DF4D內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內燃機車的高溫水箱作用于機車的冷卻系統，在確保機車在適宜的溫度下正常工作方面發揮著重要作用，在DF4D內燃機車實際運行中，高溫水箱出現水位上漲的問題并不少見，嚴重情況下甚至溢出箱外，從而使得箱內冷卻水迅速減少且水溫升高異常，最終導致機車運行故障，給機車的運行安全造成相當大的威脅。實際情況中出現DF4D內燃機車高溫水箱水位上漲問題的具體原因并不是純粹的。當發生此類故障時，特別需要相關技術人員細化檢查步驟，準確找出問題成因，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 高溫水箱所在系統及工作原理

DF4D機車的冷卻系統是由高溫水循環系統和低溫水循環系統共同構成的開式雙循環系統，正常情況下冷卻水的溫度應保持在不超過88 ℃。高溫水箱為高溫水循環系統的重要組成部分。其工作時，先是由柴油機驅動高溫水泵將冷卻水輸送到柴油機兩側氣缸套和氣缸蓋，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，位于系統最高處的高溫水箱則主要發揮的是自動補水作用，及時補充高溫水循環系統運行過程中因蒸發等作用減少的冷卻水量，同時避免氣泡的產生，以確保冷卻水的供給正常且穩定(如圖1所示)。

2 高溫水箱水位上漲的原因分析

根據高溫水箱所在系統的工作原理以及出現問題的外在現象來分析，存在于冷卻系統中的氣體如果沒有隨著系統的正常運行在經過高溫水箱時從其頂部的排氣孔排出去，而是占據一定空間將循環于管路中的冷卻水擠進高溫水箱就會造成水位上漲甚至滿溢狀態?？梢娤到y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，根據實際檢修經驗，造成系統管路中產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氣鉆入冷卻水管。

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，如果水溫高于標準值，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，再進行其他原因的排查。若發現水溫超高故障可通過以下幾個步驟來解決：

1)檢查冷卻風扇的轉速，當柴油機處于高速運轉時觀察冷卻風扇轉速，當看到風扇沒有呈現全速轉動狀態時，試著將溫控閥關閉，再行觀察，如風扇開始全速運轉就可確定是溫控閥內感溫不良的問題，更換溫控閥即可。但如果控閥關閉后風扇轉速不變，則應進行下一步排查。2)檢查散熱器的潔凈度，如發現散熱器及其單節表面覆有灰塵，應進行吹掃或拆卸清洗處理。3)檢查系統管路是否暢通，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，如發現供給壓力不足，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,待水流盡后關好排氣閥。2)排氣后再次啟動機車,如果仍未奏效,則應是其他原因造成的外界空氣進入。這時,就要仔細檢查機車上水閥、水泵進水管路連接法蘭、冷卻單節膠墊等部位的密封性。機車啟動后尤其是高速運轉時,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象來判斷其密封性,漏水部位就是空氣進入部位,應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壓箱積水情況來判定,如發現穩壓箱內有水,說明中冷器發生了漏水問題,應根據實際情況修復或更換。

3.3 觀察水質

仔細觀察水表中的水質,如果水質渾濁則說明故障原因極有可能是有燃氣進入了冷卻水管路。而具體來講則應是氣缸蓋、氣缸套出現裂隙造成的,排查方法如下:

1)氣缸套出現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裂隙的那一缸。

2)缸蓋裂損故障的排查則要相對復雜一些,具體方法如下:a.將機車關閉停放一段時間之后進行甩車操作,然后開啟示功閥,如發現示功閥內有水就可判定氣缸蓋出現了裂損,需直接更換;b.在機車水組實驗中,如發現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,具體判定標準為當甩到某一缸時,水位上漲速度放緩或不再上漲,待此氣缸恢復,水位又開始上漲,即可判定為該氣缸的缸蓋出現了裂損,予以更換即可。

4 案例分析

2018年2月,某機務段的機車在運行過程中發生高溫水箱漲水的故障。隨行維修人員當時未查明原因,只得進行扣修。待機車到達檢修區,先從外觀上全面檢查是否有漏水點,結果未發現有漏水點位。用紅外線點溫計對柴油機滿負載(1 000 r/min)各缸出水支管外表面溫度進行測量(結果如表1所示),發現第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，重復負載試驗，高溫水箱恢復正常,水位上漲現象消失。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,目前在全國各機務段仍具有一定的發生頻率,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生以前,以減少或避免DF4D型內燃機車出現高溫水箱水位上漲故障。