DF11型內燃機車耗水故障原因分析及解決措施

張 錕 上海鐵路局徐州機務段

DF11型內燃機車耗水故障原因分析及解決措施

張 錕 上海鐵路局徐州機務段

主要介紹DF11型機車耗水故障的原因，并提出了防范措施及發生故障后的判斷處理方法。

耗水；故障；分析；措施

DF11型內燃機車作為我段鐵路客運運輸的主型機車之一，承擔著極其繁重的客運牽引任務。由于目前檢修體制原因，大部分配件均沒有實施壽命管理，均在重復使用，特別是機車冷卻水系統故障有逐年增多趨勢，尤其是DF11型機車耗水故障明顯增多，給正常運輸生產造成較大影響。針對該問題，如何有效預防機車耗水故障的發生，是我們機車檢修系統人員共同研究的課題。

1 DF11機車耗水故障統計

2013年DF11型機車全段計發生機車耗水活件10件，2014年發生18件，其中因為缸套安裝不良3件，噴油器套管銅墊密封不嚴5件，缸頭裂紋15件，還有其它部件如；水泵泄漏，中冷器漏，冷卻單節漏，水管裂漏、法蘭漏等4件，水溫高翻水1件。

2 原因分析

從近年機車耗水故障統計來看，除外部可檢查發現的部件，水溫高翻水外，主要是極難檢查的氣缸蓋毛細裂紋、噴油器套管銅墊密封不嚴兩方面原因。

2.1 水溫高翻水

一般情況下，造成水溫高主要有以下幾個方面：

（1）虛水位：在機車上水作業環節，冷卻水管路內存留氣體未排盡，冷卻水系統上水量不足，造成虛水位，冷卻效果不佳，造成水溫高。此類故障一般表現為在靜態時水位滿水位，加載運用一段時間后，因機車冷卻水管路中存有大量氣體受熱膨脹，造成膨脹水箱翻水。

（2）散熱器單節臟或散熱翅片倒片過多，影響散熱效果。

（3）冷卻間百葉窗打不開或不能完全打開，造成外部進風量不足。

（4）靜液壓系統故障。靜液壓泵、靜液壓馬達、安全閥、溫控閥等冷卻系統部件發生故障后，冷卻風扇不能正常工作或工作轉速低，影響冷卻效果，致使冷卻水散熱不良，造成水溫高。

（5）冷卻水泵故障：水泵發生故障，致使冷卻水循環不良，造成水溫高。

2.2 外部可檢查發現泄漏部位

如循環水泵漏水、柴油機中冷器漏、冷卻單節漏、水管裂漏、水管法蘭漏、缸套安裝不良等，這些部位漏水都可直接檢查發現。

2.3 氣缸蓋毛細裂紋

氣缸蓋檢修管理體制問題，未嚴格實施配件壽命管理，在機車大中修等修程中沒有及時進行更新，各部尺寸測量符合要求，水壓試驗正常后就裝車使用，長期無壽命管理，配件長期使用，材質老化，在運用中易發生局部裂紋。裂紋初期，一般性的外觀檢查難以發現，毛細裂紋發展到一定程度后，燃燒室高溫高壓燃氣通過裂紋竄入機車冷卻水循環系統，導致冷卻水從膨脹水箱溢出；或者是氣缸蓋發生毛細裂紋后，機車靜態時水路內外壓差低，冷卻水不會流入燃燒室，甩車時，柴油機示功閥并不向外排水，無法發現。柴油機起機加載時燃燒室壓力高，而且隨著活塞運動，缸內壓強不停地往復波動，此時，局部毛細裂紋漏水現象立即表現明顯。而且泄漏入缸內的冷卻水在高溫作用下氣化，隨廢氣排出，造成機車耗水。

2.4 噴油器套管銅墊密封不良

在機車柴油機噴油器套管組裝時，銅墊緊固力矩不足，造成密封不嚴，輕微滲漏，通過甩車極難察覺，而在柴油機起機后，氣缸爆發時由于爆發壓強最高達14 MPa,而冷卻水腔水壓最高只能達到0.35 MPa,造成機車加載時高溫高壓燃氣竄入水腔，進入冷卻水循環管路，導致膨脹水箱內水位持續上升，直至向外大量翻水。如在2014年1月便發生了1件典型的膨脹水箱翻水故障造成機車耗水，DF110147機車在擔當合--徐線列車牽引任務時，運行途中，高溫膨脹水箱向外翻水，柴油機轉速越高，翻水故障越明顯，轉速下降，水箱水位也下降，翻水故障緩解。該機車柴油機保持800 r/min轉速維持回段。機車回段后進行檢查，將該機車靜置12 h，膨脹水箱水位無下降，甩車檢查各氣缸蓋示功閥無出水現象，中冷器、增壓器均無滲漏水跡象，水阻臺加載試驗，出現與途中故障現象一致的現象：當柴油機轉速升至700 r/min時，膨脹水箱水位開始慢慢上升，升至800 r/min時，水表滿水位，轉速繼續上升，水箱開始翻水。

對冷卻水樣進行化驗，水中含有微量燃油，同時可明顯嗅到水樣散發出燃氣味道，這說明可能有燃氣竄入了高溫水冷卻系統。根據這個推斷，采取甩缸法對故障點進行排查，每一氣缸甩缸時間控制在2 min左右，當甩到15缸時，膨脹水箱翻水現象停止，膨脹水箱水位開始逐漸下降，持續甩除此缸，到停機前，水位停止下降，基本保持不變。恢復該缸供油齒條，此缸開始投入運轉，膨脹水箱水位再次上升，直至翻水，而甩其它缸則無此現象。吊檢15缸氣缸蓋，水壓試驗壓強到0.55 MPa時噴油器套管銅墊處即開始滲漏，更換第15缸氣缸蓋后試驗故障消除。機車再次運用后無耗水現象。

3 解決措施

（1）水溫高：通過查看水溫表，水溫超過規定值，則判斷系水溫高造成的翻水，可進一步查找水溫高故障點。按以下方法處理：

①首先檢查冷卻單節是否臟或倒片太多，對單節進行清洗或校正倒片，并柴油機啟機加載確認故障是否消除。

②啟機初期，司控器保持高手柄，檢查水位下降是否明顯，如水表水位下降明顯，則可判斷為虛水位造成翻水，重新排氣上水即可。

③對靜液壓系統進行檢查，重點對靜液壓泵、靜液壓馬達、安全閥、溫控閥等冷卻系統部件工作狀態進行檢查，確保冷卻風扇能正常工作。

④確認水溫達到600C時冷卻間百葉窗是否完全打開，確保進風量充足。

⑤檢查確認水泵工作狀態是否良好。一般采用測溫法檢查水泵進出水溫度，溫差明顯的可判斷該水泵故障，對水泵進行更換。

（2）外部泄漏：

①水泵泄漏：可直接檢查水泵警告孔是否泄漏。

②中冷器泄漏：可打開中冷器檢查堵檢查是否泄漏。

③水管路裂漏、法蘭漏水：均可目視直接檢查。

④缸套安裝不良：缸套上定位圓處泄漏可直接檢查發現，下定位圓密封圈處泄漏可打開曲軸箱蓋檢查，可發現缸套與機體結合處向下漏水。比如2014年3月DF11G144機車乘務員報修機車耗水,扣回本部維修,上車檢查各部,沒有發現漏水現象,但第二天水箱水表水位下降,甩車檢查 .打開中冷器檢查堵均無漏水現象.外部檢查水管路法蘭,接頭,冷卻單節,水泵等也無漏水現象.后來打開上排油管,發現油管內有水流出,說明柴油機油底殼有水,打開曲軸箱蓋,發現12缸缸套與機體結合處向下漏水,吊出12缸缸套,更換密封圈重新安裝,耗水現象消失.

（3）氣缸蓋裂紋：一是甩車檢查，在裂紋較大時甩車時示功閥應出水；二是排除其它原因后甩車又不出水的情況下，可化驗機油，如發現機油含氮量大于40/100,將廢氣總管吊下，用小鏡子從缸頭排氣口觀察，檢查排氣門閥桿是否有水堿跡象，如有，則可判定該缸氣缸蓋毛細裂紋泄漏。

（4）噴油器套管銅墊密封不良：一是檢查噴油器回油管是否有冷卻水流出，二是輕微滲漏時可按如下步驟處理，進一步查找故障點：

①柴油機加載1 000 r/min進行逐一甩缸，甩缸時間控制在2 min以上，同時注意觀察膨脹水箱水位變化。

②當甩除某一缸后，膨脹水箱水位有下降趨勢時，將甩缸時間延長，當水位持續下降，說明此缸即是故障點。

③將該缸氣缸蓋吊下進行水壓試驗，如氣缸蓋水壓試驗，噴油器套管安裝密封墊處有泄漏現象，則將該缸活塞盤車至下止點，檢查缸套內表面，同時檢查缸套無異常，重新安裝噴油器套管。

4 機車耗水故障的防范措施

機車耗水的原因較多，也較復雜，配件檢修質量、組裝質量等環節都有可能造成該類故障，一旦發生耗水故障，往往造成機車重大返工修，造成人力物力的浪費，影響機車正常運用。如何有效預防該類故障的發生，顯得尤為重要。總結以往經驗教訓，認為主要從以下幾方面入手抓好防范工作：

（1）抓好缸套、氣缸蓋等關鍵配件檢修質量，從檢修源頭做好防范。機車大中修時做好缸套及氣缸蓋探傷、水壓試驗、氣缸蓋噴油器套管組裝力矩等關鍵作業質量控制，嚴控探傷程序、水壓試驗壓力及保壓時間，不符合要求的配件嚴禁裝車使用。

（2）機車上部作業組裝各種部件要認真仔細,不能馬虎,力爭一次成功。

（3）做好配件使用壽命管理。特別是缸套、氣缸蓋等關鍵部件要建立壽命管理機制，對超過一定年限的一律報廢，避免長期使用造成隱性裂損故障。

我段已將以上措施納入長效技術管理，有效遏制了機車耗水故障的發生，較大的提高了故障判斷處理效率和機車搶修進度，確保了機車供應。以上判斷處理方法是我們在日常工作中的經驗積累，把這些取得預期效果的措施進行總結，以供同行參考。

責任編輯：萬寶安 張萼輝

來稿日期：2015-04-15