内燃机车冷却水系统故障现象及分析处理论文_孟广进

内燃机车冷却水系统故障现象及分析处理论文_孟广进

宣化钢铁公司 河北张家口 075100

摘要:内燃机车是冶金企业厂内铁路运输的主力军,对于它的常见故障的排除与维修至关重要。本文通过对铁路内燃机车中冷却水系统中的部分故障进行了论述,旨在提高铁路内燃机车的维修效率,降低其成本。

关键词:内燃机;冷却水系统;故障分析

机车工作过程中,柴油机等许多零部件强烈受热,需要强迫冷却,因此设置了冷却水系统。机车的冷却水系统分为高温水和中冷水两个循环系统。随着内燃机车发动机的不断强化,冷却系散热能力必须提高。过去汽车发动机那种封闭式冷却系统已满足不了需要,这是因为水、气不能分离,这样就容易使冷却系中产生气阻,从而影响冷却液的循环与冷却的效果。由于冷却水通常使用了防冻液,冷却液的消耗和浓缩严重,容易造成浪费。内燃机车膨胀水箱位于整个机车的顶部,在整个水系统中加入膨胀水箱,当水膨胀时水进入水箱,不至于把水管或机械胀破。膨胀水箱事先放入水,水不足时膨胀水箱也可起到补充水的作用。作为机车冷却系统中的重要部件,膨胀水箱的故障直接关系到机车能否正常运行,同时,膨胀水箱中水位的变化能够间接反映出机车其它部件的故障。故而膨胀水箱的正确检查对于冷却水系统故障的分析处理至关重要,下面本文就膨胀水箱的部分常见故障做了简略的介绍。

内燃机车冷却水系统工作原理

(1)高温冷却水系统工作原理

柴油机高温水泵从散热器高温部分和膨胀水箱补水管道中吸入冷却水,泵入柴油机高温水系统。冷却水在流经柴油机(包括增压器)时,吸入热量后温度升高,热水经由柴油机排水总管、冷却装置左上集流管,进入散热器水腔,由散热片把热量散发给冷却空气。温度降低后的冷却水,由右上集流管,重由高温水泵吸入,继续循环。

(2)低温冷却水系统工作原理

低温水泵从散热器低温部分与膨胀水箱补水管道中吸入冷却水,泵入柴油机中冷器,吸收增压空气热量,进入机油热交换器与柴油机机油交换热量,然后进入散热器,由散热片把热量散发给冷却空气。温度降低后的冷却水经由止回阀再回入低温水泵,继续循环。

(3)放气及补水管路工作原理

高温水系统在工作过程中,随着冷却水温度的升高,冷却水会发生汽化。同时,在冷却水系统的水腔中有可能存在死角,这部分冷却水也会汽化。为了排出这些汽化水,在柴油机出水总管出口到冷却装置左上集流管入口间管道的最高处,安装1根通往膨胀水箱的常开排气管。在低温水系统中冷器出水管最高处,也有1根通往膨胀水箱的常开排气管。这样,极少部分冷却水连同气体将由这2根排气管进入膨胀水箱,汽化水便可由膨胀水箱的排气口排出。

膨胀水箱底部有2根补水管,分别与高、低温水泵的进口相连。当系统工作时,水泵进口处为低压,膨胀水箱里的水在高度差及大压的作用下,经这2根补水管被吸入水泵,以补充排气管散发的冷却水,从而保证系统的正常工作。

(一)膨胀水箱涨水故障

在机车运行过程中,有时会出现膨胀水箱涨水现象。

原因分析:

出现该故障的可能原因包括以下方面:机车运行中气缸盖、气缸套裂纹、中冷器泄漏,压力空气和燃气窜入水系统,使水位上涨显示假水位。

判断及处理:

首先可逐个甩缸检查,若甩缸后涨水现象消失,证明为该气缸盖或缸套裂纹,这时可以停止该缸工作,维持到段进行更换修理。当以上检查不见水箱水位有变化时,可将中冷器排水阀打开验证,如果有水出现,则确定为中冷器漏水,回段后将中冷器吊下,进行水压试验并进行修补。

(二)燃气并未进入水系统,但水箱涨水

上述膨胀水箱涨水现象为有燃气或中冷器中的气体进入冷却水循环管路,但有时会出现燃气并未进入水系统,水箱却涨水现象。

原因分析:

柴油机放水后再上水时,若直接由水箱上部加水或从车体底部上水,但未按规定开放有关排气阀,水系统中的空气不能排出,启机后空气进入水箱,造成水箱溢水。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,当水系统内有空气时,会使水泵出口压力低,部分空气仍在水系统内循环,柴油机转速极低时,外界空气极容易进入水系统,造成恶性循环。

处理措施:

因冷却装置处排气阀处于水系统末端,水系统有空气时,此处压力更低,故开启此排气阀也不能将空气排出。这时应将柴油机出水总管与水箱连接管处的截止阀关闭,开启冷却装置处的排气阀,待空气排出后再关闭排气阀,开启截止阀。

(三)膨胀水箱水位下降

除了膨胀水箱水位上涨现象以外,有时会出现膨胀水箱水位下降现象,若这种情况不是循环水系统中的水的正常消耗的话,则要进行故障排除。

原因分析:

出现这种现象的具体原因可能包括以下几方面:

一是高低温水泵故障;二是冷却单节漏水;三是水系统管路漏水;四是气缸盖与气缸套之间的密封垫圈损坏;五是气缸套与水套间的密封圈漏水;六是热交换器内铜管裂纹。

判断及处理:

检查高低温水泵泄水腔下部的管接头,只允许有少量的漏水,但在柴油机最高工作转速下水封每分钟的泄漏量不得超过30滴,如果此处大量漏水则证明水封不良,应拆卸后检修。外观目检冷却单节和水系统管路情况,发现漏水立即修复。外观检查各气缸盖与气缸套之间的密封垫圈是否漏水,若有漏水点需及时更换。打开柴油机的曲轴箱检查孔盖,逐缸检查各气缸套下部是否漏水,出现漏水,则说明缸套与水套之间的封水圈损坏,应吊出气缸分解后更换密封圈。在柴油机工作中打开热交换器上的放水阀,如果流出机油时,则证明热交换器内部漏泄,这时应分解热交换器并进行水压试验,对泄漏的铜管焊修修复。

(四)膨胀水箱有油花

原因分析:

在了解了内燃机车冷却系统的基本结构后知道,只有在油水热交换器处既有才可能窜入冷却水系统中,故而膨胀水箱有油花说明油水热交换器泄露,导致机油进入冷却水循环系统。

判断及处理:

检查油水热交换器,看其是否损坏,如果损坏的话应回段处理,将油水热交换器拆下,检查密封圈是否良好,如若损坏及时更换。如若不是密封圈的问题,则有可能是油水热交换器中的铜管破损,必须对破损的铜管进行焊补或堵死。

(五)冷却水温度过高的现象

原因分析:

①柴油机负荷上升幅度过快或过大;②水泵故障;③散热器过脏使冷却散热效果差;④冷却风扇故障;⑤冷却水量不足;⑥柴油机燃烧不良;⑦水温表故障。

判断与处理:

针对冷却水温度过高,应经常检查水箱、水位,如果低于2/3标准水位时,应及时补加冷却水。定期检验水质,发现水质不合格时应及时进行更换。按规定保证正常水温,水温低于20℃时不得启动柴油机,低于40℃时柴油机不得加载,柴油机停机时应将水温降至60℃以下。乘务员操纵机车时柴油机的转数及负荷波动应尽量减少,柴油机启机前检查好增压器有无油水漏泄,打开示动阀甩车,注意观察汽缸内是否有油水喷出,喷油水量是否过多,以防发生油锤、水锤事故。

结束语:

在论文写作过程中,我查阅了相关资料,学到了很多东西,温习并巩固了以前学到的关于机车的知识,对机车的冷却水系统有了更加进一步的深入认识,更加明白了其工作原理,可谓受益匪浅。

经过此次论文写作,对自己所学的知识进行了整合,使自己的能力有了很大的提高,许多以前不太明了的检修难题也顿时就豁然明白了。当然在论文中也难免存在一些问题或谬误,需要改进,还望读者提出宝贵改进意见。

参考文献:

[1]王志泉.中国铁路机车车辆工业50年[M].北京:中国铁道出版社,2004.

[2]史绍熙.柴油机设计手册[M].北京:中国农业机械出版社,2007.

[3]焦宇.内燃机车冷却水系统常见故障分析[J]新疆职业技术教育,2007,(1):94.

论文作者:孟广进

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/10/1

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