東風4B型內燃機車C6級維修后冷卻風扇不動作原因及解決辦法

于洪博++于憲宇

[摘 要]作者在東風4B型內燃機車C6級維修的水阻試驗時發現，當柴油機全速運轉時，機車機油系統中的機油和機車冷卻水系統中的水溫度已經達到技術要求的上限，但是機車的冷卻風扇并不動作，導致機車柴油機工作時產生的熱量不能及時有效地散發，致使柴油機出現故障。本文將找出冷卻風扇不動作原因并給出解決辦法。

[關鍵詞]東風4B型內燃機車；故障；分析；處理；冷卻風扇

中圖分類號：T11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0060-01

1.概況

東風4B型內燃機車是交——直流電力傳動，干線客、貨兩用的內燃機車。機車柴油機的最大運用功率為2430kW。客運和貨運兩種機型除牽引齒輪傳動比不同外（客運機車為3.38；貨運機車為4.5），機車的結構完全一樣。

機車的冷卻裝置分為高溫（柴油機水系統）、低溫（中冷器、機油熱交換水系統）兩個循環系統，共56組散熱器（高溫24組，低溫32組）呈V形布置。在散熱器的V形空間頂部安裝兩個冷卻風扇，它由ZM-732型靜液壓馬達驅動。在風扇驅動系統中，設有帶感溫元件的溫度控制閥，隨著機車工況的變化，使冷卻風扇的轉速實現了無級變速，它可以實現油、水溫度的自動控制，這樣不僅降低了冷卻風扇的功率消耗，而且提高了內燃機車柴油機的經濟性和壽命及其運動件的耐磨性。

內燃機車的兩個冷卻風扇各自具有一套獨立的靜液壓傳動系統，兩個系統完全一樣，均由靜液壓泵、溫度控制閥、靜液壓馬達、安全閥、熱交換器、油箱、高壓軟管及其他管件組成。圖1-1為內燃機車的冷卻風扇采用靜液壓傳動系統示意圖。

靜液壓傳動系統的工作原理如下：

當柴油機運轉時，柴油機曲軸自由端經過萬向軸帶動靜液壓變速箱，通過靜液壓變速箱的兩側輸出軸的內花鍵直接帶動靜液壓泵，靜液壓泵從油箱把油吸入后，通過壓力管路將油送至液壓馬達，液壓馬達在壓力油的作用下進行旋轉，從而帶動冷卻風扇工作，高壓油在液壓馬達里釋放能量后竟會有管路返回至油箱。

當柴油機的機油溫度、冷卻水溫度分別低于規定的55℃和74℃時，并聯在液壓馬達管路中的溫度控制閥處于開啟狀態，靜液壓泵壓出的工作油從此閥經旁通回油管路流回油箱。此時，高壓油路將建立不起壓力，冷卻風扇不能轉動，靜液壓泵處于無負荷的工況下運轉，所以消耗的功率很小。反之，隨著柴油機負荷的增加，機油溫度和冷卻水溫度上升并達到規定值時（機油溫度達到55-65℃，冷卻水出口溫度達到74-82℃時），則各自系統溫度控制閥中感溫元件里的石蠟、銅粉混合物受熱從固態轉化為液態，體積膨脹，從而推動溫度控制閥體內的滑閥，逐漸將閥體內的旁通口關閉，高壓的工作油則大部分或全部進入液壓馬達，從而風扇相應從低速至全速旋轉。當柴油機負荷減少，機油和冷卻水溫度下降時，這一過程又

逆回至低溫狀態。如此周而復始由溫度控制閥自動控制冷卻風扇的工作。

2.原因分析

2.1 溫度控制閥失效

從靜液壓系統工作原理可知，溫度控制閥在靜液壓系統中起到調節通往靜液壓馬達壓力油流量的作用。當柴油機油、水溫度達到一定值時，溫度控制閥內的恒溫元件動作，從而推動滑閥關閉旁通回路，經由液壓馬達的壓力油逐漸增多，使馬達逐漸達到全速運轉。

溫度控制閥失效將造成靜液壓油從溫度控制閥旁通回路部分或全部流回油箱，導致風扇轉速達不到要求或不工作。造成溫度控制閥不工作的原因如下。

（1） 滑閥與閥體的配合間隙不當或有贓物使滑閥犯卡；

（2） 感溫元件失效，其推桿不能隨油、水溫度變化產生相應動作；

（3） 滑閥的行程達不到要求，其最大行程小于7.5mm，導致滑閥在油、水組稿溫度（機油溫度達到55-65℃，冷卻水出口溫度達到74-82℃時）不能全部關閉閥口。

2.2 靜液壓馬達故障

東風4B型內燃機車采用的ZM-732靜液壓馬達常見故障如下。

（1） 馬達軸承燒損，風扇轉動時阻力增大，造成風扇轉動不靈活或不動作；

（2） 油缸體表面拉傷嚴重，導致油缸體與配流盤表面不能緊密貼合；

（3） 靜液壓馬達柱塞或油缸體內控拉傷，使得其配合間隙不符合要求，就會影響到柱塞正常的吸油和排油；

（4） 前泵體內的軸承裝反，馬達主軸承連同軸承內圈在高壓油的作用下向上移動，是油缸體和配流盤之間出現過大間隙，管路中高壓部分不能建立起足夠的油壓，馬達受不到靜液壓油的壓力作用，造成風扇轉速低或不動作。

2.3 靜液壓油管路連接方式有誤或管路堵塞

內燃機車的兩個冷卻風扇各自具有一套獨立的靜液壓傳動系統，兩個系統完全一樣，均由靜液壓泵、溫度控制閥、靜液壓馬達、安全閥、熱交換器、油箱、高壓軟管及其他管件組成。但是兩套系統分別用于使柴油機機油系統內機油溫度和柴油機冷卻水系統中的了水溫降低。如果將兩套系統的管路連接錯誤，或者管路中存有污物堵塞管路，會導致管路中局部溫度過高，但是溫控閥不工作。

3.處理方法

東風4B型內燃機車C6級維修后冷卻風扇轉速慢或不動作。處理故障時，應準確判斷其產生的原因，并采取以下步驟進行檢查和處理。

（1） 檢查靜液壓系統管路是否按照設計原理圖連接，發現錯誤及時更改；

（2） 逐段檢查系統管路中是否錯在堵塞現象，如果堵塞，盡快分解處理；

（3） 更換或短接溫度控制閥，如果問題得到緩解，即為溫度控制閥出現故障，更換新的溫度控制閥；

（4） 檢修靜液壓馬達時，最好測量其容積效率。因為柱塞連桿組與相應缸體的間隙過大，其泄漏量必然過大，因而容積效率降低。當靜液壓馬達容積效率降低時必須更換；

（5） 把靜液壓馬達改為雙油封后，泄露情況基本消除，可是風扇運轉良好。

參考文獻

[1] 李曉村，內燃機車故障綜合分析與處理[M]，北京：中國鐵道出版社，2001.

[2] 鐵道部大連機車車輛工廠，東風4B型內燃機車[M]，大連：大連理工大學出版社，1993.