可采用蒸汽加热或用管状加热器加热(即电阻丝加热)；对于各类有机溶剂只能采用管状加热器对其加热。
　　清洗液的加热应在清洗槽外进行。因为在槽内加热，会使热源直接加热换能器与清洗槽底的粘结部位，从而影响其结合强度。采用蒸汽直接加热清洗液，会造成清洗液浓度的不稳定，因此清洗液的蒸汽加热应采用热交换的方法。清洗液蒸汽加热(热交换方式)示意图如图2-24所示。
　　
　　在被清洗件批量较大的情况下，清洗液比较易于污化。清洗液中污垢成份的增加不仅会降低清洗性能，还会影响超声空化作用。为此可以采用如图2-25所示的清洗液过滤净化循环装置来处理清洗液。该装置由清洗槽、清洗液滤清器、电动输液泵及加热器等组成，它可以起到清洗液的加热和滤清的双重作用。应当指出，在超声波清洗中，清洗液的循环不能太快，否则会使清洗液中因带入气体而影响空化程度。
　　该装置中的清洗液滤清器分为粗滤器和精滤器两部分。粗滤器内装填有羊毛毡、砂、木屑等物，精滤器可利用报废的内燃机车燃油滤清器来代替。这样的粗、精滤器制作方便，成本较低，滤清效果也很好。若要进一步滤清清洗液中直径为0.002毫米以下的研磨砂粒时，则需要采用静电过滤等方法。
　　
　　采用上述清洗液加热及过滤净化循环装置，不但提高了清洗效果，还可以延长清洗液的使用期限，降低清洗成本。
　　图2-26是一种回转式多工位超声波清洗设备及其工作过程示意图。
　　(七)超声波清洗液的配方常用的超声波清洗液的配方、清洗工艺及主要用途列于表2-3和表2-4。
　　(八)换能器与清洗槽体的粘结工艺及E-1胶的配方换能器是用粘结的办法将其粘固在清洗槽体(槽外底部)上，由于换能器是处在高频振动及较高的工作温度条件下工作，因此它很容易从槽体上脱落下来。在超声波清洗设备的维修工作中，修理及胶粘换能器占很大的比重。
　　对于脱落下来的换能器，应检查其完好状态。若发现其压电晶体片有破损、紧固螺栓有裂损等，应予以更换。然后将修复或新的换能器用E-1胶粘结到清洗槽体底面。
　　
　　E-1胶的配方为:
　　A组　6010环氧树脂………………………………100份
　　　　 聚丁二烯环氧…………………………………30份
　　　　 聚硫橡胶………………………………………10份
　　B组　4-乙基、2一乙基咪唑………………………7份
　　　　 固体咪唑………………………………………3份
　　　　 磷苯二甲酸聚烯脂……………………………5份
　　C组　石英粉(200～300目)(经高温焙烧)
　　使用组份:
　　A:B:C=3.5:0.375:0.75(重量比)
　　具体粘结工艺如下:　　　　　
　　粘结前，先对不锈钢槽体的粘结处表面进行喷砂处理，然后进行整形，要求粘结表面粗糙而平整。将待粘结表面清洗干净，并用丙酮擦净。然后将其予热至80℃，用调组好的E-1胶(约2克)放到换能器粘结面的中心，再合放到槽体的粘结部位。此时应一面加压，一面慢慢地旋转换能器，使E-1胶从换能器中心均匀地向四周溢出，以避免粘结处有气泡存在。胶层应越薄越好。
　　上完E-1胶后，将清洗槽(连同粘结在上的换能器)放入烘箱，每个换能器上加压数公斤。然后将烘箱温度由室温升高到100℃(约1小时)，再保温2小时，最后待烘箱冷却到室温时即可取出。
　　超声波清洗时，为了保证换能器与清洗槽体之间有足够的粘结强度，清洗液的工作温度要控制在80℃以下。
　　第五节　电化学清洗
　　对于一些表面有锈蚀、各种腐蚀层、旧漆层、同时又沾有一定程度油脂及污垢的零件，用一般的清洗方法不易清洗干净，此时若采用电化学清洗，可以获得良好的效果。
　　电化学清洗适用于形状简单的梁架表面、密闭容器内壁以及零件电镀前的清洗。这种方法清洗质量高，清洗效率也高，而且成本较低、设备简单、操作容易。
　　一、电化学清洗原理
　　电化学清洗又名电解清洗。电化学清洗所采用的电解液同时又具有润湿、渗透、乳化等去污能力，因而兼有清洗液的功能。在一般的浸洗过程中，只是依靠清洗液的物理化学作用，因而清洗过程比较缓慢。若在清洗过程中辅以电解反应，则可以促进清洗作用，进一步提高清洗效率，缩短清洗时间。
　　电化学清洗时，先将被清洗件浸没在电解液(清洗液)中，然后通以直流电进行电解反应。电解反应时，被清洗件作为阴极，专用的铁制的极板或清洗槽作为阳极。电解液可采用酸性清洗液或碱性清洗液。由于酸性溶液在不通电情况下，对作为阴极的金属零件会有一定的“溶解”作用(碱性溶液不会产生这种情况)，因而用于电化学清洗的电解液都为碱性清洗液。一般常采用以氢氧化钠为主体的碱性清洗液。氢氧化钠的水溶液不仅其电离程度很高，有利于电解反应的进行，而且具有良好的去污能力。为了提高氢氧化钠水溶液的清洗性能，通常在其中还加入适量的碳酸钠、硅酸钠、磷酸三钠或一些表面活性剂。
　　电化学清洗时，碱性清洗液(电解液)中的氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na₂CO₃)、硅酸钠(Na₂SiO₃)等分子离解为Na⁺、OH^-、CO^--₃、SiO^--₃等离子；水作为一种弱的电解质，也有部分水分子离解为H⁺离子和OH离子。
　　通以直流电后，电解液中上述这些离子由于它们所带的电荷不同，分别移向阴极和阳极。带正电荷的钠离子和氢离子移向阴极，在阴极上获得电子，进行还原反应；带负电荷的碳酸根离子、硅酸根离子和氢氧根离子移向阳极，在阳极上失去电子，进行氧化反应。在电解槽(即清洗槽)内的电解反应中，正离子获得电子或负离子失去电子的过程均称为放电。
　　可见，在通电过程中，阴极上放电的正离子有两类，即各种酸根离子和氢氧根离子；阳极上放电的负离子也有两类，即各种金属离子和氢离子。上述这些离子中，究竟哪一种离子先放电，这和它们的标准电极电位、溶液中离子的浓度、电极材料和电解产物是否是气体有关。
　　在阴极上进行的是还原反应，首先参加反应的是那些最容易与电子结合的离子，即那些电极电位较高的离子。电化学清洗时，阴极上聚集有Na⁺和H⁺离子，Na⁺离子的标准电极电位为-2.7109伏(温度为25℃时)，而H⁺离子的标准电极电位为0伏。因此，在阴极上H⁺离子要比Na⁺离子容易与电子结合而成氢原子，并以氢分子(H₂)的形式析出，呈小气泡状积聚在阴极(即金属零件)的表面。图2-27所示即为电化学清洗时电解过程示意图。
　　
　　氢气从阴极表面析出后，由于金属零件表面有污垢、腐蚀物等覆盖，微小的氢气泡只能滞留在污垢及零件表面之间。氢气泡总有脱离零件表面的趋向，但由于氢气泡太小，其张力及升力远不足以抵消污垢及腐蚀层与零件的粘附力，因而虽然氢气有所积聚，但仍只能继续滞留在这两者之间。
　　随着电解反应的连续进行，氢气不断析出，氢气泡也就越来越大。最终，零件表面的污垢，在不断增加的氢气泡张力和升力的作用下，被从零件表面推开。氢气泡浮上电解液表面，污垢则自零件表面“剥离”而掉落在电解液中。这就是电化学清洗的原理。电化学清洗时污垢剥落过程如图2一28所示。
　　
　　电化学清洗时，起主要作用的是电解反应，电解液的润湿、渗透、乳化等去污清洗能力为辅。这两个作用是同时进行的，又是相互促进的。由于电化学清洗具有这样双重的清洗特点，因此对于清除铁锈、各种氧化腐蚀层有其独到之处。此外，碱性电解液还能破坏油漆层的成膜物质，能使漆层软化、膨胀、起皱皮，加上电化学清洗时的电解反应，由氢气泡所产生的张力和升力能使漆层从零件表面剥落下来或呈稀泥状物质附在零件表面，因此电化学清洗还可用来清除零件表面的旧漆层。
　　二、电化学清洗设备
　　电化学清洗设备比较简单，主要包括电气柜和清洗槽两大部分。
　　1.电气柜
　　电化学清洗设备的电气部分均集中于电气柜内。电气部分的作用是将输入端的交流电进行整流而以直流电输出。输出端一般为低电压、大电流，电压为2～7伏。随着被清洗件污垢严重程度的不同，采用的电流密度也不同，一般电流密度取为10～15安/分米²。
　　图2—29所示即为电化学清洗设备的电气线路图。该设备采用可控硅整流，输出电压和输出电流均为可调。输入为
　　
380伏三相交流电，输出电压0～24伏，输出电流为0～4000安。
　　2.清洗槽
　　清洗槽由钢板焊接而成，其大小及形状应根据所清洗的零、部件而定，清洗槽的高度应能保证被清洗件全部浸没在电解液中。
　　电化学清洗时，清洗槽可作为阳极，也可以用铁板作为阳极(铁板外应包以帆布)。
　　电化学清洗时，电解液应加热，电解液温度可掌握在50～90℃范围内。清洗延续时间视被清洗件的污垢程度而定。
　　电解反应时，氢气从阴极析出，能对零件起到保护作用，使其不受腐蚀。但另一方面，作为阴极的金属零件过分吸收氢气后，本身就会变脆，产生所谓零件“氢脆”现象。这一点对于抗拉强度较高的钢材尤为显著。此外，对于零件电镀前的清洗，由于零件吸收了氢气，会使以后镀上的镀层质量变坏。为此，可在电解液中加入适量的缓蚀剂，能起到抑制“氢脆”的作用。
　　3.电化学清洗液(电解液)配方实例
　　电化学清洗的质量及效率在一定程度上与清洗液(电解液)的配方有关。清洗液配方一般通过试验确定，用其他方法清洗时的配方，对于电化学清洗不一定合适。
　　下列二个配方用于电化学清洗污垢较重的钢铁零件比较效。
　　配方一(每升电解液中各成份的含量):
　　氢氧化钠…………………………………15克
　　碳酸钠…………………………………15～20克
　　硅酸钠或软肥皂……………………0.3～0.5克
　　磷酸三钠……………………………3～5克
　　水…………………………………………余量
　　配方二(每升电解液中各成份的含量):
　　氢氧化钠…………………………………33～36克
　　硅酸钠…………………………………0.3～0.5克
　　水………………………………………………余量
　　第六节　熔　盐　清　洗
　　熔盐清洗是一种较新的清洗方法，它可以有效地清除粘附于柴油机活塞及其他零、部件上的积碳。采用这种方法清除积碳，不仅可以缩短清洗时间、提高清洗质量，而且还可以降低清洗成本。
　　用于清洗的熔盐，其成份为:氯化钠5%、硝酸钠30%、氢氧化钠65%。
　　熔盐清除积碳的原理是:按上述比例组合而成的熔盐，被加热至熔化，利用其强烈的氧化作用，使积碳氧化，而其余不能被氧化的物质，则溶于熔盐中，形成熔渣而将其去除。
　　
　　熔盐清洗设备由熔盐槽、酸液槽和清水槽组成。清水槽又分为冷、热水槽，一般用3～4毫米的普通钢板焊制而成。酸液槽应由不锈钢板焊制。图2-30所示即为熔盐槽结构示意图。熔盐浴槽3安装在用耐火砖作衬层的井式电炉中，熔盐浴槽3与耐火砖衬层1之间有起绝缘作用的石棉衬垫层。熔盐槽外敷设有加热用的镍铬合金电阻线2。槽体装在金属支架4中，槽的上部有金属罩5，罩上开有检查孔6，可用以监察零、部件的清洗过程。金属罩还能起到保护操作人员免受熔盐飞溅而烫伤的作用。
　　各槽的尺寸及整个清洗设备的大小，则根据被清洗件的外形尺寸及同时清洗的数量多少而定。
　　熔盐的工作温度为250°C，熔盐密度为1.7克/厘米³，电热线的额定功率为35千瓦。熔盐可以使用半年或更长时间。使用过程中，要不断向熔盐槽中添加熔盐，以保持熔液面达到规定的高度，并定期剔除熔渣和污垢。
　　熔盐清洗的工艺流程如下:
　　1)被清洗件先用一般清洗方法(诸如碱溶液清洗)去除油污；
　　2)进入熔盐槽清洗；
　　3)在冷水槽内用流动水冲洗；
　　4)转入酸液槽进行酸洗，酸洗温度在50°C左右，酸洗时间5～10分钟；
　　5)酸洗后，在热水槽内用温度为80～90°C的热水冲洗，冲洗时间为5～15分钟，目的在于去除被清洗件上残留的酸液，并使清洗后的零件快速干燥。
　　熔盐清洗不但可以去除零件上的积碳，而且还可以清除内燃机车零、部件上的焦油、锈垢、氧化皮、漆层及其他涂层等。