東風4D內燃機車水溫高原因及處理方法

李永良

（西山煤電鐵路公司， 山西 太原 030053）

1 16V240ZJD型柴油機概述

為滿足1996年9月全面提高列車運行速度、拓展鐵路列車貨物運載能力的需求，我國研制了主要用于牽引客貨列車的干線的東風4D型系列內燃機車。

16V240ZJD型柴油機是東風4D內燃機的動力裝置，是一種新型柴油機型，經濟技術指標處于國內領先、國際先進水平，可以降低柴油機的燃油消耗率，大幅提高內燃機車的耐久可靠性與最大運行功率。東風4D內燃機車的柴油機燃雖然油消耗率低，但是功率大、牽引性能與牽引電動機的轉換性能好，此外16V240ZJD型柴油機的恒功率速度范圍非常廣，能夠完成機車的恒功率牽引。

2 東風4D內燃機車的冷卻水系統(tǒng)組成簡述

開式低溫冷卻水系統(tǒng)和閉式高溫冷卻水系統(tǒng)是東風4D內燃機車冷卻水系統(tǒng)的兩大組成部分。在東風4D內燃機車的冷卻室中，上部安裝有靜液壓油箱、散熱組和由靜液壓馬達驅動的冷卻風扇；下部安裝有靜液壓泵、靜壓液變速箱、后轉向架牽引的電動通風機與空氣干燥器。

低溫冷卻水系統(tǒng)主要用于靜液壓油、機油和增壓空氣的冷卻。低溫冷卻水系統(tǒng)是通過機車的柴油機驅動冷卻水系統(tǒng)中的低溫冷卻水泵運行，首先使冷卻水分別進入兩個不同的中冷器來冷卻增壓空氣。之后冷卻水從中冷器中出來匯合之后，又進入機油熱交換器來吸收機油的熱量，冷卻高溫的機油。最后，冷卻機油的冷卻水進入低溫散熱器，把吸收的熱量散發(fā)到大氣中去，頂開逆止閥再進入低溫泵循環(huán)中[1]。

高溫冷卻水系統(tǒng)主要用于增壓器、汽缸套和汽缸蓋等部件的冷卻。安裝在高溫膨脹水箱上的壓力調節(jié)閥用來調節(jié)壓力。壓力調節(jié)閥可以保持高溫冷卻水系統(tǒng)的壓力在一定的范圍之內，能夠保障高溫冷卻水系統(tǒng)的效能。

3 東風4D內燃機車冷卻水系統(tǒng)的作用

東風4D內燃機車冷卻水系統(tǒng)的作用主要有：利用中冷器，可以將增壓后的進氣溫度迅速地降低，以確保柴油機的進氣量，這樣柴油機便可以將柴油充分燃燒，使柴油機的功率得以提高；利用機油交換器可以冷卻高溫的機油，維持適合柴油機工作的機油溫度，確保柴油機能夠運轉正常；可以直接冷卻高溫的柴油機受熱零部件，確保柴油機能夠正常運行。

4 東風4D內燃機車水溫高的原因

4.1 溫控閥故障

冷卻風扇是通過溫度控制閥的調節(jié)來控制，然而冷卻水的溫度又控制著溫度控制閥，因此溫度控制閥不僅是液壓傳動系統(tǒng)的一個執(zhí)行元件，還是液壓傳動系統(tǒng)中的一個溫度傳感元件。溫度控制元件常常在冷卻系統(tǒng)中的水溫急速升高的時候，出現(xiàn)冷卻風扇轉速低于系統(tǒng)要求的現(xiàn)象，這是由于石蠟的脹力小，使冷卻風扇的馬達充油不足。當冷卻水系統(tǒng)的水溫超過柴油機正常工作的規(guī)定值，并且溫控閥附近的進回管道的溫度并無差別，這些現(xiàn)象便說明溫控閥沒有及時關閉通路，造成壓力油的回流，使得冷卻風扇的馬達充油不足，冷卻風扇的轉速低于系統(tǒng)要求[2]。

4.2 冷卻水泵故障

依靠冷卻水泵帶動、提高冷卻水系統(tǒng)的水壓，達到快速循環(huán)冷卻的目的，這便是東風4D內燃機車的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。假如冷卻水泵出現(xiàn)故障，則會導致冷卻水系統(tǒng)的水流量不足，減少了單位時間內冷卻水與機油之間可交換的熱量，使得冷卻水系統(tǒng)的冷卻效果大大降低。逐個打開冷卻水泵對應的大循環(huán)閥，對墻壁上的預熱鍋爐水壓表上的數(shù)值進行觀察，如果發(fā)現(xiàn)冷卻水壓力明顯低于冷卻水泵在16V240ZJD柴油機滿負荷運轉時的冷卻水壓3.5 kg/cm2時，需要更換冷卻水泵。

4.3 馬達或靜液壓泵故障

柴油機曲軸在柴油機運轉之時，工作油受到靜液壓泵的高壓管路驅動，壓送到靜液壓馬達中，而高壓油也在此時流經溫控閥與安全閥。當柴油機的高溫冷卻水系統(tǒng)水溫度低于84℃、低溫冷卻水系統(tǒng)的水溫度低于56℃時，溫控閥的狀態(tài)是開啟的，而高壓油則從此溫控閥經過回油管，重新流回油箱。這個時候的高壓油路無法建立壓力，風扇葉片無法轉動，當柴油機的高溫冷卻水系統(tǒng)水溫度達到84～92℃、低溫冷卻水系統(tǒng)的水溫度達到56～64℃時，溫控閥的狀態(tài)是部分關閉或完全關閉，高壓油進入到靜液壓馬達，以帶動冷卻風扇葉片轉動。高壓油在此時流入側百葉窗，控制了油缸并頂開了側百葉窗。如果馬達或是靜液壓泵發(fā)生故障，則會使靜液壓油管內的油低于規(guī)定的壓力。當東風4D內燃機車的冷卻水和機油溫度過高時，安全閥和溫控閥經檢查后一切正常，但冷卻風扇的葉片轉速低或停止轉動，則說明是馬達或者靜液壓泵發(fā)生了故障。其次，如果是側百葉窗控制油缸出現(xiàn)故障的話，也會打不開側百葉窗，使冷空氣的進入受到影響[3]。

5 東風4D內燃機車水溫高的處理方法

1）出庫前應當認真檢查內燃機車的水系是否膨脹、冷卻水系統(tǒng)個部件正常運轉、水位是否正常、有無泄漏。如果在啟動機車后發(fā)現(xiàn)冷卻水的溫度上升速度過快，要先考慮膨脹水箱是否缺水的問題，當冷卻水系統(tǒng)開始上水的時候，要及時排氣，以防冷卻水系統(tǒng)的內部存氣。

2）在啟動16V240ZJD柴油機之后，要檢查冷卻風扇的葉片是否正常轉動，如果葉片的轉動不正常的話，要先用手觸碰溫度控制閥處的油管，如果手觸感覺溫控閥油管的溫度同靜液壓泵進、出油管溫度相比，沒有明顯的差別的話，則說明溫控閥出現(xiàn)故障，應當及時上報檢修。在內燃機車運行過程中，如果出現(xiàn)溫控閥故障，要快速對溫控閥上的調節(jié)螺釘進行手動調節(jié)，順時針轉動調節(jié)螺釘至極限，等到冷卻水溫度下降后，再手動調節(jié)螺釘至合適位置。

3）進行機車的檢修分解與進庫保養(yǎng)時，禁止使用高壓風側向噴吹水箱冷卻單節(jié)表面以防止散熱器倒片，并且在發(fā)現(xiàn)散熱器出現(xiàn)倒片情況時，要及時地處理倒片問題；禁止使用硬物敲打或碰撞散熱器；禁止在冷卻單節(jié)上涂抹油脂，并且要對散熱器表明的異物與油脂及時清掃處理。

6 結語

東風4D內燃機車的水溫高的問題原因有許多，因此當出現(xiàn)水溫高的現(xiàn)象時，要仔細觀察分析，找出問題的原因所在，并采取對應的處理方法，及時排除故障，保障機車的安全運行。