DF11型内燃机车耗水故障原因分析及解决措施

2015-04-05上海铁路局徐州机务段

上海铁道增刊 2015年2期

关键词：气缸盖喷油器冷却水

张锟上海铁路局徐州机务段

张锟上海铁路局徐州机务段

主要介绍DF11型机车耗水故障的原因，并提出了防范措施及发生故障后的判断处理方法。

耗水；故障；分析；措施

DF11型内燃机车作为我段铁路客运运输的主型机车之一，承担着极其繁重的客运牵引任务。由于目前检修体制原因，大部分配件均没有实施寿命管理，均在重复使用，特别是机车冷却水系统故障有逐年增多趋势，尤其是DF11型机车耗水故障明显增多，给正常运输生产造成较大影响。针对该问题，如何有效预防机车耗水故障的发生，是我们机车检修系统人员共同研究的课题。

1 DF11机车耗水故障统计

2013年DF11型机车全段计发生机车耗水活件10件，2014年发生18件，其中因为缸套安装不良3件，喷油器套管铜垫密封不严5件，缸头裂纹15件，还有其它部件如；水泵泄漏，中冷器漏，冷却单节漏，水管裂漏、法兰漏等4件，水温高翻水1件。

2 原因分析

从近年机车耗水故障统计来看，除外部可检查发现的部件，水温高翻水外，主要是极难检查的气缸盖毛细裂纹、喷油器套管铜垫密封不严两方面原因。

2.1 水温高翻水

一般情况下，造成水温高主要有以下几个方面：

（1）虚水位：在机车上水作业环节，冷却水管路内存留气体未排尽，冷却水系统上水量不足，造成虚水位，冷却效果不佳，造成水温高。此类故障一般表现为在静态时水位满水位，加载运用一段时间后，因机车冷却水管路中存有大量气体受热膨胀，造成膨胀水箱翻水。

（2）散热器单节脏或散热翅片倒片过多，影响散热效果。

（3）冷却间百叶窗打不开或不能完全打开，造成外部进风量不足。

（4）静液压系统故障。静液压泵、静液压马达、安全阀、温控阀等冷却系统部件发生故障后，冷却风扇不能正常工作或工作转速低，影响冷却效果，致使冷却水散热不良，造成水温高。

（5）冷却水泵故障：水泵发生故障，致使冷却水循环不良，造成水温高。

2.2 外部可检查发现泄漏部位

如循环水泵漏水、柴油机中冷器漏、冷却单节漏、水管裂漏、水管法兰漏、缸套安装不良等，这些部位漏水都可直接检查发现。

2.3 气缸盖毛细裂纹

气缸盖检修管理体制问题，未严格实施配件寿命管理，在机车大中修等修程中没有及时进行更新，各部尺寸测量符合要求，水压试验正常后就装车使用，长期无寿命管理，配件长期使用，材质老化，在运用中易发生局部裂纹。裂纹初期，一般性的外观检查难以发现，毛细裂纹发展到一定程度后，燃烧室高温高压燃气通过裂纹窜入机车冷却水循环系统，导致冷却水从膨胀水箱溢出；或者是气缸盖发生毛细裂纹后，机车静态时水路内外压差低，冷却水不会流入燃烧室，甩车时，柴油机示功阀并不向外排水，无法发现。柴油机起机加载时燃烧室压力高，而且随着活塞运动，缸内压强不停地往复波动，此时，局部毛细裂纹漏水现象立即表现明显。而且泄漏入缸内的冷却水在高温作用下气化，随废气排出，造成机车耗水。

2.4 喷油器套管铜垫密封不良

在机车柴油机喷油器套管组装时，铜垫紧固力矩不足，造成密封不严，轻微渗漏，通过甩车极难察觉，而在柴油机起机后，气缸爆发时由于爆发压强最高达14 MPa,而冷却水腔水压最高只能达到0.35 MPa,造成机车加载时高温高压燃气窜入水腔，进入冷却水循环管路，导致膨胀水箱内水位持续上升，直至向外大量翻水。如在2014年1月便发生了1件典型的膨胀水箱翻水故障造成机车耗水，DF110147机车在担当合--徐线列车牵引任务时，运行途中，高温膨胀水箱向外翻水，柴油机转速越高，翻水故障越明显，转速下降，水箱水位也下降，翻水故障缓解。该机车柴油机保持800 r/min转速维持回段。机车回段后进行检查，将该机车静置12 h，膨胀水箱水位无下降，甩车检查各气缸盖示功阀无出水现象，中冷器、增压器均无渗漏水迹象，水阻台加载试验，出现与途中故障现象一致的现象：当柴油机转速升至700 r/min时，膨胀水箱水位开始慢慢上升，升至800 r/min时，水表满水位，转速继续上升，水箱开始翻水。

对冷却水样进行化验，水中含有微量燃油，同时可明显嗅到水样散发出燃气味道，这说明可能有燃气窜入了高温水冷却系统。根据这个推断，采取甩缸法对故障点进行排查，每一气缸甩缸时间控制在2 min左右，当甩到15缸时，膨胀水箱翻水现象停止，膨胀水箱水位开始逐渐下降，持续甩除此缸，到停机前，水位停止下降，基本保持不变。恢复该缸供油齿条，此缸开始投入运转，膨胀水箱水位再次上升，直至翻水，而甩其它缸则无此现象。吊检15缸气缸盖，水压试验压强到0.55 MPa时喷油器套管铜垫处即开始渗漏，更换第15缸气缸盖后试验故障消除。机车再次运用后无耗水现象。

3 解决措施

（1）水温高：通过查看水温表，水温超过规定值，则判断系水温高造成的翻水，可进一步查找水温高故障点。按以下方法处理：

①首先检查冷却单节是否脏或倒片太多，对单节进行清洗或校正倒片，并柴油机启机加载确认故障是否消除。

②启机初期，司控器保持高手柄，检查水位下降是否明显，如水表水位下降明显，则可判断为虚水位造成翻水，重新排气上水即可。

③对静液压系统进行检查，重点对静液压泵、静液压马达、安全阀、温控阀等冷却系统部件工作状态进行检查，确保冷却风扇能正常工作。

④确认水温达到600C时冷却间百叶窗是否完全打开，确保进风量充足。

⑤检查确认水泵工作状态是否良好。一般采用测温法检查水泵进出水温度，温差明显的可判断该水泵故障，对水泵进行更换。

（2）外部泄漏：

①水泵泄漏：可直接检查水泵警告孔是否泄漏。

②中冷器泄漏：可打开中冷器检查堵检查是否泄漏。

③水管路裂漏、法兰漏水：均可目视直接检查。

④缸套安装不良：缸套上定位圆处泄漏可直接检查发现，下定位圆密封圈处泄漏可打开曲轴箱盖检查，可发现缸套与机体结合处向下漏水。比如2014年3月DF11G144机车乘务员报修机车耗水,扣回本部维修,上车检查各部,没有发现漏水现象,但第二天水箱水表水位下降,甩车检查 .打开中冷器检查堵均无漏水现象.外部检查水管路法兰,接头,冷却单节,水泵等也无漏水现象.后来打开上排油管,发现油管内有水流出,说明柴油机油底壳有水,打开曲轴箱盖,发现12缸缸套与机体结合处向下漏水,吊出12缸缸套,更换密封圈重新安装,耗水现象消失.

（3）气缸盖裂纹：一是甩车检查，在裂纹较大时甩车时示功阀应出水；二是排除其它原因后甩车又不出水的情况下，可化验机油，如发现机油含氮量大于40/100,将废气总管吊下，用小镜子从缸头排气口观察，检查排气门阀杆是否有水碱迹象，如有，则可判定该缸气缸盖毛细裂纹泄漏。

（4）喷油器套管铜垫密封不良：一是检查喷油器回油管是否有冷却水流出，二是轻微渗漏时可按如下步骤处理，进一步查找故障点：

①柴油机加载1 000 r/min进行逐一甩缸，甩缸时间控制在2 min以上，同时注意观察膨胀水箱水位变化。

②当甩除某一缸后，膨胀水箱水位有下降趋势时，将甩缸时间延长，当水位持续下降，说明此缸即是故障点。

③将该缸气缸盖吊下进行水压试验，如气缸盖水压试验，喷油器套管安装密封垫处有泄漏现象，则将该缸活塞盘车至下止点，检查缸套内表面，同时检查缸套无异常，重新安装喷油器套管。