DF4D内燃机车高温水箱水位上涨检查策略

张 丽 军

(西山煤电(集团)铁路公司，山西 太原 030000)

DF4D内燃机车的高温水箱作用于机车的冷却系统，在确保机车在适宜的温度下正常工作方面发挥着重要作用，在DF4D内燃机车实际运行中，高温水箱出现水位上涨的问题并不少见，严重情况下甚至溢出箱外，从而使得箱内冷却水迅速减少且水温升高异常，最终导致机车运行故障，给机车的运行安全造成相当大的威胁。实际情况中出现DF4D内燃机车高温水箱水位上涨问题的具体原因并不是纯粹的。当发生此类故障时，特别需要相关技术人员细化检查步骤，准确找出问题成因，以便有针对性的制定维修方案，及时解决问题，尽快让机车重回工作岗位。

1 高温水箱所在系统及工作原理

DF4D机车的冷却系统是由高温水循环系统和低温水循环系统共同构成的开式双循环系统，正常情况下冷却水的温度应保持在不超过88 ℃。高温水箱为高温水循环系统的重要组成部分。其工作时，先是由柴油机驱动高温水泵将冷却水输送到柴油机两侧气缸套和气缸盖，以及柴油机涡轮增压器出气壳周围对相应组件进行冷却，完成冷却工作后流出来的冷却水温度会非常高，但之后汇入到散热器，经散热器冷却后温度就降下来了，然后又通过止回阀流回到高温水泵里。在这过程中，位于系统最高处的高温水箱则主要发挥的是自动补水作用，及时补充高温水循环系统运行过程中因蒸发等作用减少的冷却水量，同时避免气泡的产生，以确保冷却水的供给正常且稳定(如图1所示)。

2 高温水箱水位上涨的原因分析

根据高温水箱所在系统的工作原理以及出现问题的外在现象来分析，存在于冷却系统中的气体如果没有随着系统的正常运行在经过高温水箱时从其顶部的排气孔排出去，而是占据一定空间将循环于管路中的冷却水挤进高温水箱就会造成水位上涨甚至满溢状态。可见系统管路中含有气体是高温水箱水位上涨的直接原因。具体来讲，根据实际检修经验，造成系统管路中产生气体的原因包括三大方面：一是因散热装置积灰、运行不良等造成的水温超高，冷却水气化剧烈；二是冷却水管、散热器出口连接处密封不严以及中冷器散热铜管开焊造成的冷却水管路吸入空气；

三是汽缸盖、汽缸套裂缝造成的燃气钻入冷却水管。

3 检查判定方法及处理策略

3.1 检测水温

查看水温表的显示值，如果水温高于标准值，可先从冷却水的水温超高问题着手，待水温保持正常后若高温水箱水位仍处于上涨状态，再进行其他原因的排查。若发现水温超高故障可通过以下几个步骤来解决：

1)检查冷却风扇的转速，当柴油机处于高速运转时观察冷却风扇转速，当看到风扇没有呈现全速转动状态时，试着将温控阀关闭，再行观察，如风扇开始全速运转就可确定是温控阀内感温不良的问题，更换温控阀即可。但如果控阀关闭后风扇转速不变，则应进行下一步排查。2)检查散热器的洁净度，如发现散热器及其单节表面覆有灰尘，应进行吹扫或拆卸清洗处理。3)检查系统管路是否畅通，如有阻塞问题，采取清理或更换措施。4)检查增压器的功能是否异常，如发现供给压力不足，则需更换增压器。

3.2 观察机水箱水位变化

观察机机车刚启动前后高温水箱的水位变化情况,如果水位下降较大,就说明有空气进入到了系统管道中,判断具体原因的步骤如下:

1)先进行排气,让柴油机以430 r/min的速度空转一会后停机,打开散热器排气阀,可看到有水流出,待水流尽后关好排气阀。2)排气后再次启动机车,如果仍未奏效,则应是其他原因造成的外界空气进入。这时,就要仔细检查机车上水阀、水泵进水管路连接法兰、冷却单节胶垫等部位的密封性。机车启动后尤其是高速运转时,往往不容易判断出其密封性,但可通过观察停机时各部位有无漏水现象来判断其密封性,漏水部位就是空气进入部位,应采取紧固或更换措施加以解决。注意,中冷器的密封性可通过停机后观察稳压箱积水情况来判定,如发现稳压箱内有水,说明中冷器发生了漏水问题,应根据实际情况修复或更换。

3.3 观察水质

仔细观察水表中的水质,如果水质浑浊则说明故障原因极有可能是有燃气进入了冷却水管路。而具体来讲则应是气缸盖、气缸套出现裂隙造成的,排查方法如下:

1)气缸套出现裂隙的情况并不常见,可通过观察油底壳有没有水以及差示压力计液面差是否偏大来判定,出现有水或液面差偏大就说明是气缸套的问题,及时更换即可。另外,还可利用红外线点温计测量柴油机满负载(1 000 r/min)时各缸出水支管外表面的温度，温差突出的气缸即为气缸套出现裂隙的那一缸。

2)缸盖裂损故障的排查则要相对复杂一些,具体方法如下:a.将机车关闭停放一段时间之后进行甩车操作,然后开启示功阀,如发现示功阀内有水就可判定气缸盖出现了裂损,需直接更换;b.在机车水组实验中,如发现高温水箱水位不停上涨,则可通过甩缸实验来确定哪一缸的气缸盖出了问题,具体判定标准为当甩到某一缸时,水位上涨速度放缓或不再上涨,待此气缸恢复,水位又开始上涨,即可判定为该气缸的缸盖出现了裂损,予以更换即可。

4 案例分析

2018年2月,某机务段的机车在运行过程中发生高温水箱涨水的故障。随行维修人员当时未查明原因,只得进行扣修。待机车到达检修区,先从外观上全面检查是否有漏水点,结果未发现有漏水点位。用红外线点温计对柴油机满负载(1 000 r/min)各缸出水支管外表面温度进行测量(结果如表1所示),发现第2缸出水支管温度明显高出其他各缸，进一步对第2缸全面检查,查出在气缸套上止点处有约130 mm的裂纹。更换新的气缸套后，重复负载试验，高温水箱恢复正常,水位上涨现象消失。再次用红外线测温仪测温,第2缸出水支管外表面温度已显示为94.9 ℃,不再异常。

表1 柴油机各缸出水支管温度 ℃

5 结语

对于铁路运输车辆来说,安全无小事,故障不分大小,都会影响到其安全运行。高温水箱水位上涨是DF4D型内燃机车在铁路运行过程中较常见的故障,目前在全国各机务段仍具有一定的发生频率,而且每次故障的检修都要耗费一定时长,对铁路交通秩序也有一定的影响。因此,相关工作人员在掌握上述故障处理方法的同时,做好平时的检修和维护工作,在例行检查时全面观察各部分零部件的耗损和老化情况,将维护更换措施用在故障发生以前,以减少或避免DF4D型内燃机车出现高温水箱水位上涨故障。