东风型内燃机车冷却系统故障分析及对策

张广

神华新朔铁路有限责任公司机务分公司 内蒙古鄂尔多斯 010300

相关调查发现，内燃机车故障在故障形式中占绝大多数，而冷却系统又是内燃机车产生故障最多的部件，因此必须高度重视内燃机冷却系统故障，这样才能充分保证内燃机燃油经济性的前提下，进一步提升内燃机运行可靠性。

1 冷却系统工作原理

当前的DF8B型内燃机主要使用水冷、风冷2种冷却方式，封闭式强制循环系统的应用更加广泛。整个水冷系统主要包括水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱等部件。主要原理是通过水泵加速冷却液的循环，利用东风型内燃机车运行产生的自然风或者电动风扇来冷却散热器中的冷却器，循环使用冷却液，有效冷却内燃机。水冷系统在运行中会根据内燃机实际温度值，及时调整循环路线以及循环方式。要想让内燃机温度迅速升高，只让冷却液在引擎内循环即可，这种循环方式也被称为“小循环”方式。一旦冷却液温度超过了80℃，节温器就会自动关闭小循环通路，引擎内部的冷却液进入散热器中，经过散热器散热处理之后，通过水泵将其输送至缸体的水套中，这种循环方式常被称为“大循环”。内燃机的风冷系统通常分为自然风和强制风2种冷却方式。自然风冷却方式是利用东风型内燃机车运行中产生的自然风流冷却内燃机，这种方式必须保证气缸体与缸盖为一体铸造模式，而且铸造材料必须要保证良好的传热性能，还要配备大量散热片。强制风方式是使用内燃机自身配备的风扇来加速气流，以此增加散热片散热速率。

2 DF8B型内燃机内燃机冷却系统故障诊断

2.1 冷却液循环故障诊断

冷却剂能防止内燃机过热，润滑水泵/温控器防止内部腐蚀，若使用劣质冷却液、混入不同品牌冷却剂、加入自来水、矿泉水等，会对冷却系统造成一定破坏。水泵通过对冷却系统施加压力来循环冷却剂。在热的作用下，冷却剂在体积上膨胀，从而增加系统内的压力，使系统内压力高于大气压，假如冷却系统完全密封，膨胀冷却液很快就会破坏系统最薄弱的部分。这类破裂损坏通常发生在软管或散热器接头处，导致冷却液耗量过大，需要不断添加，冷却剂泄漏可分为泄漏式和渗透式，前一种方法主要是滴在地面上，障碍物容易检测并排除，危害较小，而后一种方式不易被发现，后果较严重，容易造成缺水，内燃机过热，对运行安全构成较大威胁。

2.2 散热器故障诊断

散热器和冷却管一旦出现问题都会影响冷却效果，散热器通常被称为水箱，它的主要职责就是在冷却系统中起散热的作用。如果散热器的连接部分接口发生泄漏，将会导致散热器性能失效，其故障主要表现为冷却水堵塞或渗漏，造成内燃机散热不良，冷却液温度过高，容易引起内燃机断电，造成故障危害。

2.3 水泵故障诊断

如果水泵缸套损坏、开裂、泵水封严重磨损或膨胀变形、弹簧压力不足、机身套气蚀孔湿化、汽缸套水封损坏等故障情况，都会造成内燃机出现高温。如果冷却液漏油或油底壳变形，润滑油会发生变质污染，引起润滑故障，导致活塞环与阀杆粘连，造成水泵出现烧瓦、抱轴等损坏故障，影响系统的正常冷却循环，使整个冷却系统功能失效。水泵一旦发生故障，如抱死、正时系统损坏、16阀变形、阀套破裂等严重后果，都会对内燃机造成不可逆转的损害。检查时对拆下的冷却液泵零部件拆开清洗，并逐个检查磨损、裂纹及损坏缺陷，若泵体内有损坏，如油封孔损坏、缸盖接头边缘断裂、裂纹长度小于30米且没有延伸到轴承座孔等，可进行缺陷焊接修复。手摇装配的泵、叶轮和泵壳不能碰到，泵轴不能卡死，皮带密封要合适，然后在车内测试泵的水量，握住缸盖和散热器连接到管子上，使内燃机由怠速转向高速，如果你认为冷却液流量也在增加，说明泵工作正常；如果手没有感觉到冷却液量，则说明泵损坏了，应把泵卸下来检查维修，找出原因，排除故障[1]。

2.4 节温器故障诊断

节温器故障主要是温度控制不灵活或无法打开，如果恒温器损坏，冷却水就不能通过散热器的大循环，从而引起冷却水温上升；如果恒温损坏，则在关闭状态下不能打开恒温器，或装有防弹装置的阀门，而且冷却液只能在较小范围内循环。当温度控制器被阻塞、卡住或禁用时，会出现以下几种情况：

冷却液温度超过110度：停机，关机，打开内燃机舱盖，用手触摸冷却剂散热器上的水（液体）管，管线应该很热。再一次触碰散热器的水（液）管，也应该非常热，如果接下来的两个管子温差较大，就确定为恒温器故障。如果长时间没有达到正常的工作温度：停车是为了将引擎温度降至与温度一致的水平，然后再启动引擎驱动，检查仪表盘温度，最高可达70度（80度以下）。打开内燃机盖，用手触碰散热器上、下两个水槽（液体），如果温度没有差别，就确定温度控制器有故障。

3 维修技术

3.1 冷却液循环故障维修

在维修冷却系统时，应检查所有部件是否损坏或泄漏，同时对水泵驱动带进行检查，当水泵产生的压力推动冷却剂通过系统时，如果散热器、引擎或软管限制或阻碍冷却剂的循环，就表示冷却循环系统发生故障问题。通过对系统检查有无冷点，在充分预热和温度调节装置开启（或即将开启）之前，让发动机保持运转，再关掉内燃机，把手放在散热器的中央，然后从散热器进水箱移到出水箱，检查是否有冷点。所有软管都采用同样的检查方法，水箱和软管上的温度应该均匀分布，如果某个点的温度出现异常，则表示该冷却系统中的冷却剂被光束限制或阻挡，应进行及时维修。

3.2 散热器故障维修

可通过下列方式检查和维修散热器：检测散热器、发射室和散热器芯，确保无泄漏。红外尾气分析仪探头安装在散热器主入口内，这样，吸收器吸收点与冷却剂表面的距离大于1米，可以吸收从冷却器中挥发出来的烃类物质。烃类成分可指示汽缸盖垫圈是否漏气[2]。为便于空气通过散热器流动，产生负热，可对散热器芯部进行水洗，以去除表面灰尘，如芯部内嵌杂物，可用细钢丝清洗。如散热器板已放置好，应加以校正。散热器骨架不得有断裂、脱落现象，散热器应牢固固定，前后无松动现象。散热器和风机叶片应该重新缠绕到合适的位置。引擎运转时，若发现散热器出口管被吸住，则进气阀门上的散热器盖已损坏，应进行维修或更换。如果膨胀箱的冷却剂不能返回到散热器上，请检查膨胀管是否有漏气或堵塞现象，并加以排除。检查进水管、出水管是否老化，接合器是否有漏水等故障现象。如软管已老化，且软管接头夹子有漏出，应拧紧夹子或更换。内燃机运行后，要检查散热器的工作温度，一般情况下温度应均匀变化，如有半凉半热的情况，则表示散热器内部产生堵塞。为了排除堵塞，可将散热器与高压水管连接，进行反向冲洗，如果堵塞严重，可使用少量的清洁剂。

3.3 水泵故障维修

在对水泵故障进行维修时，需对泵体和皮带轮进行检查，如果发现磨损或损坏，应及时进行维修更换；同时检查泵的轴线、轴颈和轴端螺纹进行检查，如果出现弯曲和磨损严重的情况，应采取维修更换措施；查看叶片是否损坏，以及叶轮的轴孔是否磨损严重；查看水封套和垫圈是否磨损，如超过限度，应更换新零件；查看轴承磨损情况，用量规测量轴承间隙，如果检测大于0.10mm时，应更换新的轴承。取下泵后，可依次进行分解。将水泵体拆装后对各零部件进行清洗，再对各零件进行逐一检查，看是否存在裂纹、破损、磨损等故障情况，一旦发现严重故障零件应进行及时的更换。当水封和阀座发生磨损，可根据磨损情况进行维修，如果磨损较轻可用砂布打磨，如果磨损过大则需要进行更换；如果水封座有粗糙的刮痕，可用铰刀或车床进行维修。检修过程中应更换新的水封件。泵体发生下列损坏时，可进行焊接修复：其长度不超过30mm，裂纹不能延伸至轴承座孔；与缸盖接合处的凸出边缘有一断裂部分；油封插座损坏。泵的轴弯不能超过0.05毫米，否则应更换。叶片损坏的叶片应该更换。泵轴的孔磨损严重，需要更换或插入衬套进行修理。检查泵轴承的回转灵活性和异响。如轴承有问题，应予以更换。用手转动装配好的泵来检查泵轴承的转动性是否灵活，避免轴承转动有死角或异响，叶轮与泵壳应保持不接触状态。检查泵的排出是否正常，一旦发现故障应及时排除。

3.4 节温器故障维修

温度的测定采用实验方法。把它放入82-85℃的热水桶之中，大约待3分钟。开启恒温器，若其开启间隙小于0.22毫米，则表明该恒温器失效。在100℃热水中浸泡6分钟后，应关闭小的循环阀。若没有关机，表示温度调节装置失败。大周期阀门间隙为100毫米；直接用手摸一下水箱。在内燃机冷却系统中，若冷却液温度高于85℃，温度保持均匀。所以，一旦发现问题，应马上排掉水箱里的空气[3]。

4 结语

总而言之，随着当前社会经济的快速进步，人们对于内燃机性能的要求越来越严格，尤其是作为核心部件的内燃机。而冷却系统是内燃机非常重要的环节，因此相关维修人员必须要充分掌握专业维修知识，这样才能充分保障内燃机运行的安全性以及安全效率。