16V240ZJB型柴油機“水錘”的 危害分析及防控措施

謝曉虎 張磊

摘 要：內燃機車的原動力是柴油機，柴油機發生“水錘”將會造成嚴重的機械事故，嚴重時會造成柴油機報廢，給機車安全運行帶來嚴重影響。本文對引起16V240ZJB型柴油機“水錘”原因進行了介紹，結合實際案例對“水錘”造成的危害進行了分析，提出了預防“水錘”危害的防控措施。

關鍵詞：內燃機車;柴油機;水錘;原因;危害;防控措施

一、“水錘”的基本概念

通常情況下，將柴油機處于開始運動或運動狀態下，異常進入變化著的氣缸容積內的液體受活塞上行運動壓縮而傳遞壓強，并破壞運動部件沿正常配氣相位規律運動位移所造成的動力機械破損事故，稱為液體錘擊事故。

“水錘”是內燃機車柴油機在啟機或機車運行中，當漏入燃燒室的水量達到一定程度時會發生。因水的不可壓縮性產生巨大的沖擊力作用在活塞頂和汽缸蓋，會造成氣缸蓋碎裂、連桿彎曲等機械事故;同時也會造成機油乳化，給機車運行造成影響。

二、引起柴油機“水錘”的原因

在內燃機車運用及檢修過程中，通常以下四種原因會導致水進入柴油機燃燒室;當水量達到一定數量時，伴隨著機車乘務員或檢修人員不當的操作，就有可能發生柴油機“水錘”。

1.氣缸蓋鑄造缺陷、水腔裂漏，氣門折斷打壞汽缸蓋水腔，水進入燃燒室。

2.氣缸套鑄造缺陷、穴蝕穿孔，水進入燃燒室。

3.中冷器冷卻水管裂漏，水隨增壓后的空氣進入穩壓箱，經過進氣支管進入燃燒室。

4.室外下雨，雨水經排煙管、增壓器渦輪端、排氣總管、支管進入燃燒室。

三、“水錘”實例

2020年3月8日，獨石化鐵路運輸公司配屬的一臺DF4B型在用機車（9495號）柴油機（16V240ZJB型）發生“水錘”。當日，夜班接班后，乘務員檢查完機車，按程序啟動柴油機;按下啟機按鈕后，柴油機啟動不起來。打開示功閥甩車，發現9缸有水噴出。檢修人員檢查發現9缸連桿彎曲，缸套有碎片掉落，柴油機發生“水錘”。經過分析判斷，確認為9缸氣缸蓋水腔裂漏導致冷卻水進入燃燒室，從而引發“水錘”。

四、“水錘”的危害

柴油機發生“水錘”后，會導致氣缸內液體壓強大于燃燒室組成部件的強度極限，通過材料彈性變形極限范圍得不到釋放，造成相關零部件發生塑性變形，導致錘擊事故的形成，造成嚴重的機械破損。含有液體的部件破損后，液體無規律的大量泄漏，通過柴油機進、排氣系統和氣門重疊角，將其輸入其余工作良好的氣缸內，從而會造成多缸柴油機的重大機械破損。機械破損的后果如：氣缸蓋錘裂、氣門彎曲或斷裂、搖臂軸座斷裂、活塞銷變形、活塞銷座斷裂、連桿彎曲、氣缸套嚴重拉傷及下邊緣被彎曲的連桿打碎、主軸承和連桿軸承碾片、曲軸連桿徑拉傷或斷裂、機體主軸承孔變形或打壞機體、廢氣渦輪增壓器被打壞、潤滑油和冷卻水報廢等一系列嚴重后果，而使機車失去原動力。

五、防范控制措施

1.加強機車運用和檢修人員防止柴油機水錘事故的技術教育，使他們熟悉水錘事故發生前的故障現象、產生原因和具體檢查步驟，并要掌握有關應急處理的方法。

2.柴油機啟動前，將打開空氣穩壓箱排污閥作為檢車的必檢項目，必須進行空氣穩壓箱積水狀態檢查，確認無誤后方可啟動，否則不準啟機。

3.對于長時間停留、空氣系統部件故障經過檢修后的第一次啟動、冷卻水位異常下降原因不詳的柴油機，首次啟動前不僅要打開空氣穩壓箱的排污閥，而且必須要打開示功閥進行甩車檢查，確認是否有積水后方可啟動。

4.柴油機啟動過程中，如若出現啟動困難或者產生憋車的抖動狀態，應立即停止啟動行為，并要分別打開空氣穩壓箱排污閥、示功閥，進行各部件泄漏情況的檢查，此時切不可盲目重復啟動，更不準采用搬齒條拉桿的辦法強迫啟動柴油機。

5.運用中，發現水箱水位變化較大時，首先判斷是內漏還是外漏，如外漏及時處理，如內漏必須停機。

6.停車時，檢查柴油機發現各缸有水泄漏時，必須停機打開示功閥，盤車檢查，不準用甩車的方法檢查。

7.甩車過程中示功閥有水噴出時的判斷。（1）甩車時左右兩排各缸示功閥均有水噴出，原因應是中冷器漏或下大雨造成的。（2）甩車時只有1個或幾個缸示功閥噴水，原因可能是汽缸蓋裂損或汽缸蓋穿漏造成的。（3）如果停機狀態下機車受大雨淋后，甩車時左右兩排各缸示功閥均有水噴出，甩完車后啟機未見異常，可確認燃燒室內的水是由于大雨漏進的，水甩凈后機車可正常運用。發現個別示功閥有水噴出時，在未判明原因前不得再啟機。

8.柴油機啟機后膨脹水箱水位出現異常時的判斷。（1）水位不正常升高，是由于氣缸工作后高壓的燃氣通過汽缸蓋、汽缸套的裂紋竄入冷卻水腔，使膨脹水箱水位上升。未發生水錘時，可逐個停缸觀察膨脹水箱水位;如水位回落則表明該缸汽缸蓋、汽缸套裂漏或穿孔，此時不再啟機。（2）膨水箱水位有下降趨勢，說明冷卻水系統的水在流向燃燒室。如此時柴油機排氣煙色也不正常，應分析為中冷器的水管裂漏。因中冷器水壓大于增壓空氣壓力，因此，啟機后水泵的工作壓力使冷卻水經中冷器水管裂漏處進入空氣腔內，隨增壓空氣進入穩壓箱、進氣支管至氣缸內，進入缸內的水達到一定量時，柴油機將會發生“水錘”。

六、結束語

綜上所述，16V240ZJB型柴油機“水錘”是因某種原因導致大量的水進入柴油機燃燒室而引起的對柴油機危害較大的病害。通過對諸多“水錘”事故案例的分析可以看出，柴油機發生“水錘”有相當一部分原因是人為因素造成的。如果大家對防止“水錘”工作高度重視，防控措施落實到位，乘務及檢修人員能充分掌握防止“水錘”發生的業務技能，將會對機車運用安全提供更有力的保障。

（作者單位：新疆獨山子石化公司鐵路運輸公司）

參考文獻：

[1]楊兆昆 .東風4型內燃機車乘務員.中國鐵道出版社.

[2]鐵道部大連機車車輛廠.東風4型內燃機車.

[3]陳純北.內燃機車技術檢查作業與故障處理.中國鐵道出版社.