DFH/GK 系列調(diào)小機車冷卻系統(tǒng)溫度過高的分析與處理

何紅兵

（攀枝花鋼釩有限公司物流中心，四川 攀枝花 617000）

1 現(xiàn)狀

攀鋼釩公司物流中心于近30 年間陸續(xù)配置了48 臺由中車集團（原資陽機車廠）按冶金企業(yè)需求定向研發(fā)供應的DFH、GK 系列調(diào)小內(nèi)燃機車。隨著投用時間的逐步增加，機車各部狀態(tài)持續(xù)劣化，各類疑難故障層出不窮，其中“冷卻水系統(tǒng)水溫過高”就是其中的典型代表，需耗費大量人力、物力來排查、處理該故障，較大程度的打破了檢修部門定修工作的有序開展。

機車冷卻系統(tǒng)溫度過高時，將造成柴油機機油粘度下降，各潤滑部件摩擦表面上油膜遭到破壞，加速機件磨損；易造成機油燒損，形成大量積炭；嚴重時，還會造成備件局部變形、燒瓦、拉缸、活塞卡死嚴重事故的發(fā)生。若能找出造成該類故障的原因，并制定規(guī)范性措施予以解決，將對保證公司運輸需求，提高機車檢修保產(chǎn)有顯著意義。

2 機車冷卻水系統(tǒng)原理

各類DFH/GK 系列調(diào)小機車雖在柴油機（12V180ZJ 或6240ZJ）、傳動箱及齒輪箱配置上有顯著差別，但其冷卻系統(tǒng)工作原理基本一致（分為高溫和中冷2 個循環(huán)回路），其主要由柴油機、散熱器、工作油熱交換器、冷卻風扇、頂/側百葉窗及水管路等構成，通過冷卻散熱，保證柴油機和傳動裝置在適宜溫度下工作。

高溫循環(huán)回路：高溫水泵G → 柴油機機體、氣缸套/增壓器E → 水溫傳感筒J → 高溫散熱器L(18/14 節(jié)) →工作油熱交換器M → 高溫水泵G。

中冷循環(huán)回路：中冷水泵F → 柴油機中冷器E → 機油熱交換器D → 中冷散熱器K（10/14 節(jié)）→ 中冷水泵F。

上述2 個循環(huán)系統(tǒng)屬相對封閉，由運轉中的柴油機高溫、中冷水泵為冷卻水提供循環(huán)動力，按照既有路線冷卻機油/工作油溫度，最后通過28 節(jié)脹管式銅質(zhì)散熱器降低溫度后再次進入循環(huán)。

3 解決措施

針對機車冷卻水系統(tǒng)溫度過高的問題，根據(jù)其工作原理分析，我們可重點從5 個方面出發(fā)查找原因，進而準確制定排查、處理措施：一是冷卻系統(tǒng)泄漏，造成冷卻水量減少，散熱效果降低；二是冷卻系統(tǒng)堵塞或擁堵，造成冷卻水流量降低，散熱效果降低；三是風扇功率不足，造成空氣流量不足，散熱效果降低；四是水泵動力不足，造成冷卻水流量降低，散熱效果不足；五是柴油機或傳動箱發(fā)熱超標，超過既定散熱系統(tǒng)功效能力范疇。

（1）冷卻系統(tǒng)泄漏因素分析及處理。原因分析：DFH/GK 系列調(diào)小內(nèi)燃機車于20 世紀70/80 年代研發(fā)投用，且于后期生產(chǎn)過程中幾無改進，其冷卻水系統(tǒng)仍采用O 型圈、橡膠軟管連接，易受內(nèi)外環(huán)境溫度變化而出現(xiàn)密封不嚴現(xiàn)象，進而造成冷卻水頻繁泄漏，溫度高、下降困難。處理措施：從循環(huán)系統(tǒng)密封升級及運用過程管控上入手，逐步降低甚至杜絕冷卻水無效消耗。①將原有的普通橡膠O 型圈或密封墊材質(zhì)替換成氟橡膠，提高密封件彈性密封使用壽命，減少泄漏；②將原有的橡膠軟管加卡箍的管路連接方式改為成型的球形橡膠接頭連接，減少振動、高溫及管路不同心問題對管接頭密封的影響，大幅降低管路連接處的泄漏幾率、提高橡膠件的使用壽命。③使用測溫儀器檢測高溫、中冷相鄰散熱器溫度差異，排查散熱器框架高溫、中冷系統(tǒng)隔板穿孔隱患，避免兩系統(tǒng)冷卻水互竄，影響溫度降低。④從機車運用制度上明確傳動油、機油、燃油系統(tǒng)水跡檢查，力爭提前發(fā)現(xiàn)泄露問題，并給予預防性處理，降低油類成本消耗。

（2）冷卻系統(tǒng)堵塞或擁堵因素分析及處理。原因分析：機車長期在外運行保產(chǎn)時，以生產(chǎn)水或生活水替換專用軟水，用于補充冷卻水的系統(tǒng)水量，以致部分備件或水管路內(nèi)壁產(chǎn)生大量水垢，水管線截面變小，出現(xiàn)擁堵、甚至堵塞現(xiàn)象，造成散熱效果下降。處理措施：從根源上入手杜絕水垢的產(chǎn)生渠道，同時利用定修進行精確維護，防止類似情況二次發(fā)生；①從機車運用制度上明確冷卻水系統(tǒng)補水要求，嚴禁使用未經(jīng)處理的生產(chǎn)、生活水；②機車定修入庫時，在原有的循環(huán)水系統(tǒng)中添加專用除垢清洗劑，并啟動機車進行運轉，促使清洗劑完全參與循環(huán)，溶解水系統(tǒng)內(nèi)壁上的頑固水垢，最后通過不間斷加水、放水方式排出水垢，直至排放清澈為止。③在原高溫、中冷系統(tǒng)管路中加裝流量計，監(jiān)測冷卻水流狀態(tài)。同時設定機車工況，統(tǒng)計大量的流量數(shù)據(jù)值，進而確定“流量標準值”、指導故障排查與狀態(tài)監(jiān)控。

（3）風扇功率不足因素分析及處理。原因分析：機車冷卻系統(tǒng)中的冷卻水攜帶高溫進入散熱器，在風扇作用下，由高速流動的空氣將散熱器翅片上的熱量帶出，起到散熱作用。若風扇轉速不夠或空氣流量不足時，將明顯降低機車冷卻系統(tǒng)散熱效果。處理措施：從控制風、控制油、工作油及散熱空氣等角度全方位入手分析，查找可能存在的影響因素，消除故障隱患。

①設定額定工況條件、手動強迫冷卻，使用手持式轉速表檢查風扇轉速：一是檢查機車電控閥壓縮空氣管路暢通，輸出壓力≥500±50kPa；二是檢查機車電控系統(tǒng)功率放大塊輸出（110±2V）、通斷動作穩(wěn)定，電控閥開關迅速無泄漏，壓縮空氣壓力輸出穩(wěn)定；三是拆解冷卻水管路恒溫元件、工作油管路溫度調(diào)節(jié)閥等自動調(diào)節(jié)輔助裝置動作順滑無卡滯情況；四是檢測傳動箱工作油管路充量調(diào)節(jié)閥控制油壓輸出（686±20kPa），進而調(diào)節(jié)工作油量大小，驅動風扇偶合器轉速隨之上升與下降（DFH：0-1680r/min：GK1：0-1380r/min：GK1C：0-1560r/min）；②手動或自動散熱時，檢查側/頂百葉窗是否及時打開至既定角度，以確保空氣進出通道暢通。③將冷卻系統(tǒng)中最重要的散熱器采用專用噴淋裝置清洗，去除銅質(zhì)翅片上的污垢，恢復其金屬本色，增強與高速流動空氣的接觸面，提高散熱效率。④大架修時整體更換使用超過3 個大修周期的散熱器、熱交換器，提高定修車的整體冷卻性能。

（4）水泵功率不足因素分析及處理。原因分析：機車高溫/中冷水泵葉片損壞、水泵軸與葉輪連接鍵松脫及軸于軸承異常摩擦時，將使泵水流量減少或不泵水，進而造成冷卻水溫急劇升高。同時柴油機燃燒系統(tǒng)、機械硬摩擦產(chǎn)生的空氣不能快速排出，也將導致水泵泵水困難現(xiàn)象，影響冷卻系統(tǒng)散熱效果。處理措施：根據(jù)水泵工作原理入手，查找可能影響泵水功率不足因素。①打開工作油熱交換器上的冷卻水外排止閥或水系統(tǒng)高處管路外排止閥，觀察是否存在空氣積壓現(xiàn)象，確認循環(huán)系統(tǒng)空氣外排狀態(tài)，避免空氣進入水泵，影響泵水功率；②采用風壓或水壓檢測機車上部回氣管路狀態(tài)，疏通堵塞管路，確?？諝?、蒸汽外排；③機車加滿冷卻水，拆除氣缸蓋示功堵、進氣管總管檢查堵，停機2h 后多次盤車檢查各崗燃燒室內(nèi)是否進水，排除燃燒室關聯(lián)布局破損而導致高壓燃氣進入水系統(tǒng)的故障隱患；④拆卸水泵，檢查葉輪、軸、油/水封及軸承狀態(tài)，消除部件損壞導致的轉速不夠、異常摩擦產(chǎn)生空氣等故障。

（5）柴油機發(fā)熱超標因素分析及處理。原因分析：柴油機供油系統(tǒng)紊亂、噴油器霧化不良、供油不均勻等，使各缸爆發(fā)后燃現(xiàn)象嚴重，亦或是氣缸套或環(huán)相對運動異常等，都將產(chǎn)生過多的熱量傳給冷卻水，進而造成水溫過高現(xiàn)象。處理措施：從高溫產(chǎn)生源頭入手，分析可能存在的故障隱患。①使用測溫槍檢測柴油機各缸廢氣支管及出水支管溫度，對超標氣缸燃燒狀態(tài)進行處理。如校驗噴油器、檢測供油泵、調(diào)整供油提前角等。②拆解柴油機觀察孔蓋及氣缸蓋內(nèi)噴油器，使用電筒及內(nèi)窺鏡在盤車狀態(tài)下檢查各氣缸套內(nèi)壁狀態(tài)，排查可能存在的氣缸套、活塞環(huán)及活塞配合異常問題（如拉傷、破損等），由外至內(nèi)逐步消除燃油系統(tǒng)控制部件、配齊系統(tǒng)執(zhí)行元件、燃燒驅動系統(tǒng)運作異常情況。

4 效果

本文以機車工作原理為基礎，省時省力、效果最佳為原則，從簡入繁、由外至內(nèi)系統(tǒng)性分析了機車冷卻系統(tǒng)溫度過高問題的各項影響因素，并制定了切實可行的解決方法或處理方向，有較強的現(xiàn)場實作指導意義。該機車典型故障分析及處理方法在攀鋼釩公司實際投用后，故障處理效率較原有雜亂無章的摸排方式提高70%，故障源點判斷準確率達90% 以上，能真正有效地指導現(xiàn)場疑難問題處理，對縮短機車在庫檢修時間、降低維修成本，提高運用效率有重要意義。