付麗強

（潞安集團鐵路運營公司機務段檢修車間， 山西 長治 046031）

引言

潞安集團鐵路運營公司裝備的DF4D 型內燃機車用于煤料的運輸作業(yè)，在近5 年作業(yè)過程中，常出現(xiàn)高溫冷卻系統(tǒng)水溫高卸載故障，特別在夏季時節(jié)，故障率更是居高不下，經常需要停機檢修從而影響了運輸效率。作者常期工作在DF4D 型內燃機車故障維修的一線，結合DF4D 型內燃機車水冷卻系統(tǒng)的結構，對水冷卻系統(tǒng)的故障與處理進行了分析研究。

1 機車冷卻水系統(tǒng)的基本組成

DF4D 型內燃機車水冷卻系統(tǒng)分高溫冷卻、低溫冷卻。高溫冷卻主要是對內燃機車柴油機氣缸套、氣缸蓋及增壓器進行冷卻作業(yè)；低溫冷卻主要是對冷卻機油和增壓空氣進行冷卻。高溫冷卻水系統(tǒng)設計為閉式冷卻水系統(tǒng)，機車部分高溫水系統(tǒng)與柴油機內部高溫冷卻水系統(tǒng)組成完整的循環(huán)水系統(tǒng)低溫冷卻水系統(tǒng)為開式循環(huán)水系統(tǒng)，它與柴油機的空氣冷卻器、油水熱交換器的水系統(tǒng)組成統(tǒng)一的另一循環(huán)水系統(tǒng)[1-2]。DF4D 型內燃機車的高、低溫冷卻水系統(tǒng)和預熱水系統(tǒng)的循環(huán)流向，見圖1 所示。

DF4D 型機車柴油機冷卻水系統(tǒng)，主要由高、低溫水泵，冷卻風扇，高、低溫散熱器，雙球膠管，高、低溫膨脹水箱，逆止閥，排氣塞門，各種截止閥和各管件等零部件所組成。

1.1 高溫冷卻水系統(tǒng)主回路循環(huán)

在12V240ZJD 型柴油機起動后，由套裝在曲軸減振器輪轂上的泵主動齒輪直接驅動高、低溫冷卻水系統(tǒng)的水泵以2 570 r/min 的轉速進行工作。高溫冷卻水系統(tǒng)的冷卻功能，主要由冷卻裝置的10 個強化型管片式水- 空氣散熱器單節(jié)和冷卻風扇配合來實現(xiàn)。按機車功率等級比例設計計算，用9 節(jié)散熱器已能滿足冷卻需要，選用10 節(jié)，主要取決于水流程和結構的布置需要。DF4D 型機車柴油機的標稱功率為2 941 kW，DF4D 的高溫散熱器為12 節(jié)。

DF4D 型內燃機車的高溫冷卻水系統(tǒng)設計允許最高水溫98℃，采用加壓封閉式循環(huán)，使高溫水系統(tǒng)與大氣環(huán)境進行隔離。

圖1 冷卻水系統(tǒng)原理圖

1.2 低溫冷卻水系統(tǒng)主回路循環(huán)

在機車柴油機起動運轉時，低溫水泵也進行運轉，將冷卻水泵入柴油機低溫主水管路，流進空氣冷卻器，對增壓空氣實施冷卻。升溫后的冷卻水從空氣冷卻器流出進入油水熱交換器，對機油進行冷卻。冷卻裝置通過靜液壓馬達驅動的冷卻風扇產生的大量冷卻空氣，流經強化散熱器進行強迫通風冷卻，將散熱器所需散失的熱量帶走。冷卻后的低溫冷卻水經主管路流回。首先流經靜液壓油冷卻器，對靜流壓工作油進行冷卻，而后流進低溫水泵3。再由水泵3 把冷卻水泵入柴油機空氣冷卻器和機油冷卻器，這樣周而復始地進行循環(huán)冷卻[3]。

在高、低溫膨脹水箱之間，裝有一根連通管，在管上裝有一個調節(jié)截止閥29，機車在線路上運行時，若有一個水系統(tǒng)的水位太低，可將補水截止閥31、32 關閉，然后開啟調節(jié)截止閥29，從水容量多的水箱中調節(jié)部分水給水容量少的水箱，水位調節(jié)到位后，應立即關閉調節(jié)截止閥29，隨后，立即將兩補水截止閥31、32 打開，使其恢復正常工作狀態(tài)靜液壓系統(tǒng)的工作油的溫度，要求不得超過70℃，否則靜液壓泵和馬達的柱塞連桿組和配流盤等運動件易出故障。設置靜液壓油冷卻器11，這是總結慣性故障和試驗實踐的產物。增設該部件后，靜液壓泵和馬達有關柱塞連桿組和配流盤的故障，基本消除，可靠性顯著提高。DF4D 型機車低溫水系統(tǒng)中，共有32 節(jié)脹結式強化型散熱器，可見，低溫水系統(tǒng)冷卻裝置的冷卻能力，具有較大余量。

1.3 上、排水循環(huán)回路

為了方便用戶對機車柴油機水系統(tǒng)的上排水或更換不合格冷卻水，在水系統(tǒng)中設置了上排水回路。在該回路的管路上裝有2 個Φ25 截止閥5，兩閥與高溫及低溫的回水主管路相連。該回路有兩個上、排水接口，接口的連接器布置在車體主車架的左右兩側。在東北、西北嚴寒地區(qū)，也可將兩上水閥及其上水管接頭，布置在機車動力室內柴油機自由端兩水泵的前面的兩則，以免凍結現(xiàn)象的產生。當需向兩水系統(tǒng)上水時，將左或右側的管端連接器與地面加水管路的連接器相連，隨之打開兩個φ25 截止閥5 或打開兩者之一。開啟地面的水泵電機組，將符合水質要求的冷卻水輸人。在加水的同時，應打開所有的排氣塞門和溢水管、截止閥，以便把管系中存在的隨著注水的同時將氣體排向大氣[4]。當高、低溫膨脹水箱的水上升到水位表上刻線位置，并從溢水管中排出大量水時，首先應關閉2 個截止閥5，隨后關閉截止閥30，最后再關閉地面輸水的水泵電機組。松開連接器，在上、排水管的連接器上，上緊密封螺母。在排除水系統(tǒng)中不合格冷卻水時，除開啟排氣塞門、截止閥5、截止閥30 外，同時應開啟排水塞門34、35。水放凈后，需上水時，首先應將排水閥34、35 關閉。在正常運用中，排水閥34、35 和溢水截止閥30 始終處于關閉狀態(tài)。

2 冷卻系統(tǒng)的故障與處理

2.1 膨脹水箱水位發(fā)生變化

1）水位上升這種現(xiàn)象若是發(fā)生在運行期間，在沒有中途加水的情況下，水位會不斷上升，甚至通過溢水管往外溢水，主要原因是水系統(tǒng)中竄進了燃氣，說明某氣缸套或氣缸蓋出現(xiàn)了穿透裂紋，燃氣通過裂紋進入冷卻水系統(tǒng)（燃氣壓力高于冷卻水壓力）。可通過逐缸停止噴油泵供油的方法進行檢，看水箱是否繼續(xù)漲水，必要時可打開示功閥，觀察是否噴水，如果高溫水系統(tǒng)檢查不出問題，還可通過檢查中冷器等低溫水通道部件進一步查找。

2）水位下降冷卻水系統(tǒng)在工作時，由于壓力升高，工藝上允許某些部件有滴漏，比如水泵允許滴漏，但每分鐘不大于60 滴[5]，這樣不至于使水位下降明顯。但如果是短時間內水位下降快，就說明冷卻水系統(tǒng)中出現(xiàn)了大量的漏泄，多數(shù)原因是密封圈老化，冷卻水系統(tǒng)管道損壞造成漏泄。

2.2 冷卻水溫過高或升溫過快

柴油機冷卻水溫上升過快的原因有：柴油機負荷上升幅度過快、過大；水泵故障（軸或齒輪故障），水系統(tǒng)缺水；散熱器臟污，散熱器片與銅管大量脫焊，散熱片倒片等，使冷卻散熱效果差；散熱管內通道不暢，有混沙、雜物堵塞；靜液壓泵或靜液壓馬達故障；靜液壓油管裂漏或安全閥卡在泄油位；感溫元件失效，溫度控制閥處在泄油位；百葉窗開關油缸作用不良，百葉窗開度偏小；大風扇故障。

由于故障原因較多，運行過程中一旦發(fā)現(xiàn)，應準確及時地判斷并積極排除。如果運行中水溫高燈亮，柴油機卸載現(xiàn)象、原因及處理方法如下。現(xiàn)象：運行中突然水溫高燈亮，卸載燈亮，柴油機加不上載。原因分析：水溫繼電器誤動作，冷卻風扇轉數(shù)低，冷卻水系統(tǒng)管路中有空氣、靜液壓系統(tǒng)管路漏油或油缸油位低。處理方法：檢查操縱臺上水溫表的顯示（DF4D 型內燃機車水溫超過98℃卸載）若水溫不高，為水溫繼電器誤動作，應急可短接2ZJ 上301 與302 號線，或將水溫繼電器接線拔下。主手柄回“l(fā)”位，2ZJ 解鎖柴油機重新加載，檢查冷卻風扇轉數(shù)，若轉數(shù)低，順時針擰動溫度控制閥調整螺釘，增加風扇轉數(shù)。膨脹水箱水位上下竄動，為冷卻水系統(tǒng)有氣，打開排氣閥放氣。如果靜液壓系統(tǒng)漏油應及時處理漏油處所，油缸缺油及時補油，沒有備用油，可用油底殼油代替。

2.3 甩車檢驗的注意事項

甩車時應檢驗氣缸內油、水積聚量，如大量噴水，則應進行細致檢查，以防發(fā)生水錘破壞。柴油機停機較長再起動時，應重新甩車檢查。允許水泵泄水腔管接頭在額定功率下每分鐘漏水5 滴，若滴水太多，需檢查水封。