GK1C型機(jī)車停機(jī)后膨脹水箱翻水的原因分析

姚新豐,楊曉紅

(1.中國寶武集團(tuán)八鋼公司物流運(yùn)輸分公司,新疆 烏魯木齊 830022;2.新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830011)

GK1C型機(jī)車停機(jī)后膨脹水箱翻水的原因分析

姚新豐1,楊曉紅2

(1.中國寶武集團(tuán)八鋼公司物流運(yùn)輸分公司,新疆 烏魯木齊 830022;2.新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830011)

針對(duì)GK1C型機(jī)車膨脹水箱在停機(jī)后翻水的故障進(jìn)行了分析,提出了具體的處理方法.

GK1C機(jī)車;膨脹水箱;翻水;原因分析;處理

1 問題的提出

膨脹水箱位于機(jī)車動(dòng)力室頂部,起蓄水、補(bǔ)水和放氣作用.GK1C機(jī)車膨脹水箱水位上漲對(duì)各個(gè)使用單位來說是一種常見故障現(xiàn)象,具體表現(xiàn)為機(jī)車在啟機(jī)、運(yùn)用過程中膨脹水箱冷卻水位上漲,嚴(yán)重時(shí)冷卻水從溢水管溢出(翻水),特別是停機(jī)后,膨脹水箱的冷卻水大量溢出,造成冷卻水系統(tǒng)的水量嚴(yán)重不足,機(jī)車不能正常使用.

我單位使用的GK1C型0512#機(jī)車在2017年4月的使用中多次出現(xiàn)了機(jī)車停機(jī)后,膨脹水箱大量翻水的故障.由于造成該故障的原因較復(fù)雜、在判斷和處理上有難度,排除故障用了一定的時(shí)間,給機(jī)車運(yùn)用造成了不利影響.依據(jù)"先簡單后復(fù)雜"的原則,根據(jù)故障現(xiàn)象,逐一排除可疑故障點(diǎn),最終找到故障部位,進(jìn)行了處理,機(jī)車恢復(fù)正常運(yùn)行.

2 故障判斷

從GK1C機(jī)車?yán)鋮s水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理來看,膨脹水箱水位上漲的直接原因,是冷卻水系統(tǒng)管路內(nèi)進(jìn)入或產(chǎn)生的氣體來不及通過管路排入膨脹水箱而積存在管路內(nèi),使管路內(nèi)的冷卻水通過回水管路進(jìn)入膨脹水箱,表現(xiàn)為膨脹水箱水位上漲,甚至溢出.乘務(wù)員反映:機(jī)車膨脹水箱翻水主要發(fā)生在停機(jī)后,有時(shí),機(jī)車剛啟機(jī)就翻水,機(jī)車運(yùn)用中水位上漲不翻水,水溫正常.雖然對(duì)冷卻水系統(tǒng)采取了多次排氣措施,但故障依舊.根據(jù)上述故障現(xiàn)象,經(jīng)過認(rèn)真分析,采用觀察、聽、觸摸等方法來判斷膨脹水箱翻水的故障點(diǎn).

由于機(jī)車運(yùn)用中水位上漲不翻水,水溫正常,首先排除高低溫水泵發(fā)生故障的可能.

機(jī)車柴油機(jī)在怠速狀態(tài),逐缸停止噴油泵供油,并打開示功閥,檢查水箱是否漲水.若停止某缸供油后漲水現(xiàn)象消失,可停止該缸噴油,對(duì)該缸氣缸蓋、氣缸套進(jìn)行進(jìn)一步檢查,確認(rèn)漏泄部位.若無泄漏,可在機(jī)車停機(jī)3小時(shí)后,打開柴油機(jī)各缸示功閥,進(jìn)行甩缸操作,檢查示功閥是否有水噴出;再打開柴油機(jī)曲軸箱,檢查孔蓋,檢查每個(gè)缸套下方是否有滴水現(xiàn)象,排除氣缸蓋、氣缸套裂紋造成氣缸內(nèi)燃?xì)飧Z入水路的故障.

打開中冷器穩(wěn)壓箱蓋及增壓器壓氣端下方,檢查是否有漏水現(xiàn)象,排除中冷器散熱銅管裂紋及增壓器壓氣端水腔裂紋,空氣進(jìn)入冷卻水管路的可能.

檢查機(jī)車?yán)鋮s水系統(tǒng)高溫循環(huán)回路與中冷循環(huán)回路之間的連絡(luò)管截止閥是否關(guān)閉不嚴(yán),排除冷卻水系統(tǒng)循環(huán)紊亂造成機(jī)車水箱翻水的故障.

檢查增壓器、散熱器、柴油機(jī)出水總管通膨脹水箱的排氣管路是否有堵塞,排除排氣管路不暢通造成機(jī)車水箱翻水的故障點(diǎn).

檢查冷卻水管路上是否有壓力空氣通過各類調(diào)節(jié)閥進(jìn)入.

經(jīng)過逐項(xiàng)查找后,未發(fā)現(xiàn)異常.在進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn):柴油機(jī)高溫循環(huán)回路中氣缸蓋出水總管通散熱器的水管路中有氣泡移動(dòng)的聲音.考慮是壓力空氣進(jìn)入了水管路,順著水管路發(fā)現(xiàn)安裝在上面的溫度調(diào)節(jié)閥.在機(jī)車?yán)鋮s水管路上,只有溫度調(diào)節(jié)閥上接有風(fēng)管.對(duì)溫度調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了外觀檢查,發(fā)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)閥閥上蓋蓋帽排氣孔有水珠滲出,同時(shí)有少量氣體排出.打開蓋帽,調(diào)節(jié)螺釘?shù)闹車兴?將溫度調(diào)節(jié)閥拆下車,把壓力空氣接入其右側(cè)進(jìn)風(fēng)口,溫度調(diào)節(jié)閥閥下蓋與恒溫元件連接部位有風(fēng)排出,壓力空氣由此進(jìn)入水管路.更換新的溫度調(diào)節(jié)閥后,機(jī)車投入運(yùn)用至今,膨脹水箱翻水故障未再發(fā)生.

3 原因分析

GK1C機(jī)車水系統(tǒng)的組成和原理:機(jī)車水系統(tǒng)由散熱器、工作油熱交換器、冷卻風(fēng)扇、側(cè)百葉窗、頂百葉窗、預(yù)熱鍋爐、外預(yù)熱裝置、膨脹水箱及管件組成了冷卻和加熱兩個(gè)系統(tǒng).冷卻系統(tǒng)分為高溫和中冷兩個(gè)循環(huán)回路,其作用是冷卻散熱,保證柴油機(jī)和傳動(dòng)裝置在適宜的溫度下工作.

3.1 高溫循環(huán)回路

溫度調(diào)節(jié)閥→高溫散熱器 L(15節(jié))→工作油熱交換器G→高溫水泵B.

3.2 中冷循環(huán)回路

中冷水泵C→柴油機(jī)中冷器E→機(jī)油熱交換器D→中冷散熱器K(13節(jié)) →中冷水泵C.

GK1C機(jī)車溫度調(diào)節(jié)閥是風(fēng)扇偶合器自動(dòng)控制系統(tǒng)的感受部分,由導(dǎo)閥、板閥、柱塞、膜板、恒溫元件等組成,安裝在柴油機(jī)高溫循環(huán)回路氣缸蓋出水總管通散熱器的水管路上.溫度調(diào)節(jié)閥右側(cè)接控制風(fēng)壓,左側(cè)風(fēng)管經(jīng)轉(zhuǎn)換閥通風(fēng)扇偶合器充量調(diào)節(jié)閥.冷卻水溫的高低經(jīng)溫度調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)換成作用于充量調(diào)節(jié)閥的控制風(fēng)壓的高低,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇偶合器充油度的無極調(diào)節(jié).

3.3 溫度調(diào)節(jié)閥內(nèi)部泄漏,造成壓力空氣進(jìn)入水管路

對(duì)溫度調(diào)節(jié)閥進(jìn)行解體檢查:溫度調(diào)節(jié)閥內(nèi)腔充滿了水,柱塞和導(dǎo)閥上的O型密封圈及柱塞體上的膜板老化破損,閥下蓋與恒溫元件連接螺紋銹蝕;柱塞卡滯,板閥與柱塞間無間隙,造成導(dǎo)閥頭與板閥間出現(xiàn)間隙,關(guān)閉不嚴(yán).

(1)壓力空氣向上經(jīng)導(dǎo)閥頭與板閥間的間隙與出口管路(接轉(zhuǎn)換閥)相通,建立風(fēng)壓后,進(jìn)入出口的壓力空氣通過閥體上的節(jié)流小孔進(jìn)入膜板下方.由于膜板破損,壓力空氣通過膜板破損處進(jìn)入閥上蓋內(nèi)腔,由閥蓋帽排風(fēng)口排出.

(2)壓力空氣向下由溫度調(diào)節(jié)閥右側(cè)進(jìn)風(fēng)口經(jīng)導(dǎo)閥上破損的O型密封圈縫隙進(jìn)入閥下蓋內(nèi)腔,由于閥體上通大氣的小孔(導(dǎo)閥下部O型密封圈封閉不嚴(yán)時(shí)排風(fēng))堵塞,所以壓力空氣由閥下蓋與恒溫元件連接的螺紋縫隙(銹蝕),經(jīng)恒溫元件體上破損的O型密封圈縫隙進(jìn)入氣缸蓋出水總管通散熱器的水管路.空氣進(jìn)入冷卻水管路系統(tǒng)后,在冷卻水管路中不能及時(shí)排除,形成惡性循環(huán),積累到一定程度就會(huì)使冷卻水位上漲,甚至從溢水管溢出,造成了機(jī)車在停機(jī)后從膨脹水箱大量翻水的故障.

(3)當(dāng)機(jī)車停機(jī)數(shù)小時(shí)后,溫度調(diào)節(jié)閥進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)壓逐漸下降.當(dāng)風(fēng)壓為零或小于膨脹水箱產(chǎn)生的水壓時(shí),冷卻水由恒溫元件體上破損的O型密封圈縫隙和閥下蓋與恒溫元件連接的螺紋縫隙進(jìn)入閥下蓋內(nèi)腔,經(jīng)導(dǎo)閥上破損的O型密封圈縫隙進(jìn)入(1)所述的通路.通過膜板破損處慢慢進(jìn)入閥上蓋內(nèi)腔,由閥蓋帽排風(fēng)口慢慢滲出.

4 處理方法

遇到此類故障,在機(jī)車入庫檢修時(shí)可直接更換新的溫度調(diào)節(jié)閥.如果沒有備品可換,將溫度調(diào)節(jié)閥右側(cè)的進(jìn)風(fēng)管空心螺釘進(jìn)風(fēng)孔用鉛絲鉚固或用電焊封堵,再接入管路,將溫度調(diào)節(jié)閥甩開不用.機(jī)車上水時(shí)對(duì)水系統(tǒng)按規(guī)定徹底排氣,機(jī)車運(yùn)用2~3h后再進(jìn)行一次排氣,翻水故障可徹底消除.在機(jī)車定期檢修時(shí),對(duì)溫度調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢查,必要時(shí)解體檢修,更換O型密封圈和膜板等易損件.溫度調(diào)節(jié)閥組裝好后,應(yīng)進(jìn)行檢測(cè),確保檢修質(zhì)量符合技術(shù)要求,避免機(jī)車故障的發(fā)生.

[1]GK1、GK1B和GK1C型內(nèi)燃機(jī)車-使用與維護(hù)說明書.中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車有限公司,2006.12.

[2]GK1C型內(nèi)燃機(jī)車檢修手冊(cè) .中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車廠,2003,12.

[3]東風(fēng)4內(nèi)燃機(jī)車乘務(wù)員[M].中國鐵道出版社,2005.

U269.5

A

1671-0711(2017)11(上)-0090-02