东风_4型机车膨胀水箱溢水的原因分析及解决方法.docx

东风4 型机车膨胀水箱溢水的原因分析及解决方法魏 金 水摘要 : 指出机车膨胀水箱溢水是较常见的具有普遍性的问题 。在对其产生原因进行分析的基 础上提出了具体的解决方法 ,并取得了较理想的效果 。关键词 : 东风4 型机车膨胀水箱溢水管排气管1 前言东风4 型机车在水阻 、正线试运及运用过程中 有时会出现膨胀水箱排气孔溢水现象 ,由于膨胀水 箱是水系统补水 、排气的主要部件 ,水系统的循环 状况以及柴油机气缸盖是否破裂 ,高压燃气是否窜 入水系统中 , 都可以从膨胀水 箱 工 作 状 况 反 应 出 来 。而高温 、高压燃气进入水系统 ,在一定程度上 也表现出膨胀水箱溢水和膨胀水箱水位降低 。为 此 ,在该类问题的常规处理过程中 ,首先得对柴油 机各气缸盖进行检查 ,以查出破裂气缸盖 。但是 , 我们在工作中发现 ,大多数机车出现膨胀水箱溢水 时 ,柴油机气缸及气缸盖并没出现破裂现象 ,这样 一来 ,既影响了维修周期 ,又浪费了大量的人力 、物 力 ,问题却依然得不到解决 。为此 ,我们不得不从 膨胀水箱的结构及工作原理查找原因 ,以期寻找解 决该问题的方法 。图 1 膨胀水箱结构水箱溢水管通过溢水孔与大气相通 ,在各阀正常的 情况下 ,水系统中的大气 、蒸汽是通过溢水孔经排 气孔溢出的 。在通常情况下 ,膨胀水箱溢水有两种情况 。 其一是 在 水 系 统 工 作 过 程 中 , 随 着 工 作 的 进行 ,溢水持续不断 。这种现象一般可断定为柴油机 缸头裂或缸套漏水 。这是因为气缸在工作过程中 , 气缸中有高温 、高压气体 ,气缸盖或气缸套裂缝的 存在 ,使高温 、高 压 气 体 通 过 裂 缝 进 入 水 系 统 中 。 由于只有膨胀水箱处于最高位置且与大气相通 ,所 以高温 、高压气体就进入到膨胀水箱 ,引起水位的波动及压力的增大 ,从而使部分水连同高压气体一 起排出 。由于该气体的温度很高 ,使得与其相接触 的水部分汽化 ,该汽化的水随高压气体一起 ,通过 溢水孔进入排气孔溢出 ,形成持续溢水现象 。其二是膨胀水箱在回手柄和停机的时候出现溢水 ,这种情况在厂修机车的水阻及正线试运过程 中经常发生 ,在机务段的运用机车上也时有反映 。这种情况使人们最感棘手 ,因为它既不是水系统的工作问题 ,也不是柴油机缸盖 、缸套的问题 ,而只是 由于膨胀水箱本身结构不合理 。也就是说 ,溢水管 的溢水孔尺寸大小 、高低位置以及排气管的长度设2 原因分析我们知道 ,膨胀水箱溢水主要是从溢水管上的 排气孔溢出的 。膨胀水箱的结构见图 1 。膨胀水箱的工作原理如下 :在冷却水系统中 ,膨胀水箱起着两个作用 : 一 是冷却水系统在工作过程中滴漏 、汽化及蒸发掉的 水分由膨胀水箱加水补充 ;二是在加水过程中将多余的水溢去 ,使水保持一个相对的总量 ,同时使水 系统中的空气及蒸汽从溢水管上的放气孔排出 。冷却水系统在工作过程中是密闭的 ,只有膨胀魏金水 , 襄樊内燃机车厂 , 441105 湖北省襄樊市收稿日期 : 1999203222内燃机车1999 年48计有问题 。在正常情况下 ,膨胀水箱中的水和气体都通过 溢水孔排出 ,水通过溢水孔后由于密度大 ,会沿着溢水管的管壁流下并进入排水管 ;而气体通过溢水 孔后会绕进排气管 ,并通过排气孔排入大气中 。我们知道 ,在柴油机的工作过程中 ,冷却水主要起冷却气缸及气缸盖的作用 。气缸中有高温 、高 压气体 ,特别是在柴油燃烧时缸套 、缸盖与水相接 触的表面会有很高的温度 ,水一旦与它接触 ,局部很快就汽化 ,形成水蒸汽 ,并随着水系统一起在管 路中进行循环 。这部分水蒸汽在循环过程中通过 冷却器时 ,由于强风散热又重新变成水 。这样 ,在 高温水系统中部分水就不断变成蒸汽 ,然后又变成水 ,循环进行 。一旦回手柄功率下降或机车停机 ,冷却器工作 停止 ,或效率降低 ,原被汽化的水即水蒸汽 ,由于密度小 ,很快就会沿着水系统管道上升 ,通过与膨胀 水箱相连接的管道进入膨胀水箱 ,引起膨胀水箱中 水位上升和压力增高 ,水及水蒸汽以及大气会随着溢水孔溢出 ,当水蒸汽在由膨胀水箱以及溢水管进 入排气孔之前不能变成水时 ,就会从排气孔溢出 , 从而出现膨胀水箱溢水的现象 。另外 ,当排气管下部及溢水管中气体从溢水孔 进入排气管口且此管口的位置与溢水孔位置太近 时 ,也容易因气体压力过大而携带部分水进入排气管 ,并从排气管溢出 ,使膨胀水箱溢水现象更为突 出 。体改造见图 2 。图 2 排气管的改造1 溢水管 ; 2 排气管 。通过改造 ,可使水蒸汽的冷凝时间加长 ,使得水蒸汽有足够的时间变成水 。另一方面也错开了 排水和排气的时间 ,使溢水在排气后进行 ,从而避免了排气携带水分从排气管溢出的现象 。 从我厂对第一台东风4 型 0381 号机车的改造情况看 ,膨胀水箱从排气管溢水的现象基本得到解 决 ,在随后的几台机车中也采 取 了 类 似 的 解 决 办 法 ,均取得了较理想的效果 。4 结论膨胀水箱溢水是较常见的具有普遍性的问题 , 在解决该问题时不能轻易地采取进行更换的办法 , 更不能简单地认定柴油机气缸有裂损 ,否则不仅会 给我们造成大量的人力 、物力的浪费 ,而且也否定 了柴油机检修 、气缸的质量 ,更否定了柴油机台架 试验的可靠性 。我们应该从水系统的实际工作状 况出发 ,分析产生膨胀水箱溢水的真正原因 ,如果 能从膨胀水箱结构分析入手解决该类问题 ,就可减 少处理问题 的 时 间 , 同 时 节 省 大 量 的 人 力 、物 力 。 更重要的是 ,通过对膨胀水箱结构的改造 ,可使我 们在解决了膨胀水箱回手柄溢水问题的同时 ,也为 判断柴油机气缸是否有裂漏提供可靠的参考 。当 然 ,如果通过膨胀水箱的结构改造溢水问题还得不 到解决 ,就应检查柴油机气缸是否有裂漏 ,以避免 水锤等更大的事故发生 。3 解决方法根据对膨胀水箱溢水现象的原因分析 ,我们可 以将膨胀水箱溢水分成两种途径加以解决 。其一 是 ,当膨胀水箱在机车工作过程中持续不断地溢水 且水位下降迅速时 , 就应视为 柴 油 机 某 缸 出 现 裂 纹 ,应停机 ,用常规的水压法加以查找 ,以避免水锤 等重大事故发生 。其二是 ,当膨胀水箱在机车回手 柄或停机时出现膨胀水箱溢水 ,也就是我们在前面 所分析的现象 。从我们分析出的原因可看出 ,要防 止膨胀水箱从排气孔溢水 ,主要的是改变溢水管的 结构 。首先是溢水孔面积大小与膨胀水箱的相对 位置以及排气管的长度要合理 ,以便使水蒸汽充分 冷却变成水 。另一方面是错开排气与溢水的时间 , 从而使水通过溢水孔后沿溢水管排入下水道 。具even intensity modulation was realized with the help of thesoftware . the friendly man2machine mutual relationship was created.a npt5 air compressor perf ormance test standli xinmin( ziyang diesel locomotive works)abstract the structure , performance and application of npt5 microcomputer2controlled air compressor performance test stands designed and manufactured by ziyang diesel locomotive works was presented. this test stand can preset the test program by request , control the test process automatically , collect the test data at a proper time , process the data and print the test records. this test stand incorporates the abnormal state automatic alarm and automatic pressure limit shutdown safety device. it features high test accuracy , safety , reliability , easyoperation and good looking.key wordslocomotivecabunificationscreen intensity illumination dos breakdisplaya preliminary study of passivationf or nd5 locomotive adhesion control systemwang dawei(dalian locomotive depot)abstract based on the design concept an applications of nd5 locomotive adhesion control system as well as the current situations of speed sensor domestication , the author proposes and idea that this system limit on wheel2rail creep speed must be loosened by increasing base value to passivate system sensivity , summarizes locomotive tests and applications after passivation.key words adhesion control creep speedspeed sensortype nd5key wordsdiesel locomotiveair compressorteststand automatic controleffects and problems of acoustic shed type noiseelimination devices being used f or water rheostat test stands huang yihua(liuzhou railway administration research institute)a study of motor idling and bearing temperature increasechen qiang( yongji electric machine works)abstract the idling of motors at high speed was analyzed in terms of the influence of motor high speed on motor bearings , forces on bearing after motor installation and the speed relationship between locomotives and motors. it was proposed that idling be not examined at motor high speed.key wordsbearingspeedminimum radial loadlocomotive speed per hour temperature increaseabstractthe structure of acoustic shed type noiseelimination devices used for diesel locomotive water rheostat teststands and its effects to eliminate the noise around existing water rheostat test stands were presented. the low frequency vibration noise of existing water rheostat test stand corridors was brieflyanalyzed ; 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