于洪博++于憲宇

[摘 要]作者在東風4B型內(nèi)燃機車C6級維修的水阻試驗時發(fā)現(xiàn)，當柴油機全速運轉(zhuǎn)時，機車機油系統(tǒng)中的機油和機車冷卻水系統(tǒng)中的水溫度已經(jīng)達到技術(shù)要求的上限，但是機車的冷卻風扇并不動作，導致機車柴油機工作時產(chǎn)生的熱量不能及時有效地散發(fā)，致使柴油機出現(xiàn)故障。本文將找出冷卻風扇不動作原因并給出解決辦法。

[關鍵詞]東風4B型內(nèi)燃機車；故障；分析；處理；冷卻風扇

中圖分類號：T11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0060-01

1.概況

東風4B型內(nèi)燃機車是交——直流電力傳動，干線客、貨兩用的內(nèi)燃機車。機車柴油機的最大運用功率為2430kW。客運和貨運兩種機型除牽引齒輪傳動比不同外（客運機車為3.38；貨運機車為4.5），機車的結(jié)構(gòu)完全一樣。

機車的冷卻裝置分為高溫（柴油機水系統(tǒng)）、低溫（中冷器、機油熱交換水系統(tǒng)）兩個循環(huán)系統(tǒng)，共56組散熱器（高溫24組，低溫32組）呈V形布置。在散熱器的V形空間頂部安裝兩個冷卻風扇，它由ZM-732型靜液壓馬達驅(qū)動。在風扇驅(qū)動系統(tǒng)中，設有帶感溫元件的溫度控制閥，隨著機車工況的變化，使冷卻風扇的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)了無級變速，它可以實現(xiàn)油、水溫度的自動控制，這樣不僅降低了冷卻風扇的功率消耗，而且提高了內(nèi)燃機車柴油機的經(jīng)濟性和壽命及其運動件的耐磨性。

內(nèi)燃機車的兩個冷卻風扇各自具有一套獨立的靜液壓傳動系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)完全一樣，均由靜液壓泵、溫度控制閥、靜液壓馬達、安全閥、熱交換器、油箱、高壓軟管及其他管件組成。圖1-1為內(nèi)燃機車的冷卻風扇采用靜液壓傳動系統(tǒng)示意圖。

靜液壓傳動系統(tǒng)的工作原理如下：

當柴油機運轉(zhuǎn)時，柴油機曲軸自由端經(jīng)過萬向軸帶動靜液壓變速箱，通過靜液壓變速箱的兩側(cè)輸出軸的內(nèi)花鍵直接帶動靜液壓泵，靜液壓泵從油箱把油吸入后，通過壓力管路將油送至液壓馬達，液壓馬達在壓力油的作用下進行旋轉(zhuǎn)，從而帶動冷卻風扇工作，高壓油在液壓馬達里釋放能量后竟會有管路返回至油箱。

當柴油機的機油溫度、冷卻水溫度分別低于規(guī)定的55℃和74℃時，并聯(lián)在液壓馬達管路中的溫度控制閥處于開啟狀態(tài)，靜液壓泵壓出的工作油從此閥經(jīng)旁通回油管路流回油箱。此時，高壓油路將建立不起壓力，冷卻風扇不能轉(zhuǎn)動，靜液壓泵處于無負荷的工況下運轉(zhuǎn)，所以消耗的功率很小。反之，隨著柴油機負荷的增加，機油溫度和冷卻水溫度上升并達到規(guī)定值時（機油溫度達到55-65℃，冷卻水出口溫度達到74-82℃時），則各自系統(tǒng)溫度控制閥中感溫元件里的石蠟、銅粉混合物受熱從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，體積膨脹，從而推動溫度控制閥體內(nèi)的滑閥，逐漸將閥體內(nèi)的旁通口關閉，高壓的工作油則大部分或全部進入液壓馬達，從而風扇相應從低速至全速旋轉(zhuǎn)。當柴油機負荷減少，機油和冷卻水溫度下降時，這一過程又

逆回至低溫狀態(tài)。如此周而復始由溫度控制閥自動控制冷卻風扇的工作。

2.原因分析

2.1 溫度控制閥失效

從靜液壓系統(tǒng)工作原理可知，溫度控制閥在靜液壓系統(tǒng)中起到調(diào)節(jié)通往靜液壓馬達壓力油流量的作用。當柴油機油、水溫度達到一定值時，溫度控制閥內(nèi)的恒溫元件動作，從而推動滑閥關閉旁通回路，經(jīng)由液壓馬達的壓力油逐漸增多，使馬達逐漸達到全速運轉(zhuǎn)。

溫度控制閥失效將造成靜液壓油從溫度控制閥旁通回路部分或全部流回油箱，導致風扇轉(zhuǎn)速達不到要求或不工作。造成溫度控制閥不工作的原因如下。

（1） 滑閥與閥體的配合間隙不當或有贓物使滑閥犯卡；

（2） 感溫元件失效，其推桿不能隨油、水溫度變化產(chǎn)生相應動作；

（3） 滑閥的行程達不到要求，其最大行程小于7.5mm，導致滑閥在油、水組稿溫度（機油溫度達到55-65℃，冷卻水出口溫度達到74-82℃時）不能全部關閉閥口。

2.2 靜液壓馬達故障

東風4B型內(nèi)燃機車采用的ZM-732靜液壓馬達常見故障如下。

（1） 馬達軸承燒損，風扇轉(zhuǎn)動時阻力增大，造成風扇轉(zhuǎn)動不靈活或不動作；

（2） 油缸體表面拉傷嚴重，導致油缸體與配流盤表面不能緊密貼合；

（3） 靜液壓馬達柱塞或油缸體內(nèi)控拉傷，使得其配合間隙不符合要求，就會影響到柱塞正常的吸油和排油；

（4） 前泵體內(nèi)的軸承裝反，馬達主軸承連同軸承內(nèi)圈在高壓油的作用下向上移動，是油缸體和配流盤之間出現(xiàn)過大間隙，管路中高壓部分不能建立起足夠的油壓，馬達受不到靜液壓油的壓力作用，造成風扇轉(zhuǎn)速低或不動作。

2.3 靜液壓油管路連接方式有誤或管路堵塞

內(nèi)燃機車的兩個冷卻風扇各自具有一套獨立的靜液壓傳動系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)完全一樣，均由靜液壓泵、溫度控制閥、靜液壓馬達、安全閥、熱交換器、油箱、高壓軟管及其他管件組成。但是兩套系統(tǒng)分別用于使柴油機機油系統(tǒng)內(nèi)機油溫度和柴油機冷卻水系統(tǒng)中的了水溫降低。如果將兩套系統(tǒng)的管路連接錯誤，或者管路中存有污物堵塞管路，會導致管路中局部溫度過高，但是溫控閥不工作。

3.處理方法

東風4B型內(nèi)燃機車C6級維修后冷卻風扇轉(zhuǎn)速慢或不動作。處理故障時，應準確判斷其產(chǎn)生的原因，并采取以下步驟進行檢查和處理。

（1） 檢查靜液壓系統(tǒng)管路是否按照設計原理圖連接，發(fā)現(xiàn)錯誤及時更改；

（2） 逐段檢查系統(tǒng)管路中是否錯在堵塞現(xiàn)象，如果堵塞，盡快分解處理；

（3） 更換或短接溫度控制閥，如果問題得到緩解，即為溫度控制閥出現(xiàn)故障，更換新的溫度控制閥；

（4） 檢修靜液壓馬達時，最好測量其容積效率。因為柱塞連桿組與相應缸體的間隙過大，其泄漏量必然過大，因而容積效率降低。當靜液壓馬達容積效率降低時必須更換；

（5） 把靜液壓馬達改為雙油封后，泄露情況基本消除，可是風扇運轉(zhuǎn)良好。

參考文獻

[1] 李曉村，內(nèi)燃機車故障綜合分析與處理[M]，北京：中國鐵道出版社，2001.

[2] 鐵道部大連機車車輛工廠，東風4B型內(nèi)燃機車[M]，大連：大連理工大學出版社，1993.