斯里蘭卡動車組柴油機冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障探究

1 引言

在“一帶一路”戰(zhàn)略下，中國高鐵走出去的步伐越來越快，出口動車組越來越多。中國已為斯里蘭卡制造多批內(nèi)燃動車組，這些列車已成為斯里蘭卡火車線上的主力軍。目前國內(nèi)內(nèi)燃機車、內(nèi)燃動車的冷卻風(fēng)扇主要由電機驅(qū)動，因斯里蘭卡為熱帶雨林氣候，其高溫高濕、多雨多鹽的環(huán)境對電機運行極其不利。因此，斯里蘭卡動車組采用了新的輔助驅(qū)動系統(tǒng)(柴油機通過偶合器傳動箱同時驅(qū)動冷卻風(fēng)扇和通風(fēng)機)，此系統(tǒng)具有作用可靠、調(diào)節(jié)方便、結(jié)構(gòu)緊湊且簡單、驅(qū)動效率高、成本較低等優(yōu)點。

內(nèi)燃動車組由柴油機作為動力，采用機械液力傳動來驅(qū)動冷卻風(fēng)扇動作對柴油機外循環(huán)的冷卻液進(jìn)行冷卻，從而使柴油機在適宜溫度下工作。當(dāng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速無法達(dá)到要求轉(zhuǎn)速時，會直接影響柴油機工作溫度，進(jìn)而導(dǎo)致卸載停機。

2 冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)介紹

2.1 基本介紹

斯里蘭卡內(nèi)燃動車組是按照斯里蘭卡鐵路公司要求專門設(shè)計的一款交-直電傳動內(nèi)燃動車組。動車組由動車和拖車編組而成。柴油機冷卻系統(tǒng)分高、低溫兩個系統(tǒng)，機油散熱包含在高溫系統(tǒng)中。在動車動力室內(nèi)設(shè)有獨立的冷卻裝置單元，其中主要包括散熱器、冷卻風(fēng)扇裝置。散熱器為雙流道散熱器，在冷卻裝置上采用V型安裝布置。

冷卻風(fēng)扇裝置由風(fēng)扇座、風(fēng)扇及構(gòu)架等組成，其型號為SJF-15C型，額定轉(zhuǎn)速為1560r/min。其安裝座位于V型冷卻塔上方，冷卻風(fēng)扇位于車頂百葉窗下方，如圖1所示。當(dāng)冷卻風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)時，頂部百葉窗的扇葉全部打開，冷卻空氣由列車兩側(cè)墻的瓦楞式濾清窗及濾網(wǎng)進(jìn)入冷卻室，對V型散熱器冷卻后由車頂百葉窗排出，形成冷卻流。當(dāng)冷卻風(fēng)扇惰轉(zhuǎn)時，車頂扇葉全部落下關(guān)閉，以防止雨水等進(jìn)入車內(nèi)。

2.2 動力來源

冷卻風(fēng)扇的動力來自于柴油機，采用機械液力傳動的方式使冷卻風(fēng)扇運轉(zhuǎn)。柴油機啟動后，其轉(zhuǎn)軸通過萬向軸與偶合器傳動箱連接。偶合器傳動箱內(nèi)通過一對螺旋錐齒輪將動力傳遞給偶合器循環(huán)腔內(nèi)的泵輪。在偶合器循環(huán)腔內(nèi)由循環(huán)流動的偶合器油作為介質(zhì)(惰轉(zhuǎn)時由空氣作為介質(zhì))，使泵輪帶動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪再通過萬向軸與冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸相連。

2.3 動作控制

冷卻風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)的啟停由PLC控制，柴油機冷卻水分為中冷和高冷兩部分，并將溫度信號傳遞給PLC。當(dāng)中冷水溫度超過55℃或高溫水溫度超過92℃時，PLC輸出使風(fēng)扇偶合器電磁閥得電。車輛總風(fēng)給偶合器傳動箱提供0.85MPa～1.0MPa的氣壓，使其內(nèi)部作用閥動作，由齒輪泵給偶合器循環(huán)腔內(nèi)充油，從而使冷卻風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)(設(shè)計要求當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速為1800r/min時，冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速應(yīng)不低于1560r/min)。當(dāng)高溫水溫度低于85℃并且中冷水溫度小于48℃持續(xù)5s時，PLC輸出使電磁閥失電，偶合器循環(huán)腔內(nèi)介質(zhì)轉(zhuǎn)為空氣，冷卻風(fēng)扇進(jìn)行惰轉(zhuǎn)。

抽取某醫(yī)院在接收的患有2型糖尿病的晚期非小細(xì)胞肺癌的患者，共136例，且所選的所有患者均符合國際通用的糖尿病和非小細(xì)胞肺癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)，將這些患者平均且隨機的分為兩組，即對照組和試驗組，每組68例。其中，試驗組患者包括男性病患34例，女性患者 34 例，年齡38～74 歲，平均(54.8±12.4)歲；對照組包括男性患者33例，女性患者35例，年齡39～76歲，平均(55.3±13.1)歲。對兩組的一般資料統(tǒng)計學(xué)處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

3 故障排查方法及解決措施

在實際運行過程中，可能有很多因素導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障，以下故障排查方法及解決措施是基于先易后難、先外后內(nèi)、快速定位的原則進(jìn)行列舉介紹的。

動車的PLC控制系統(tǒng)設(shè)置通信模塊，通過RS485總線貫穿全列，實現(xiàn)列車級控制及數(shù)據(jù)交換功能。每個動車配置事件記錄器ERM，通過RS485總線與PLC控制器的通信模塊連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，人機界面顯示屏TIS通過PLC控制器自帶的Q-BUS總線與PLC控制器通信，實現(xiàn)列車數(shù)據(jù)的顯示以及列車功能的控制。柴油機通過PLC控制器的CANopen模塊實現(xiàn)與PLC的通信。

因冷卻風(fēng)扇的動力來自于柴油機，當(dāng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障時，應(yīng)首先要查看柴油機的輸出轉(zhuǎn)速是否滿足要求。柴油機的轉(zhuǎn)速可通過司機室PLC牽引界面查看，可下載時間記錄器ERM數(shù)據(jù)查看，也可通過轉(zhuǎn)速測試儀在柴油機輸出軸處進(jìn)行實際測試。如柴油機轉(zhuǎn)速無法達(dá)到要求，則須對柴油機進(jìn)行重點排查。

3.1 柴油機轉(zhuǎn)速

乾隆帝每次游賞西湖十景時都要作詩，先后題詩60多首。“蘇堤春曉”是乾隆帝題詩最多的景觀之一，蘇堤上架有六橋，堤旁遍植柳樹和桃樹，形成“花柳六橋皆入畫”的美景?;“花港觀魚”最突出的景觀意象是荷與魚，詩有“花家山下流花港，花著魚身魚嘬花”之句?;“雙峰插云”的景觀意象是雙峰和云，“一雙長劍倚天垂，云作衭襓片片披”?;“三潭印月”的標(biāo)志性景觀為湖中三塔，景觀意象以賞月和水上園林著稱，所謂“湛凈空潭印滿輪，分明三塔是三身”?;“平湖秋月”所在地是觀賞西湖水域全景的最佳地點之一，尤其是皓月當(dāng)空之際，“春蟾漪影惠風(fēng)柔”?。這些詩作及其反映的意境，也已成為西湖十景的文化元素。

3.2 風(fēng)扇偶合器電磁閥

當(dāng)中高冷水達(dá)到一定溫度時，PLC會輸出使電磁閥得電。應(yīng)查看PLC輸出后電磁閥是否得電動作，如不動作須斷電查PLC輸出至電磁閥之間的線路及電磁閥本身質(zhì)量問題，相關(guān)線路原理圖如圖2所示。

3.3 管路及風(fēng)壓

當(dāng)作用閥動作后，由齒輪泵從偶合器傳送箱底部將偶合器油充入偶合器循環(huán)腔內(nèi)。當(dāng)偶合器傳送箱內(nèi)油量不足，可能會導(dǎo)致偶合器循環(huán)腔內(nèi)無法充滿油或充油緩慢，進(jìn)而影響冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。偶合器傳送箱內(nèi)油量可通過油尺查看，設(shè)計要求其油位在兩個限位孔之間，如油量不足或油量過多則須加油或排油。同時須排查偶合器油散熱器無堵塞情況。

3.4 偶合器油位

電磁閥得電動作后，車輛總風(fēng)給偶合器傳動箱提供0.85MPa～1.0MPa的氣壓。車輛總風(fēng)風(fēng)壓可通過司機室風(fēng)壓表查看，須確保管路通過電磁閥與總風(fēng)連接正確無漏氣。必要時在電磁閥輸出口或偶合器傳動箱進(jìn)氣口接入三通管路，用風(fēng)壓表監(jiān)測，確認(rèn)電磁閥動作后提供給偶合器傳動箱的風(fēng)壓滿足要求，相關(guān)氣路原理圖如圖3所示。

3.5 冷卻風(fēng)扇及百葉窗

(6)使用油壓表接入偶合器油進(jìn)入循環(huán)腔的管路測試口處進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)冷態(tài)油壓為0.18MPa，油壓較低，異常；

住院醫(yī)師培訓(xùn)的重點是各種臨床技能，但是CP教學(xué)法有其自身的局限性，特別是對于心血管外科，臨床上只有3種疾病可以實施CP，很多復(fù)雜的疾病尚無法建立CP，執(zhí)行CP的疾病個體之間也存在一定的變異性。對于這些還未建立起標(biāo)準(zhǔn)路徑的心血管外科疾病，只能采取其他教學(xué)模式。因此，CP教學(xué)法不能作為單獨的住院醫(yī)師培養(yǎng)手段，必須和其他教學(xué)方法相結(jié)合，才能收到更好的教學(xué)效果。

3.6 偶合器傳動箱

以上幾點排查后，如還存在冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障，則須考慮偶合器傳動箱內(nèi)部故障。偶合器傳動箱作為傳動的核心部件，其性能與質(zhì)量直接影響傳動效率，進(jìn)而導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障，影響柴油機正常運行。偶合器傳動箱的工作原理類似于變扭器，當(dāng)泵輪軸帶動泵輪旋轉(zhuǎn)時，泵輪中的傳動油一方面隨泵輪旋轉(zhuǎn)，其速度成為牽連速度，另一方面在離心力的作用下，由泵輪入口流向泵輪出口，其速度成為相對速度。液流的絕對速度為牽連速度與相對速度的合成。此時，泵輪將柴油機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為傳動油的動能與勢能。以絕對速度從泵輪流出的傳動油，立即沖向泵輪出口對面的渦輪進(jìn)口，在渦輪內(nèi)與渦輪葉片相互作用，使渦輪獲得一定的扭矩和轉(zhuǎn)速。此時，流動的傳動油在泵輪中獲得的動能和勢能，在渦輪中又被轉(zhuǎn)化為渦輪的機械能輸出。從渦輪流出的傳動油重新進(jìn)入泵輪，如此循環(huán)流動，保證偶合器傳動箱正常工作。

與冷卻風(fēng)扇運轉(zhuǎn)相關(guān)的部件有作用閥、齒輪泵及濾清器組成、安全閥、螺旋錐齒輪、泵輪、渦輪、循環(huán)腔等。對偶合器傳動箱的排查依舊須按照先易后難、先外后內(nèi)的原則。

(4)柴油機停機后，自然冷卻約半小時后通過偶合器傳送箱油尺查看油位在兩個限位孔之間，正常；

Cheerful，for forest action form’d under thelaw divine，

當(dāng)車輛總風(fēng)給偶合器傳動箱提供0.85MPa～1.0MPa的氣壓后，作用閥內(nèi)彈簧在風(fēng)壓作用下會向下動作壓縮，從而使偶合器油快速持續(xù)充入循環(huán)腔內(nèi)。當(dāng)作用閥卡滯、與閥體間隙過大、彈簧預(yù)緊力不適及本身質(zhì)量缺陷時，會導(dǎo)致作用閥無法完全打開、泄漏偶合器油、提前泄壓、無法動作等，從而影響循環(huán)腔內(nèi)充油量及充油速度，進(jìn)而影響冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。作用閥的排查可先打開作用閥蓋上的檢查孔，用10公斤左右的力向下壓作用閥，確認(rèn)其動作正常無明顯卡滯。必要時可將供氣管拆除后打開作用閥蓋進(jìn)一步排查作用閥彈簧預(yù)緊力及與閥體間隙。

3.6.2 齒輪泵及濾清器組成

齒輪泵通過延管與濾清器連接，濾清器位于偶合器傳動箱底部，偶合器油通過濾清器過濾后，由齒輪泵泵入循環(huán)腔內(nèi)。當(dāng)濾網(wǎng)組成堵塞或齒輪泵泵油量不足時，會導(dǎo)致齒輪泵泵油障礙，進(jìn)而導(dǎo)致循環(huán)腔內(nèi)充油不足，可先打開濾清器查看濾網(wǎng)組成是否存在堵塞現(xiàn)象，并進(jìn)行清洗。油壓可將油壓表接入偶合器油進(jìn)入循環(huán)腔的管路測試口處進(jìn)行監(jiān)測，設(shè)計要求冷態(tài)油壓為0.3MPa～0.32MPa。如油壓較低，則須排查濾清器組成是否存在臟堵、安全閥是否提前釋放油壓、齒輪泵本身是否存在質(zhì)量問題等。

3.6.3 循環(huán)腔

當(dāng)以上兩點排查均無問題時，須考慮偶合器循環(huán)腔內(nèi)部油路問題，偶合器以整體鑄造為主制造，循環(huán)腔內(nèi)涉及油路較多，且走向較為復(fù)雜。當(dāng)進(jìn)油或回油油路存在缺陷漏油時會直接導(dǎo)致循環(huán)腔的充油速度甚至導(dǎo)致循環(huán)腔內(nèi)無法充滿油，進(jìn)而導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障。此排查須將渦輪與冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸相連的萬向軸拆解，同時拆解偶合器周圍的干涉部件，進(jìn)而打開偶合器上腔進(jìn)行排查。

4 示例及總結(jié)分析

4.1 示例

4.1.1 故障現(xiàn)象出口斯里蘭卡動車組2-D1-1列冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)不到設(shè)計要求。設(shè)計要求當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速為1800 r/min時，冷卻風(fēng)扇應(yīng)在2.5min內(nèi)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速1560r/min。現(xiàn)車進(jìn)行水阻試驗時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速為1800 r/min時，冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速在2.5min后未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，維持在1360r/min左右。

4.1.2 故障排查

(1)在司機室屏查看及使用轉(zhuǎn)速計測量確認(rèn)柴油機轉(zhuǎn)速為1800r/min，正常；

(4)橋梁樁基樁底高程與樁長。第20號墩樁底標(biāo)高-28.473 m、第21號樁底標(biāo)高-28.223 m、22號墩樁底標(biāo)高-27.978 m，樁長全是34 m，樁徑全是1.5 m。樁尖全部位于卵石層。

(2)現(xiàn)車當(dāng)中冷水溫度超過55℃時，查看風(fēng)扇偶合器電磁閥得電，正常；

(3)通過司機室風(fēng)壓表查看總風(fēng)風(fēng)壓為0.9MPa，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。車輛斷電，確認(rèn)電磁閥失電后，在電磁閥輸出口接入三通管路，使用風(fēng)壓表監(jiān)測，車輛重新上電，使電磁閥動作后，風(fēng)壓表顯示風(fēng)壓為0.89 MPa，正常；

3.6.1 作用閥及彈簧預(yù)緊力

(5)柴油機停機后，手動撥動偶合器傳動箱渦輪與冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸連接的萬向軸，可正常轉(zhuǎn)動，無明顯卡滯；

當(dāng)冷卻風(fēng)扇工作環(huán)境阻尼增大時，也可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求。可在柴油機停機后，用手撥動偶合器傳動箱渦輪與冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸連接的萬向軸，確認(rèn)其可穩(wěn)定轉(zhuǎn)動無明顯卡滯，有必要時可進(jìn)一步測量冷卻風(fēng)扇扇葉夾角。頂百葉窗安裝在冷卻裝置排風(fēng)口處，當(dāng)冷卻風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)后，須確認(rèn)車頂百葉窗扇葉全部豎直打開，防止個別扇葉卡滯導(dǎo)致排風(fēng)受阻進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速故障。

社會主義核心價值觀是人們精神思想的標(biāo)桿，是行為發(fā)展的“引路人”和文明社會的基礎(chǔ)，是我國維護(hù)社會關(guān)系穩(wěn)固和我國繁榮昌盛的關(guān)鍵因素〔1〕。社會主義核心價值觀從多個方面體現(xiàn)出社會主義的本質(zhì)和核心，闡述了社會主義核心價值觀的中心思想是社會主義中最重要、最基礎(chǔ)的內(nèi)容。

(7)組織偶合器傳動箱廠家對偶合器內(nèi)部進(jìn)行排查，打開濾清器查看濾網(wǎng)組成，發(fā)現(xiàn)有明顯較多雜質(zhì)附著于濾網(wǎng)上，異常。

4.1.3 故障定位及處理驗證

2.2.1 黃體功能不足:月經(jīng)的周期縮短,或周期正常,但卵泡期有所延長,黃體期縮短,致不孕或早孕流產(chǎn)率增高。

經(jīng)以上排查，定位故障原因為濾網(wǎng)組成堵塞導(dǎo)致齒輪泵泵油障礙，進(jìn)而導(dǎo)致循環(huán)腔內(nèi)充油不足。現(xiàn)車對濾網(wǎng)組成進(jìn)行清洗，清洗后重新進(jìn)行試驗，冷卻風(fēng)扇在約1min時達(dá)到了額定轉(zhuǎn)速并保持。

4.2 總結(jié)分析

冷卻風(fēng)扇工作正常與否直接影響柴油機組能否正常運行，通過以上排查方法和解決措施可快速定位并解決冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速故障，保障動車組平穩(wěn)可靠運行。

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茄子瓜絹螟主要啃食茄子的葉肉，導(dǎo)致茄子的產(chǎn)量迅速下滑，使得茄子的品質(zhì)有所下降。幼齡幼蟲在葉背啃食葉肉，呈灰白斑。3齡后吐絲將葉或嫩梢綴合，居其中取食，使葉片穿孔或缺刻，嚴(yán)重僅留葉脈。幼蟲常蛀入瓜內(nèi)，影響產(chǎn)量和質(zhì)量。

偶合器傳動箱作為傳動的核心部件，裝車后如須更換返工量極大。為保證其運行可靠性，要加強偶合器傳動箱整個裝車前的生產(chǎn)過程質(zhì)量，實施相應(yīng)的質(zhì)量控制與改進(jìn)措施，特別要加強在試驗臺上的試驗過程監(jiān)控等手段。在施工過程中建議采用SPC--統(tǒng)計過程控制，對各個階段進(jìn)行控制，從而達(dá)到改進(jìn)與保證質(zhì)量的目的。在傳動箱組裝過程中，各零部件均要清洗干凈方可進(jìn)行組裝。組裝完成后，在地面試驗臺上完成盡可能多的試驗項目和試驗內(nèi)容，包括但不限于驗證傳動箱轉(zhuǎn)動元件運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、可靠性，要對試驗過程進(jìn)行詳細(xì)策劃并制定相關(guān)作業(yè)規(guī)程。

其中將冷卻風(fēng)扇作為負(fù)載進(jìn)行地面配套試驗時建議至少包含如下試驗確認(rèn)：(1)當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速為600r/min，檢查壓蓋工藝孔(潤滑最高點處)有無工作油輸出；(2)傳動箱各部位有無漏油現(xiàn)象，觀察潤滑油中有無過量泡沫，供油壓力為100kPa-300kPa；(3)作用于偶合器作用閥處的高壓風(fēng)壓力值為0.8～1.0MPa；(4)運轉(zhuǎn)是否良好，運轉(zhuǎn)過程中有無異音；(5)須進(jìn)行累計不少于3小時的磨合試驗，磨合試驗后，輸入轉(zhuǎn)速為1800r/min時，偶合器不充油輸出轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于510r/min，在偶合器充油情況下，測量偶合器輸出轉(zhuǎn)速應(yīng)在2min內(nèi)可大于1560r/min。

同時須提高冷卻風(fēng)扇裝置的保養(yǎng)質(zhì)量，須定期更換針其核心部件偶合器的潤滑油和濾清器，對冷卻風(fēng)扇的管路等附件要加強保養(yǎng)，提高偶合器的齒輪泵、作用閥等部件的質(zhì)量，保證其可靠使用到檢修輪檢周期。

現(xiàn)有動車組對冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速未進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)柴油機因溫度過高導(dǎo)致停機時無法快速定位或排除冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速因素，可增加速度傳感器對冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，同時將轉(zhuǎn)速信息傳遞給司機室監(jiān)控屏進(jìn)行實時查看。在柴油機超溫停機邏輯中增加對故障時刻冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的判斷，達(dá)到快速定位并解決故障的目標(biāo)。同樣，可對車輛總風(fēng)給偶合器傳動箱的風(fēng)壓，偶合器傳動箱內(nèi)油壓、油位通過增加傳感器等措施進(jìn)行實時監(jiān)控，便于排查處理。

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