DF4型机车膨胀水箱水位上涨故障的原因及处理.doc

DF4型机车膨胀水箱水位上涨故障的原因及处理第5期(总第399,)内燃机车2007年5月DF4型机车膨胀水箱水位上涨故障的原因及处理1前言曾青中(广州铁路职业技术学院,广东广州510430)摘要:分析了DF4型机车膨胀水箱水位上涨故障的原因,介绍了该故障的判断和处理方法.关键词:DF4型机车;膨胀水箱;水位上涨;故障;判断;处理中图分类号:U262.231文献标识码:B文章编号:1003-1820(2007)05.11O43-02DF4型机车膨胀水箱水位上涨是一种常见故障现象,表现为机车运用过程中膨胀水箱的冷却水水位上涨,严重时则冷却水从溢水管溢出,特别是在机车回手柄时,水位上涨加剧,膨胀水箱的冷却水可能大量溢出,造成冷却水系统的水量严重不足,水温过高,导致机车不能正常使用.造成该故障的原因较复杂,难以判断和处理,所以一直是困扰机务部门的一大难题.笔者从长期的DF4型机车检修工作中,按某原因造成故障的发生频率和处理工作量,总结出了一套既节约时间又节省材料的有效方法.2故障的原因从DF4型机车冷却水系统的结构和工作原理来看,膨胀水箱水位上涨的直接原因是冷却水系统管路内进入或产生的气体来不及通过管路排人膨胀水箱而积存在管路内,使管路内的冷却水被挤入膨胀水箱,表现为膨胀水箱水位上涨,甚至溢出.导致该故障发生的主要原因如下.(1)水温高由于水温高,造成柴油机燃烧室周围部件散热不良,局部温度能达到汽化温度,高温的冷却水在由较细的管路流向散热部件时,压强下降,冷却水收修回稿日期:2006-12.11作者简介:曾青中(1969一),男,湖南永州人,讲师.汽化加剧,如不能及时通过膨胀水箱的排气管路排向大气,就会形成气团存在于冷却水系统,主要积聚在冷却器内.在机车回手柄时,由于冷却水系统管路内压强下降,而气体体积与压强成反比,所以气体体积急剧膨胀,导致管路中的冷却水大量进入膨胀水箱,使冷却水位上涨甚至溢出.(2)气缸盖,气缸套裂损造成气缸内燃气窜入水路由于气缸内压强远大于冷却水压强,特别是在燃气爆发时压力达到11.96MPa,所以当气缸盖,气缸套等裂纹时,燃气就通过裂纹进入冷却水系统.DF4型机车的冷却水系统是半封闭的,进入的燃气一不能液化,二不能及时由排气管路排出,于是这部分燃气就跟随冷却水再次进行循环.随着机车的运行,柴油机不断工作,燃气不断累积,并在散热器,热交换器,中冷器等热交换部件内形成气团,就这样积存于冷却水系统内.在停机或机车回手柄时,由于冷却水系统内压强下降,气体体积膨胀造成冷却水位上涨,冷却水系统内积存燃气过多时,冷却水就会溢出.(3)冷却水管路吸入外界空气在冷却水系统中,能够吸人空气的部位主要有:高低温水泵的进水端;散热器安装连接处;中冷器散热铜管开焊处;增压器冷却水管路裂纹处.空气进入冷却水系统后,在冷却水系统内渐渐积累,管路内冷却水被挤出,膨胀水箱水位缓慢上涨.在机车停机或回手柄时,因空气体积膨胀而造成冷却水位急剧上涨甚至溢出.内燃机车2(I)7年3故障的分析判断和处理方法当DF4型机车发生膨胀水箱水位上涨故障时,可以依据先整体后局部,先简单后复杂的原则,逐步进行故障的判断和处理,直至故障排除.具体做法如下.(1)在机车发生膨胀水箱涨水和溢水时,应首先观察水温.如果冷却水温度高出标准值,则应先处理水温高故障.造成水温高的原因很多,也有很多关于这种故障的专题讨论,这里不再详述,现只介绍处理水温高故障的一般程序.在柴油机高手柄位时观察冷却风扇转动情况.通过测量冷却风扇的转动速度(没有条件测速时,可以观察车顶百叶窗叶片的直立状态),如果冷却风扇转动速度不够,则顶死温度控制阀,再次观察其转动情况;如有改变,则更换温控阀.检查散热器清洁度.发现散热器积灰时,应吹扫散热器;如果积灰是因静液压系统发生液压油泄露所致,吹扫散热器不会有明显的效果,应将其全部拆卸清洗.因为外泄油粘附在散热器表面,当冷却空气通过散热器时,夹带的尘灰会重新吸附到散热器表面,影响其散热效果.检查高,低温水泵.停机一段时间,待冷却水蒸汽液化后,检查管路是否有气;如果管路中有空气则须排气,最可靠的方法是松开散热器排气,排气后再进行试验.如果确认因管路有气而引起水温高,则转入查找进气原因的过程.更换散热器.即使散热器外观清洁,在排除以上原因后,也应该更换.实践证明,即使冷却水系统其它部位的性能有所下降,如果选用流量大,散热效率高的散热器,也能使机车达到热平衡.更换中冷器.其目的是为了提高柴油机进气的冷却效果,由低温冷却水带走更多的热量,以减轻高温冷却水系统的负担,重建机车热平衡.检查各冷却水管路是否畅通.若不畅通,应疏通或更换冷却水管路.检查增压器进气压力.其压力不足时应更换增压器.(2)在排除水温高故障影响的情况下,可以对冷却水管路内的存气进行排放,消除修程中由于冷却水系统上水时造成的存气,即机车假水位.在排除冷却水管路内存气后,如故障现象仍未消失,就要考虑气缸盖,气缸套裂损造成气缸内燃气窜入冷却水管路造成水位上涨和冷却水管路吸入外界空气造成水位上涨.一般情况下,这两类原因引起的故障表现有所差异.气缸盖,气缸套裂损造成气缸内燃气窜入冷却水管路时,膨胀水箱存水会表现出一定程度的浑浊,水内有杂质;而冷却水管路吸入外界空气,则水质清澈.在排除冷却水管路吸入外界空气的前提下,水位仍然上涨,则仍应考虑是气缸盖,气缸套裂损造成气缸内燃气窜入冷却水管路的原因.(3)气缸盖,气缸套裂损造成水位上涨的故障查找.气缸套裂损经常会伴随其它现象,如油底壳有水,甚至由于气缸套破损严重造成差示压力计液面差偏大等现象,较易发现.难度较大的是气缸盖裂损故障查找,但从实际故障发生率来看,造成膨胀水箱水位上涨故障的原因中,气缸套裂损所占比例极小.查找气缸盖裂损的一般方法如下.在机车停机一段时间后甩车,打开示功阀,观察是否有水.如果示功阀有水,则确定气缸盖裂损,在这种情况下必须更换气缸盖.在做机车水阻试验时,如有膨胀水箱水位持续上涨现象,应进行甩缸试验,当甩到某一缸时,水位上涨速度减慢或不再上涨,而恢复后水位又上涨,则断定此气缸盖为裂损气缸盖.(4)冷却水管路吸入外界空气造成水位上涨故障的查找.冷却水泵进水管路.从经验来看,进水管路吸入空气主要是由于进水管连接松动,上水阀泄漏.判断的基本方法是:柴油机停机时漏水而起机后不漏水的处所属于吸气的部位,应采取紧固或更换等手段.在排除水温高的原因后,我们可先不管其它原因,而先进行这一步查找,因为该步的工作量最小.散热器漏泄.停机时观察散热器是否有漏水现象,特别是安装垫处由于防尘泡沫对水有吸附作用而较难观察,所以应先对全部散热器进行紧固.中冷器漏水.在停机一段时间后观察稳压箱内是否有积水,如果有积水,则可以判断为中冷器漏水故障.通常,因中冷器漏泄而造成空气吸入都不严重,所以在其它原因均排除的情况下才更换中冷器.【下转第46页】内燃机车2007正损;平键连接不适合传递较大扭矩.4改进措施根据上述故障原因分析,决定对前传动箱齿轮油泵进行改进,通过查阅资料,测试和对比,我们决定采用哈尔滨油泵厂生产的CBB16型齿轮油泵取代了原CBB10型齿轮油泵,该油泵各项数值完全符合DF5型机车前传动箱油泵的工艺技术要求.油泵轴的直径为16lnln,沿其轴向中心线两侧向外6lnln处切成扁圆形状;改进配合方式,取消平键连接方式,改为轴与压盘直接配合方式,对压盘也同时进行改进,使压盘与轴的形状匹配.在改进过程中发现,CBB16型齿轮油泵压盘安装孔与机车传动箱轴承压盖孔距偏差12mm;油泵出油管孔径不适合油泵流量要求.于是,我们经过反复论证,计算,采取了下列措施予以纠正.(1)在传动箱轴承压盖E重新钻孔,对油泵定位.(2)油泵出油管孔径由14lnln改为18lnln.(3)改进前(使用CBB10型油泵时):公称排量10L/min,额定压力2.5MPa,公称转速1450r/rain,输入功率0.51kW,容积效率85%.改进后(使用CB.B16型油泵时):公称排量16L/min,额定压力2.5MPa,公称转速1450r/rain,输入功率0.82kW,容积效率90%.经过改进,增加了传动配合部位的强度,消除了平键配合的弊病.经比较可以看出,额定转速下公称排量增加6L/min,即在柴油机额定转速下,供油量增加近1/2.增强了前传动箱内各齿轮,轴承的润滑效果.5结束语自2004年7月份实施改造以来,我段D型机车未发生因传动箱齿轮油泵故障而导致的机破和临修,不但为我段节省了大量的检修经费,而且大大提高了机车运用效率,有效地保证了机车运输生产安全和质量稳定.勿勿幺幺幺幺ss叠棠c.22.盘【上接第36页】3解决方案(1)为补偿压紧螺母与顶杆套筒螺纹连接处的密封不足,我们在压紧螺母顶端与顶杆套筒圆周面结合处进行了密封处理.即在原压紧螺母的外圆周面,加工出M501.5的螺纹,配合特制的M501.5内螺纹的密封压盖,在密封压盖与压紧螺母,顶杆套筒三者的结合部位安装443.5的0形胶圈,通过密封压盖内斜面压紧力的作用,使443.5的0形胶圈对顶杆套筒外圆和压紧螺母顶端面同时进行密封,结构如图2所示.(2)实践表明,压紧螺母与推杆法兰间原设计采用的553.5的0形密封胶圈,可靠性差,密封失效的概率大.因此,我们采用T形橡胶密封圈取代原结构的553.5的0形胶圈.T形密封胶圈的主要特点是增大了压紧螺母与推杆法兰的密封接触面,且承受的压紧能力显着增加.4效果(1)按上述方案改造了3台机车的顶杆套装配进行运用考核,到目前为此均未发生漏油,证明改进后的顶杆套装配能有效地对漏油处所进行密封,方案是成功的.(2)采用新型的顶杆套装配(如波纹管式的)虽能有效解决漏油问题,但改造一台车约需l万元,而按上述方案在现有顶杆套装配上进行改进,只需250o元,成本低廉,加工简单,现