DF4D型内燃机车水冷却系统的故障与处理

高春雨

摘 要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。对DF4D型内燃机车水冷却系统的高温冷却、低温冷却的结构和原理进行了介绍，结合多年的工作实践，对水冷却系统常发生的故障进行了分析，并提出了相应的处理意见，为DF4D型内燃机车维修技术人员提供了技术参考。

关键词：DF4D型内燃机车;水冷却系统;故障;处理

引 言

DF4D型内燃机车在工作过程中，燃油燃烧使得与燃气直接接觸的零部件强烈受热，柴油机各运动件摩擦使机油受热，柴油机增压器压缩空气使空气温度升高。冷却水系统的主要功能就是冷却这些受热的零部件、机油和增压空气，使之保持在一定的温度范围内，保证柴油机正常工作。

一、DF4D型内燃机车冷却水系统工作原理

（一）高温冷却水系统工作原理。柴油机高温水泵从散热器高温部分和膨胀水箱补水管道中吸入冷却水，泵入柴油机高温水系统。冷却水在流经柴油机（包括增压器）时，吸入热量后温度升高，热水经由柴油机排水总管、冷却装置左上集流管，进入散热器水腔，由散热片把热量散发给冷却空气。温度降低后的冷却水，由右上集流管，重由高温水泵吸入，继续循环。

（二）低温冷却水系统工作原理。低温水泵从散热器低温部分与膨胀水箱补水管道中吸入冷却水，泵入柴油机中冷器，吸收增压空气热量，进入机油热交换器与柴油机机油交换热量，然后进入散热器，由散热片把热量散发给冷却空气。温度降低后的冷却水经由止回阀再回入低温水泵，继续循环。

（三）放气及补水管路工作原理。高温水系统在工作过程中，随着冷却水温度的升高，冷却水会发生汽化。同时，在冷却水系统的水腔中有可能存在死角，这部分冷却水也会汽化。为了排出这些汽化水，在柴油机出水总管出口到冷却装置左上集流管入口间管道的最高处，安装1根通往膨胀水箱的常开排气管。在低温水系统中冷器出水管最高处，也有1根通往膨胀水箱的常开排气管。这样，极少部分冷却水连同气体将由这2根排气管进入膨胀水箱，汽化水便可由膨胀水箱的排气口排出。膨胀水箱底部有2根补水管，分别与高、低温水泵的进口相连。当系统工作时，水泵进口处为低压，膨胀水箱里的水在高度差及大气压的作用下，经这2根补水管被吸入水泵，以补充排气管散发的冷却水，从而保证系统的正常工作。

二、DF4D型内燃机车冷却水系统故障及原因

（一）冷却水异常耗费故障原因检查。引发柴油机冷却水异常消耗的原因很多，结合DF4D型机车冷却水循环系统结构设计的特点，认为检查其冷却水异常耗费问题可采取如下方法：首先，应确定中冷水循环系统各个部件质量是否良好;其次，结合油、水样化验结果，判断冷却水异常耗费是否为高温水泵水封泄漏、增压器水腔裂漏所致;第三，更换问题部件及对冷却水循环管路的“跑、冒、滴、漏”处进行处理;第四，抽检喷油器导套及其胶圈材质，如出现过热老化及萎缩变形等，及时更换。

（二）膨胀水箱水位发生变化。（1）水位上升这种现象若是发生在运行期间，在没有中途加水的情况下，水位会不断上升，甚至通过溢水管往外溢水，主要原因是水系统中窜进了燃气，说明某气缸套或气缸盖出现了穿透裂纹，燃气通过裂纹进入冷却水系统（燃气压力高于冷却水压力）。可通过逐缸停止喷油泵供油的方法进行检，看水箱是否继续涨水，必要时可打开示功阀，观察是否喷水，如果高温水系统检查不出问题，还可通过检查中冷器等低温水通道部件进一步查找。（2）水位下降冷却水系统在工作时，由于压力升高，工艺上允许某些部件有滴漏，比如水泵允许滴漏，但每分钟不大于60滴，这样不至于使水位下降明显。但如果是短时间内水位下降快，就说明冷却水系统中出现了大量的漏泄，多数原因是密封圈老化，冷却水系统管道损坏造成漏泄。

（三）双流道铜散热器高、低温窜水故障原因分析。DF4D型内燃机车一般采用管带式和管片式双流道铜散热器。在DF4D型内燃机车试验过程中，若高、低温冷却水温度相差值≤4℃，则可判定为双流道铜散热器高、低温窜水。双流道铜散热器发生高、低温窜水有2种情况。一是双流道铜散热器单节装在上、下集流管上后窜水，主要原因为其安装质量问题，如水口以及密封垫对不正，高、低温侧隔离薄弱或沟通，单节固定螺母未均匀拧紧，单节高低温水口、集流管高低温水口、密封垫三者未对正等。二是双流道铜散热器单节内部窜水，主要原因为水腔隔板焊接不良或锈蚀，冷却管破裂（多发生在与管板接触部位）或锈蚀，隔板及冷却管与管板的焊接质量、冷却管的胀管质量不达标等。

三、DF4D型内燃机车冷却水系统故障应对措施

（一）冷却水异常耗费故障改进措施。为了防止DF4D型内燃机车柴油机冷却水异常消耗问题，可考虑采用如下方法：（1）在组装过程中要严格执行工艺要求，如对气缸盖进行规定的水压试验，在套管的螺纹处涂上厌氧胶后拧入锁紧螺母等;（2）拆下气缸盖喷油器导套进行检查确认，并更换不良的胶圈;（3）机车中修时，分解气缸盖喷油器导套，更换全部密封胶圈和铜垫;（4）对燃油进行化验，看其含水量是否超标;（5）喷油器导套密封胶圈要使用标准规格的氟硅材质的胶圈;（6）拆下缝隙滤清器导杆，检查其表面是否有水锈等。

（二）膨胀水箱引起的故障改进措施。针对上述故障现象，对膨胀水箱进行检查，发现在膨胀水箱溢水管中的排气口安装有压力调节阀。为此，对DF4D型内燃机车冷却水系统进行改造，使膨胀水箱直通大气后加载，故障消除。此外，膨胀水箱溢水管中的排气口有可能被铁锈、水垢堵塞，检修时要注意疏通。

（三）高、低温窜水故障应对措施。针对双流道铜散热器单节在上、下集流管上的安装质量问题，最主要的是保证双流道铜散热器单节、集流管高低温水口以及密封垫对正，具体可通过如下方法：（1）要求单节安装孔距及相对位置等采用专用胎具来保证;（2）采取扩孔（≤14mm）方式补救单节安装孔、高低温水口相对位置错误;（3）单节固定螺母须均匀拧紧，使密封垫各部位受力相同;（4）在单节落在密封垫上后，不能移动单节等。双流道铜散热器单节本身问题，这种情况经常发生在外购或有较长运输距离的散热器单节上，可通过改善运输条件和提高双流道铜散热器检修质量来解决，其中，前者包括采取适当措施防止碰伤，装车时要放平使其受力均匀等，后者包括提高隔板及冷却管与管板的焊接质量、冷却管的胀管质量等。

结 语

研究及工作实践发现，DF4D型内燃机车冷却水系统故障除了本文中提到的冷却水异常耗费故障，双流道铜散热器高、低温窜水故障及膨胀水箱引起的故障等，还有锈皮及杂物等堵塞热交换器、中冷器铜管，水管路清洁度差等。为此，在未来研究和工作实践中，应不断总结此类故障的原因及解决方法，以进一步彻底排除DF4D型内燃机车冷却水系统故障。

参考文献

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