DF4D內(nèi)燃機車高溫水箱水位上漲檢查策略

張 麗 軍

(西山煤電(集團)鐵路公司，山西 太原 030000)

DF4D內(nèi)燃機車的高溫水箱作用于機車的冷卻系統(tǒng)，在確保機車在適宜的溫度下正常工作方面發(fā)揮著重要作用，在DF4D內(nèi)燃機車實際運行中，高溫水箱出現(xiàn)水位上漲的問題并不少見，嚴(yán)重情況下甚至溢出箱外，從而使得箱內(nèi)冷卻水迅速減少且水溫升高異常，最終導(dǎo)致機車運行故障，給機車的運行安全造成相當(dāng)大的威脅。實際情況中出現(xiàn)DF4D內(nèi)燃機車高溫水箱水位上漲問題的具體原因并不是純粹的。當(dāng)發(fā)生此類故障時，特別需要相關(guān)技術(shù)人員細(xì)化檢查步驟，準(zhǔn)確找出問題成因，以便有針對性的制定維修方案，及時解決問題，盡快讓機車重回工作崗位。

1 高溫水箱所在系統(tǒng)及工作原理

DF4D機車的冷卻系統(tǒng)是由高溫水循環(huán)系統(tǒng)和低溫水循環(huán)系統(tǒng)共同構(gòu)成的開式雙循環(huán)系統(tǒng)，正常情況下冷卻水的溫度應(yīng)保持在不超過88 ℃。高溫水箱為高溫水循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分。其工作時，先是由柴油機驅(qū)動高溫水泵將冷卻水輸送到柴油機兩側(cè)氣缸套和氣缸蓋，以及柴油機渦輪增壓器出氣殼周圍對相應(yīng)組件進行冷卻，完成冷卻工作后流出來的冷卻水溫度會非常高，但之后匯入到散熱器，經(jīng)散熱器冷卻后溫度就降下來了，然后又通過止回閥流回到高溫水泵里。在這過程中，位于系統(tǒng)最高處的高溫水箱則主要發(fā)揮的是自動補水作用，及時補充高溫水循環(huán)系統(tǒng)運行過程中因蒸發(fā)等作用減少的冷卻水量，同時避免氣泡的產(chǎn)生，以確保冷卻水的供給正常且穩(wěn)定(如圖1所示)。

2 高溫水箱水位上漲的原因分析

根據(jù)高溫水箱所在系統(tǒng)的工作原理以及出現(xiàn)問題的外在現(xiàn)象來分析，存在于冷卻系統(tǒng)中的氣體如果沒有隨著系統(tǒng)的正常運行在經(jīng)過高溫水箱時從其頂部的排氣孔排出去，而是占據(jù)一定空間將循環(huán)于管路中的冷卻水?dāng)D進高溫水箱就會造成水位上漲甚至滿溢狀態(tài)。可見系統(tǒng)管路中含有氣體是高溫水箱水位上漲的直接原因。具體來講，根據(jù)實際檢修經(jīng)驗，造成系統(tǒng)管路中產(chǎn)生氣體的原因包括三大方面：一是因散熱裝置積灰、運行不良等造成的水溫超高，冷卻水氣化劇烈；二是冷卻水管、散熱器出口連接處密封不嚴(yán)以及中冷器散熱銅管開焊造成的冷卻水管路吸入空氣；

三是汽缸蓋、汽缸套裂縫造成的燃?xì)忏@入冷卻水管。

3 檢查判定方法及處理策略

3.1 檢測水溫

查看水溫表的顯示值，如果水溫高于標(biāo)準(zhǔn)值，可先從冷卻水的水溫超高問題著手，待水溫保持正常后若高溫水箱水位仍處于上漲狀態(tài)，再進行其他原因的排查。若發(fā)現(xiàn)水溫超高故障可通過以下幾個步驟來解決：

1)檢查冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，當(dāng)柴油機處于高速運轉(zhuǎn)時觀察冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)看到風(fēng)扇沒有呈現(xiàn)全速轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，試著將溫控閥關(guān)閉，再行觀察，如風(fēng)扇開始全速運轉(zhuǎn)就可確定是溫控閥內(nèi)感溫不良的問題，更換溫控閥即可。但如果控閥關(guān)閉后風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不變，則應(yīng)進行下一步排查。2)檢查散熱器的潔凈度，如發(fā)現(xiàn)散熱器及其單節(jié)表面覆有灰塵，應(yīng)進行吹掃或拆卸清洗處理。3)檢查系統(tǒng)管路是否暢通，如有阻塞問題，采取清理或更換措施。4)檢查增壓器的功能是否異常，如發(fā)現(xiàn)供給壓力不足，則需更換增壓器。

3.2 觀察機水箱水位變化

觀察機機車剛啟動前后高溫水箱的水位變化情況,如果水位下降較大,就說明有空氣進入到了系統(tǒng)管道中,判斷具體原因的步驟如下:

1)先進行排氣,讓柴油機以430 r/min的速度空轉(zhuǎn)一會后停機,打開散熱器排氣閥,可看到有水流出,待水流盡后關(guān)好排氣閥。2)排氣后再次啟動機車,如果仍未奏效,則應(yīng)是其他原因造成的外界空氣進入。這時,就要仔細(xì)檢查機車上水閥、水泵進水管路連接法蘭、冷卻單節(jié)膠墊等部位的密封性。機車啟動后尤其是高速運轉(zhuǎn)時,往往不容易判斷出其密封性,但可通過觀察停機時各部位有無漏水現(xiàn)象來判斷其密封性,漏水部位就是空氣進入部位,應(yīng)采取緊固或更換措施加以解決。注意,中冷器的密封性可通過停機后觀察穩(wěn)壓箱積水情況來判定,如發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓箱內(nèi)有水,說明中冷器發(fā)生了漏水問題,應(yīng)根據(jù)實際情況修復(fù)或更換。

3.3 觀察水質(zhì)

仔細(xì)觀察水表中的水質(zhì),如果水質(zhì)渾濁則說明故障原因極有可能是有燃?xì)膺M入了冷卻水管路。而具體來講則應(yīng)是氣缸蓋、氣缸套出現(xiàn)裂隙造成的,排查方法如下:

1)氣缸套出現(xiàn)裂隙的情況并不常見,可通過觀察油底殼有沒有水以及差示壓力計液面差是否偏大來判定,出現(xiàn)有水或液面差偏大就說明是氣缸套的問題,及時更換即可。另外,還可利用紅外線點溫計測量柴油機滿負(fù)載(1 000 r/min)時各缸出水支管外表面的溫度，溫差突出的氣缸即為氣缸套出現(xiàn)裂隙的那一缸。

2)缸蓋裂損故障的排查則要相對復(fù)雜一些,具體方法如下:a.將機車關(guān)閉停放一段時間之后進行甩車操作,然后開啟示功閥,如發(fā)現(xiàn)示功閥內(nèi)有水就可判定氣缸蓋出現(xiàn)了裂損,需直接更換;b.在機車水組實驗中,如發(fā)現(xiàn)高溫水箱水位不停上漲,則可通過甩缸實驗來確定哪一缸的氣缸蓋出了問題,具體判定標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)甩到某一缸時,水位上漲速度放緩或不再上漲,待此氣缸恢復(fù),水位又開始上漲,即可判定為該氣缸的缸蓋出現(xiàn)了裂損,予以更換即可。

4 案例分析

2018年2月,某機務(wù)段的機車在運行過程中發(fā)生高溫水箱漲水的故障。隨行維修人員當(dāng)時未查明原因,只得進行扣修。待機車到達檢修區(qū),先從外觀上全面檢查是否有漏水點,結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有漏水點位。用紅外線點溫計對柴油機滿負(fù)載(1 000 r/min)各缸出水支管外表面溫度進行測量(結(jié)果如表1所示),發(fā)現(xiàn)第2缸出水支管溫度明顯高出其他各缸，進一步對第2缸全面檢查,查出在氣缸套上止點處有約130 mm的裂紋。更換新的氣缸套后，重復(fù)負(fù)載試驗，高溫水箱恢復(fù)正常,水位上漲現(xiàn)象消失。再次用紅外線測溫儀測溫,第2缸出水支管外表面溫度已顯示為94.9 ℃,不再異常。

表1 柴油機各缸出水支管溫度 ℃

5 結(jié)語

對于鐵路運輸車輛來說,安全無小事,故障不分大小,都會影響到其安全運行。高溫水箱水位上漲是DF4D型內(nèi)燃機車在鐵路運行過程中較常見的故障,目前在全國各機務(wù)段仍具有一定的發(fā)生頻率,而且每次故障的檢修都要耗費一定時長,對鐵路交通秩序也有一定的影響。因此,相關(guān)工作人員在掌握上述故障處理方法的同時,做好平時的檢修和維護工作,在例行檢查時全面觀察各部分零部件的耗損和老化情況,將維護更換措施用在故障發(fā)生以前,以減少或避免DF4D型內(nèi)燃機車出現(xiàn)高溫水箱水位上漲故障。