機(jī)車?yán)鋮s水溫高的原因分析及處理措施

王波

【摘 要】根據(jù)東風(fēng)4D調(diào)車機(jī)車夏季多發(fā)的水溫過高而引起機(jī)車卸載的現(xiàn)象，針對(duì)影響其的關(guān)鍵因素，從理論上逐條分析，并結(jié)合實(shí)踐逐項(xiàng)排查，提出了解決并預(yù)防此類故障的處理思想及措施。

【關(guān)鍵詞】水溫過高；散熱；影響因素；分析排查；措施

0 引言

東風(fēng)4DD機(jī)車是我處從蒸汽機(jī)車轉(zhuǎn)型，由大連機(jī)車車輛廠生產(chǎn)的新型調(diào)車小運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)車。投入運(yùn)用以來，每到夏季都會(huì)發(fā)生水溫高故障，所謂機(jī)車?yán)鋮s水溫過高，主要指柴油機(jī)出水口水溫達(dá)到或超過98°C時(shí)，引起水溫繼電器動(dòng)作，使柴油機(jī)自動(dòng)卸載，無法持續(xù)牽引機(jī)車運(yùn)用的現(xiàn)象。由于該故障的出現(xiàn)，機(jī)車往往加不上載，機(jī)車救援、臨修時(shí)有發(fā)生，2012年夏，段內(nèi)1021、0031、0038等多臺(tái)機(jī)車多次出現(xiàn)此現(xiàn)象，成為我段主要易發(fā)性故障之一，給正常的運(yùn)輸生產(chǎn)秩序帶來了較大影響。水溫過高也往往引發(fā)諸如加速機(jī)油老化、柴油機(jī)磨損加劇、功率下降、環(huán)境污染加大等不良后果。因此，在機(jī)車運(yùn)用過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理水溫高故障，對(duì)保證機(jī)車正常運(yùn)行至關(guān)重要。

1 原因分析

東風(fēng)4D調(diào)車機(jī)車采用高、低溫分別獨(dú)立的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。高溫水系統(tǒng)主要對(duì)增壓器、氣缸套、缸蓋進(jìn)行冷卻；低溫水系統(tǒng)主要對(duì)增壓空氣、機(jī)油、靜液壓機(jī)油進(jìn)行冷卻。高、低溫冷卻水系統(tǒng)的冷卻都是由冷卻風(fēng)扇將外界的空氣從車體側(cè)百葉窗吸入，垂直流經(jīng)冷卻單節(jié)后經(jīng)車頂百葉窗吹出后冷卻的，也就是靠外界空氣的快速流通使冷卻單節(jié)降溫而達(dá)到機(jī)車散熱的目的。冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是通過溫度控制閥控制的，水溫愈高則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速愈快，使水溫及時(shí)冷卻。

水溫過高的原因是多方面的，從散熱器的傳熱機(jī)理分析，流動(dòng)空氣從散熱裝置中所帶走的熱量與散熱器結(jié)構(gòu)、水溫及空氣溫度有如下關(guān)系：Q=K×F×△t（Q：散熱器組散熱量；K：傳熱系數(shù)；F：總散熱面積；△t：換熱介質(zhì)的對(duì)數(shù)平均溫度差）。在上式中，傳熱系數(shù)K是評(píng)價(jià)散熱效能的重要參數(shù)，它表示在換熱介質(zhì)之間的每1℃對(duì)數(shù)平均溫差傳熱面積所散逸的熱量。K值與散熱器結(jié)構(gòu)、水的流速、空氣質(zhì)量流速、氣流擾動(dòng)、散熱管焊接質(zhì)量等許多因素有關(guān)，在相同的水溫與水流速度下，K值隨空氣質(zhì)量流速的增高而提高；在水流速度及空氣質(zhì)量流速相同的條件下，隨水溫的增高K值也增大；F值的大小也是影響散熱量的重要因素。而△t值對(duì)東風(fēng)4D調(diào)車機(jī)車而言僅與外界空氣的溫度有關(guān)，所以可暫不作考慮。

2 對(duì)K值影響因素的分析

（1）散熱器結(jié)構(gòu)、焊接質(zhì)量等因素因在機(jī)車出廠時(shí)已確定，暫不作考慮；

（2）水的流速：冷卻水系統(tǒng)存在故障隱患，則直接影響冷卻水的正常循環(huán)，柴油機(jī)及相關(guān)部件冷卻不到正常溫度。高、低溫水泵的工作質(zhì)量和系統(tǒng)管路阻力的大小及系統(tǒng)水的飽和量、管路中是否竄入氣體都是影響冷卻水流速的重要因素。

A.水泵的傳動(dòng)齒輪與軸脫離、葉輪、葉片損壞、葉輪鎖緊螺母松動(dòng)，都會(huì)造成水流流速和流量減小、壓力降低，水循環(huán)無足夠源動(dòng)力；

B.水管路中有異物堵塞，或在檢修過程中有細(xì)碎的密封墊、密封膠等異物被帶入管路中，很容易隨水流堵塞在散熱器扁口或大熱交換器內(nèi)，影響流量及散熱；

C.冷卻水中存有大量空氣，也會(huì)造成水循環(huán)卡滯，冷卻水無法在管路中有效循環(huán)，水溫會(huì)急劇升高；

D.水循環(huán)系統(tǒng)中出現(xiàn)閥門、管路、水腔體泄漏，容易造成冷卻水量不足、循環(huán)不暢，導(dǎo)致局部產(chǎn)生高溫。

（3）靜液壓系統(tǒng)故障：溫度控制閥或感溫原件失效、或是感溫原件裝錯(cuò)、靜液壓安全閥失效、靜液壓泵或馬達(dá)故障、靜液壓管路泄漏都易造成該系統(tǒng)故障，進(jìn)而影響K值的大小。

A.有些感溫原件質(zhì)量不過關(guān)，使用一段時(shí)間后，蠟質(zhì)容易泄漏，達(dá)不到規(guī)定要求的行程、滑閥不能全部關(guān)閉，靜液壓工作油有一部分泄回油缸，靜液壓馬達(dá)油壓不足，都不能保證有足夠的冷卻水進(jìn)行循環(huán)工作；

B.靜液壓安全閥失效，常見的有靜液壓油臟污以及檢修配合間隙不當(dāng)引起的滑閥卡死，造成靜液壓安全閥不保壓，易使靜液壓馬達(dá)不工作；

C.靜液壓油含有雜質(zhì)異物、不干凈，也易將溫控閥滑閥卡死在開啟位；或是靜液壓管路經(jīng)長期的高頻震動(dòng)、管路抗勁而發(fā)生泄漏，也極易使溫控閥失效；

D.靜液壓泵或馬達(dá)本身質(zhì)量問題而造成油缸體與柱塞、油缸體與配流盤間隙增大或是油封破損，都易使油壓難以建立。

（4）空氣質(zhì)量流速：冷卻風(fēng)扇工作質(zhì)量，溫度控制閥、靜液壓系統(tǒng)安全閥的質(zhì)量是其重要影響因素。

A.冷卻間車體通風(fēng)百葉窗開關(guān)不良，導(dǎo)致冷卻間進(jìn)風(fēng)量少、散熱器沒有足夠的風(fēng)量流通冷卻；

B.大風(fēng)扇檢查蓋未關(guān)閉或是冷卻單節(jié)兩側(cè)的護(hù)板開焊，冷卻空氣從檢查蓋或護(hù)板開焊處流走，散熱器表面空氣流量不足，易造成水溫急劇升高。

3 對(duì)F值的影響因素的分析

（1）散熱器外部是否臟污，散熱鋁片有無倒伏。特別是靜液壓管路發(fā)生泄漏后污染散熱器、與空氣中的粉塵、樹絮結(jié)合、形成的混合物附著在散熱器的表面、散熱器鋁片間通道被堵塞都大大影響散熱器的工作效果。我段機(jī)車工作地點(diǎn)多在煤礦、煤場(chǎng)等地，煤粉微粒較多，這種情況更為嚴(yán)重。

（2）散熱器內(nèi)部管路是否通暢或是水管路中水垢較多。運(yùn)行中機(jī)車發(fā)生缺水后，乘務(wù)人員應(yīng)急時(shí)通常加入不合格的冷卻水，但回段后要未及時(shí)更換，長時(shí)間運(yùn)用容易使水垢在水管路、散熱器內(nèi)積聚，造成水流不暢，換熱不良。

4 處理措施

針對(duì)以上分析的主要原因，我們采取了以下措施

（1）加強(qiáng)運(yùn)用準(zhǔn)備的檢查操作。主要強(qiáng)調(diào)檢查冷卻水的排放、補(bǔ)充以及運(yùn)用時(shí)各管路塞門的位置是否正確，避免系統(tǒng)中竄入大量氣體；注意水箱中水位的變化，防止系統(tǒng)缺水。我段機(jī)車1023曾因補(bǔ)水時(shí)未正確開啟散熱器管路上方的排氣塞門而造成補(bǔ)水不足，從而導(dǎo)致水溫過高，機(jī)車卸載。

（2）加強(qiáng)檢查冷卻水泵和膨脹水箱。運(yùn)用中如發(fā)現(xiàn)水泵有異音或滴漏嚴(yán)重（大于5滴/分鐘），應(yīng)及時(shí)對(duì)水泵拆檢或更換；注意檢查膨脹水箱的水位，若打開冷卻水系統(tǒng)放氣閥時(shí)，膨脹水箱水位下降明顯，說明機(jī)車上水時(shí)未開放氣閥。

（3）定期檢查散熱器，若表面臟污，則用高壓清洗機(jī)清洗，同時(shí)應(yīng)將散熱鋁片梳理平直；內(nèi)部管路的通暢與否采用定期抽檢法，若不良則可采用酸洗其流通管路。

（4）水溫較高時(shí)，檢查冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。若扇葉旋轉(zhuǎn)過慢或不轉(zhuǎn)時(shí)，可調(diào)整溫控閥上的調(diào)整螺釘，使其轉(zhuǎn)速升高。若無（下轉(zhuǎn)第39頁）（上接第49頁）法升高，則可用手觸摸安全閥進(jìn)出油量，如果兩管路溫度無差別，則說明安全閥或靜液壓馬達(dá)已失效，如果靜液壓馬達(dá)體過熱，則說明靜液壓馬達(dá)失效，須及時(shí)進(jìn)行更換。經(jīng)事實(shí)證明，段內(nèi)的故障機(jī)車，大部分是由于溫控閥的作用不良引起水溫過高的。

5 結(jié)論

通過采取以上措施，我段機(jī)車在2013年度近一年的時(shí)間再未發(fā)生過一起冷卻水溫過高而引起機(jī)車卸載的故障，充分證明了我們的分析及處理措施的可行性，達(dá)到了提高檢修效率和改善機(jī)車運(yùn)用質(zhì)量的目的。

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[責(zé)任編輯：丁艷]