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        內(nèi)燃機(jī)車自動(dòng)補(bǔ)水裝置的研制

        2021-09-10 07:22:44何興福
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2021年5期

        何興福

        摘要:針對(duì)內(nèi)燃機(jī)車經(jīng)常出現(xiàn)的水系統(tǒng)漏泄問(wèn)題,研制出自動(dòng)補(bǔ)水裝置,可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車快速補(bǔ)水,降低機(jī)車區(qū)間停車時(shí)間,對(duì)同類問(wèn)題具有借鑒作用。

        關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機(jī)車;補(bǔ)水裝置;研制;技改

        中圖分類號(hào):U262.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1674-957X(2021)05-0011-03

        0? 引言

        赤峰-大板-白音華鐵路(簡(jiǎn)稱:赤大白鐵路)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市和錫林郭勒盟境內(nèi),線路等級(jí)為地方Ⅰ級(jí)鐵路,北起錫林郭勒盟西烏旗白音華站,南至赤峰市赤峰北站,正線里程331公里,配屬DF8B內(nèi)燃機(jī)車14臺(tái),年運(yùn)量2100萬(wàn)噸,是白音華煤田北煤南運(yùn)的主要通道。赤大白鐵路在白音華設(shè)機(jī)務(wù)本段,該地區(qū)處于北方高寒地帶,冬季漫長(zhǎng)且寒冷,每年9月至次年5月為雪害期,年平均氣溫為1.2℃,極端最低氣溫為-38.6℃。在白音華機(jī)務(wù)段近幾年機(jī)車運(yùn)用中,由于機(jī)車?yán)鋮s水系統(tǒng)漏泄,造成機(jī)車頻繁出現(xiàn)區(qū)間停車、機(jī)故救援等事故出現(xiàn),不僅為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)組織工作帶來(lái)了諸多影響,也為鐵路行車安全埋下了隱患。

        1? DF8B型內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s裝置簡(jiǎn)介

        燃油在氣缸內(nèi)燃燒形成了高溫燃?xì)?,使之與它相接觸的零部件強(qiáng)烈地受熱,如不及時(shí)對(duì)這些零部件加以適當(dāng)?shù)睦鋮s,則柴油機(jī)將出現(xiàn)一系列故障,而最終無(wú)法正常工作。例如,由于零部件過(guò)熱,材質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度降低,因而出現(xiàn)裂紋和燒損現(xiàn)象。由于氣缸和汽缸蓋壁溫高,導(dǎo)致充氣系數(shù)降低,進(jìn)氣量減少,影響到燃燒過(guò)程。

        通常對(duì)氣缸、氣缸套、渦輪增壓器、中冷器等由冷卻水直接冷卻,通過(guò)熱交換器由冷卻水使機(jī)油散熱,故冷卻水對(duì)活塞、活塞環(huán)具有間接冷卻裝置。

        機(jī)車柴油機(jī)通常采用強(qiáng)制水循環(huán)冷卻裝置,大多數(shù)柴油機(jī)采用開式常壓、常溫循環(huán)水系統(tǒng),部分柴油機(jī)采用閉式加壓高溫水循環(huán)水系統(tǒng),前者在大氣壓力下工作,最高水溫必須低于100℃,后者在高于一個(gè)大氣壓下工作,最高水溫低于該氣壓下的沸點(diǎn),即可以高于100℃。

        冷卻水的質(zhì)量對(duì)柴油機(jī)工作的可靠性和檢修周期有一定的影響。冷卻水流經(jīng)柴油機(jī)的一些重要受熱件,與鑄鐵、鋼、銅、鋁、焊錫及電焊縫等材料接觸,水中含有鈣、鎂和鹽類等介質(zhì),又有一定量的懸浮物,對(duì)電蝕和電化腐蝕有促進(jìn)作用,因此冷去水質(zhì)必須嚴(yán)格選擇和處理。為了增加氣缸內(nèi)的空氣充量,必須使增壓空氣的冷卻水溫大大低于氣缸等受熱機(jī)件的冷卻水溫。由于柴油機(jī)對(duì)這兩者的工作要求不同,所以設(shè)置了兩套冷卻水系統(tǒng),而將冷卻增壓空氣的水系統(tǒng)稱為低溫冷卻水系統(tǒng)或中冷冷卻水系統(tǒng)。機(jī)車上也相應(yīng)的設(shè)置了兩套散熱裝置,為便于生產(chǎn)和布置,一般使高低溫水系統(tǒng)的散熱量基本平衡,為此將中冷器及機(jī)油熱交換器等的冷卻水串聯(lián)在一起,這也為機(jī)油的冷卻降溫創(chuàng)造了良好的條件,因而也有利于柴油機(jī)的工作可靠。

        高溫水體統(tǒng)循環(huán)通路:高溫水泵→左右進(jìn)水總管→各進(jìn)水支管→氣缸→氣缸蓋→出水總管→高溫散熱器組→逆止閥→感溫水泵。

        低溫水系統(tǒng)循環(huán)通路:低溫水泵→前后中冷器→機(jī)油熱交換器→低溫散熱器組→靜液壓油熱交換器→逆止閥→低溫水泵。

        2? DF8B型內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s裝置常見(jiàn)故障

        我公司配屬東風(fēng)8B機(jī)車14臺(tái),在內(nèi)燃機(jī)車使用過(guò)程中,最突出的問(wèn)題是冷卻單節(jié)(見(jiàn)圖1)經(jīng)常發(fā)生裂漏。經(jīng)調(diào)查2018年共發(fā)生冷卻單節(jié)漏水10起,8起造成機(jī)故,2起造成站線停車封堵冷卻單節(jié),嚴(yán)重影響行車秩序。業(yè)主規(guī)定:每發(fā)生1起機(jī)故,業(yè)主考核2萬(wàn)元,以上機(jī)故業(yè)主直接考核16萬(wàn)元。

        現(xiàn)階段我公司封堵冷卻單節(jié)的方法如下:機(jī)車先停機(jī),學(xué)習(xí)司機(jī)準(zhǔn)備好開口扳手、封堵銅皮(見(jiàn)圖2),然后司機(jī)、學(xué)習(xí)司機(jī)兩人相互配合,一人松開冷卻單節(jié)下部安裝螺絲,另一人立即將封堵銅皮插入到冷卻單節(jié)與膠墊(見(jiàn)圖3)之間,再緊固冷卻單節(jié)安裝螺絲;然后一人再松開冷卻單節(jié)上部安裝螺栓,另一人將封堵銅皮插入到冷卻單節(jié)與膠墊之間,然后再緊固冷卻單節(jié)安裝螺絲。整個(gè)封堵過(guò)程都是帶水作業(yè),80多度的水噴射到乘務(wù)員身上,有時(shí)會(huì)灼傷乘務(wù)員。在漏水冷卻單節(jié)封堵完成后,根據(jù)漏水量的大小,乘務(wù)員必須上機(jī)車頂補(bǔ)加機(jī)車?yán)鋮s水。一桶冷卻水50多公斤,經(jīng)常是一人在下部向上托,另一人在車頂接。乘務(wù)員在封堵漏水冷卻單節(jié)時(shí)一般都要淋一身熱水,在車頂加水時(shí)又要吹一頓冷風(fēng),作業(yè)過(guò)程比較艱辛。整個(gè)封堵單節(jié)及加水作業(yè)過(guò)程順利時(shí)需要40分鐘,不順利時(shí)可達(dá)3-4小時(shí);乘務(wù)員在處理單節(jié)漏水時(shí)無(wú)人在司機(jī)室值守,存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。如果在大坡道上被迫停車,將面臨大坡道啟車、打傷鋼軌的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)以上作業(yè)過(guò)程可以看出,人工封堵單節(jié)、人工加水過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、難度大、安全隱患大。

        3? 降低冷卻單節(jié)列漏的措施

        如何從根本上解決冷卻單節(jié)列漏的問(wèn)題,以及在冷卻單節(jié)發(fā)生裂漏后,如何快速向膨脹水箱補(bǔ)水,是每名機(jī)務(wù)管理者迫切解決的首要問(wèn)題。

        經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索,我們摸索出一套降低冷卻單節(jié)列漏的有效措施,并研制出一套內(nèi)燃機(jī)車自動(dòng)補(bǔ)水裝置,可大大降低冷卻單節(jié)列漏故障率,實(shí)現(xiàn)快速向膨脹水箱補(bǔ)水,可有效降低內(nèi)燃機(jī)車因冷卻單節(jié)漏水造成的區(qū)間停車問(wèn)題。

        3.1 根本措施

        機(jī)車大中修時(shí),派技術(shù)員對(duì)冷卻單節(jié)的流量試驗(yàn)進(jìn)行盯控,冷卻單節(jié)堵管率不超過(guò)2%。

        對(duì)每個(gè)冷卻單節(jié)粘貼二維碼,輸入該單節(jié)的制造日期、大中修日期、第一次維修日期等信息。對(duì)經(jīng)過(guò)一次修補(bǔ)再次發(fā)生裂漏的冷卻單節(jié),進(jìn)行強(qiáng)制報(bào)廢,從源頭上確保單節(jié)質(zhì)量。

        定期化驗(yàn)水質(zhì)。每次小輔修時(shí),從水系統(tǒng)放氣閥處取水500g,對(duì)冷卻液進(jìn)行化驗(yàn),根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整藥劑含量。通過(guò)控制水質(zhì),可降低冷卻單節(jié)內(nèi)管路的穴蝕、裂漏。

        3.2 日常保養(yǎng)措施

        機(jī)車中檢、輔修對(duì)冷卻單節(jié)進(jìn)行定期吹掃。

        遇沙塵暴、大風(fēng)天氣,機(jī)車每次入段后,對(duì)冷卻單節(jié)進(jìn)行再次吹掃。

        在冷卻單節(jié)外面加一層30-40目的細(xì)鋼絲網(wǎng)(見(jiàn)圖4),防止大顆粒雜物進(jìn)入冷卻單節(jié)。

        檢查冷卻單節(jié)外觀狀態(tài)應(yīng)良好,肋片倒伏面積不超過(guò)10%,如超過(guò)時(shí)用專用工具將倒伏散熱片扶起。

        在散熱單節(jié)之間縫隙應(yīng)用棉質(zhì)物填充和封堵。

        3.3 加裝自動(dòng)補(bǔ)水裝置

        3.3.1 策劃、提出技改方案

        為了確保技改方案實(shí)施有效,在實(shí)施前我們成立技術(shù)攻關(guān)小組,研究討論技改方案,最終形成如下方案:

        拆除已經(jīng)閑置的熱電保障裝置(相當(dāng)于預(yù)熱鍋爐),在此位置加裝不銹鋼水桶,在機(jī)車上布置水桶至膨脹水箱的補(bǔ)水管路,及相關(guān)電路、水泵電機(jī)等部件。為了防止冬季不銹鋼水桶內(nèi)的水凍結(jié),在水桶內(nèi)安裝電加熱器、溫度傳感器、溫度繼電器,實(shí)現(xiàn)對(duì)該冷卻水的自動(dòng)加熱功能。

        3.3.2 方案實(shí)施

        拆除現(xiàn)已閑置的熱電保障裝置裝置(見(jiàn)圖5-圖6),將拆除下來(lái)的熱電保障裝置及其附屬配件集中存放,便于后期需要時(shí)再加裝。

        清除熱電保障裝置遺留在車底的殘留物,用手動(dòng)砂輪機(jī)將地面遺留物、安裝座打磨平整(見(jiàn)圖7)。

        在地面鋪一層10mm的毛氈,作為不銹鋼水桶的緩沖墊,將不銹鋼水桶安裝到毛氈上(見(jiàn)圖8-圖9)。

        在墻體相對(duì)位置焊接腰帶安裝座,使用寬度為30mm的扁鐵制作成固定腰帶,一端與固定座相連,另一端與可調(diào)螺栓連接。

        購(gòu)買110V/220V的逆變電源,在墻體上焊接逆變電源安裝座,將逆變電源可靠固定在墻體上。

        在墻體上安裝自動(dòng)脫口裝置安裝架,將自動(dòng)脫口裝置安裝在墻體上。

        在墻體上焊接直流水泵的安裝支架,將直流水泵可靠固定在安裝支架上(見(jiàn)圖10)。

        在不銹鋼水桶內(nèi)安裝電加熱器、溫度傳感器、溫度繼電器等部件。在不銹鋼水桶內(nèi)焊接水位標(biāo)尺(見(jiàn)圖11),便于準(zhǔn)確加水。

        安裝其他水管路、控制線路等部件(見(jiàn)圖12)。

        3.3.3 日常檢查與維護(hù)

        將機(jī)車自動(dòng)補(bǔ)水裝置(不銹鋼水桶、水管路、溫度繼電器、電線路)納入日常檢查范圍及小輔修檢查范圍,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)施修。備齊一套自動(dòng)補(bǔ)水裝置的所有配件,發(fā)生問(wèn)題及時(shí)處理。

        3.3.4 使用

        當(dāng)機(jī)車?yán)鋮s單節(jié)列漏時(shí),乘務(wù)員只需要閉合水泵電機(jī)脫扣開關(guān),不銹鋼水桶內(nèi)的備用水就可輸送到膨脹水箱內(nèi),可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急補(bǔ)水功能,消除因單節(jié)漏水造成的區(qū)間停車事故。

        4? 取得效果

        我公司2019年3月對(duì)所配屬的14臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車加裝自動(dòng)補(bǔ)水裝置后,半年內(nèi)(4月-9月)共發(fā)生1起冷卻單節(jié)列漏事件,乘務(wù)員閉合脫口開關(guān)后,僅用2分鐘就向膨脹水箱補(bǔ)滿冷卻水,未造成列車區(qū)間停車。經(jīng)過(guò)此項(xiàng)技改,單節(jié)漏水率由10件/年降低到2件/年,機(jī)故率由8件/年降低到0件/年,大大提高了機(jī)車可靠性。

        5? 結(jié)語(yǔ)

        為適應(yīng)赤大白鐵路的環(huán)境條件和運(yùn)用需要,白音華機(jī)務(wù)段對(duì)DF8B內(nèi)燃機(jī)車上的冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了較多技術(shù)革新,降低了機(jī)車由材質(zhì)原因、環(huán)境導(dǎo)致的列車區(qū)停、機(jī)車臨修、機(jī)車救援事件,大大提高了設(shè)備可靠性,同時(shí)有效地降低了由于上述原因引起的機(jī)車發(fā)生次生、衍生故障的概率,確保了機(jī)車安全運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]辜紅兵.內(nèi)燃機(jī)車檢修[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2011.

        [3]鮑維千.內(nèi)燃機(jī)車總體及走行部[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2004.

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