東風4D型內燃機車水溫高故障原因分析及處理措施

苑全金

（大秦鐵路股份有限公司太原機務段，山西太原 030045）

東風4D型內燃機車水溫高故障原因分析及處理措施

苑全金

（大秦鐵路股份有限公司太原機務段，山西太原 030045）

東風4D內燃機車冷卻水系統，一方面對柴油機、機油和增壓后的空氣進行冷卻，另一方面也需要通過散熱器與外界空氣交換熱量使冷卻水保持在適當溫度范圍內，從而達到正常冷卻目的。基于此，分析造成機車水溫高的原因，提出相應的處理方法。

冷卻；散熱器；溫度；柴油機；卸載

1 東風4D型內燃機車冷卻水系統的組成

東風4D型內燃機車冷卻水系統分為閉式高溫冷卻水系統和開式低溫冷卻水系統。高溫冷卻水系統由安裝在高溫膨脹水箱上的壓力調節閥對系統中的壓力給予調節，使系統始終保持在一定壓力范圍內，保證高溫冷卻的效能。低溫冷卻水系統由柴油機驅動低溫冷卻水泵，使冷卻水分別進入2個中冷器，冷卻增壓空氣。從中冷器出來的冷卻水匯合后再進入機油熱交換器冷卻機油，然后進入低溫水散熱器，將熱量散入大氣，頂開逆止閥進入低溫水泵循環。

2 東風4D內燃機車冷卻水系統的作用

①對柴油機高溫受熱零部件直接進行冷卻，以保證柴油機正常工作；②通過機油熱交換器對機油進行冷卻，保證機油溫度適當，使柴油機正常運轉；③通過中冷器，降低增壓后的進氣溫度，保證柴油機一定的進氣量，使柴油機充分燃燒，提高柴油機功率。

3 水溫高故障原因分析及處理方法

3.1 機車冷卻水系統或靜液壓系統部件存在故障及處理方法

3.1.1 冷卻水泵故障。冷卻水循環依靠冷卻水泵帶動并提高冷卻系統水的壓力，以實現強制快速循環冷卻目的。冷卻水泵故障，會造成水系統流量不足，單位時間內交換熱量減少，冷卻效果下降，冷卻水泵在柴油機滿負荷運轉時冷卻水壓力為3.5 kg/cm2。檢查方式為分別打開冷卻水泵相應的大循環閥，觀察墻壁上的預熱鍋爐水壓表數值，當冷卻水壓力明顯低于額定壓力時需更換冷卻水泵。

3.1.2 壓力調節閥故障。東風4D型機車的高溫冷卻水系統為加壓閉式循環系統，系統與外界大氣不通。只有當系統中的水汽壓力大于規定值時，安裝在膨脹水箱頂部的壓力調節閥才會開啟，釋放壓力；當水箱中汽壓小于規定值時，壓力調節器即關閉，對系統壓力的自動調節使系統始終保持在一定壓力范圍內，保證高溫冷卻的效能。當機車頂部的補水口帽密封或壓力調節閥失效，高溫水直接通大氣，高壓閉式循環系統無法建立時，冷卻效果下降［1］。

3.1.3 截止閥故障。高溫水與低溫水管路的截止閥關閉不嚴，由于低溫水循環是開式的，致使高溫水系統通過低溫水系統與大氣導通，形成不了閉式循環系統，壓力相對較高，高溫水就會從低溫膨脹水箱的溢水口噴出，機車無法正常使用。

3.1.4 溫控閥故障。溫度控制閥是控制冷卻風扇工作的，而溫度控制閥的動作又受冷卻水溫度的控制，所以溫度控制閥既是溫度傳感元件，又是液壓傳動系統的執行元件。在冷卻系統溫度快速升高的過程中，溫度控制元件經常出現因石蠟脹力小而引起的冷卻風扇馬達充油不足，導致冷卻風扇轉速遠低于系統要求。檢查方式為當系統水溫超過規定值，而溫控閥附近進回有管路溫度一致，則說明溫控閥未能及時關閉通路，導致壓力油回流，冷卻風扇馬達充油不足。

3.1.5 靜液壓安全閥故障。靜液壓安全閥起著緩和沖擊，避免系統過載，保證靜液壓系統安全可靠的工作，正常情況下處于關閉狀態，一旦高壓油路中壓力超過安全閥調定的壓力時，高壓油就將開啟安全閥流回油箱。而當安全閥內出現彈簧斷裂或錐閥犯卡等故障，高壓油路的壓力油會通過安全閥回流到油箱，高壓油路壓力油不能正常建立，風扇不能正常運轉。檢查方式為當柴油機中速穩定轉動時，安全閥附近進回有管路溫度一致，則說明安全閥未能及時關閉通路，導致壓力油回流，冷卻風扇馬達充油不足。

3.1.6 靜液壓泵或馬達故障。當柴油機運轉時，柴油機曲軸通過靜液壓變速箱傳動機構驅動靜液壓泵。靜液壓泵將油箱中流入的工作油經過高壓管路壓送至靜液壓馬達。與此同時，高壓油也流經安裝在冷卻水或機油管路上的溫控閥和安裝在高壓管路與回油管路之間的安全閥。當柴油機高、低冷卻水溫度分別低于84℃和56℃時，溫控閥處于開啟狀態，則高壓油即從此閥經回油管流回油箱。此時，高壓油路將建不起壓力，風扇不能轉動。當高、低冷卻水溫度分別達到84～92℃和56～64℃時，溫控閥即呈部分關閉或完全關閉狀態，這時高壓油部分或全部進入靜液壓馬達，因而帶動冷卻風扇以低速或高速轉動。同時，高壓油進入側百葉窗控制油缸，推開側百葉窗。當靜液壓泵或馬達故障發生故障時，靜液壓油管路內的油達不到規定壓力。檢查方式為當機車機油、冷卻水溫度過高，檢查溫控閥和安全閥正常，而冷卻風扇不轉或轉速低（可觀察頂百葉窗直立程度來判定），則說明靜液壓泵或馬達故障。此外，側百葉窗控制油缸故障，導致側百葉窗完全打不開，也會影響冷卻空氣進入量。

3.1.7 散熱器臟堵。散熱器是把冷卻水從柴油機帶出的熱量傳給空氣散入大氣中，以保證柴油機耐久可靠地工作。運用過程中如果散熱器過臟或內部堵塞，都會導致其散熱性能下降，散熱效果大打折扣，從而導致冷卻水和機油溫度升高。如果散熱器下部檢查孔蓋未關閉，也會導致部分空氣從檢查孔進入直接排出頂部，影響散熱效果。

3.1.8 中冷器漏泄。中冷器的作用是降低增壓空氣的溫度，進一步提高空氣密度，從而提高柴油機功率和降低其熱負荷，是通過冷卻水帶走空氣熱量的。當中冷器內水腔有漏泄，壓力空氣會進入水系統，形成氣塞。

3.2 系統產生氣塞及處理方法

氣塞是指在水循環系統中存在空氣，它們會在系統的某處阻止系統的水循環，從而導致柴油機冷卻水循環不暢。氣塞的產生將直接引起冷卻水系統水溫高故障的發生。氣塞的由來多是由于加水方式不當或加水時閥的開閉狀態錯誤。目前，機車加水需經過加水、起機循環、補水的方式才能加滿。因此，在加水過程中，若操作不慎，就會造成各閥開關狀態的錯誤，導致氣塞產生和機車運行過程中水循環不暢，循環冷卻效果下降，最終出現高水溫。氣塞的判斷主要是通過對高溫水循環系統各部分溫度測試，發現有局部溫度明顯低于其他部位的基本可確定是氣塞。

3.2.1 冷卻水系統發生泄漏。漏水造成冷卻水量不足，循環不暢。水管路、各閥、各水腔發生裂、漏，造成冷卻水大量流失而缺水，水系統循環不暢，導致局部產生高溫。處理方法為檢查整個循環水系統，查找各泄露處，進行更換或補焊。

3.2.2 水系統補水、上水造成氣塞。若放氣閥沒有打開或各閥開閉不當，造成充滿水的假象，致使循環系統中缺水從而導致冷卻水溫高。處理方法為按正確程序為機車加冷卻水，出庫前一定要開啟各排氣閥，檢查管路中是否存留有空氣，若有要將其排出。正確的機車冷卻水系統加水程序為，開啟上水管的上水截止閥，暫時關閉高、低溫水系統補水截止閥，開啟高、低溫冷卻水系統最高處的各排氣塞門，待各排氣塞門流出的全部是水而無氣體時，再開啟高、低溫水系統補水截止閥及高溫水箱溢水截止閥，并同時觀察膨脹水箱表水位，待高溫水箱溢水管流出水來，低溫水箱排氣管亦流出水來，水表也顯示滿了，即可停止加水，并關閉上水閥、高溫水箱溢水截止閥和高低溫水系統聯絡截止閥。

3.2.3 明確規定各個回路的閥在加水和運用過程中的通斷。補水管截止閥，加水時關閉，運用時開啟；溢流管截止閥，加水時開啟，運用時關閉；所有水系統排氣支管（細管）截止閥始終開啟；預熱系統截止閥，預熱時開啟，運用時關閉；水箱均衡管截止閥，除機車停機狀態因緊急補水短暫開啟外，其他情況一律關閉，再配合加水時對各個閥路通斷狀態的檢查確認，以有效避免氣塞的產生。

［1］王文仲.DF4D型內燃機車水溫高故障的判斷與處理［J］.哈爾濱鐵道科技，2009（3）：24-25.

Cause Analysis and Treatment Measures of the High Water Temperature of the Dongfeng 4D Diesel Locomotive

Yuan Quanjin
（Taiyuan Locomotive Depot of Daqin Railway Co.Ltd.，Taiyuan Shanxi 030045）

The cooling water system of Dongfeng 4D diesel locomotive,On the one hand,cool the diesel engine,engine oil and the pressurized air,on the other hand,also need to exchange with the outside air radiator heat to the cooling water maintained at an appropriate temperature range,so as to achieve the purpose of normal cooling.Based on this,the reasons for the high temperature of locomotive were analyzed,and the corresponding treatment method was put forward.

cooling；radiator；temperature；diesel engine；unloading

U269.5

A

1003-5168（2016）11-0072-02

2016-10-09

苑全金（1972-），男，專科，助理工程師，研究方向：鐵道機車。