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摘 要:本文针对GKD2型内燃机车油水温度高这一故障,依据该型内燃机车高、低温水循环系统及静液压系统的工作原理,分析了产生这一故障的现象、原因,制定相应的处理方法,并运用于工作实际中,取得了良好的效果,为今后处理该型内燃机车类似故障提供经验。
关键词:内燃机车;冷却系统;故障分析与处理
1、前言
本钢运输部自2006年以来,相继购进11台新型电传动内燃机车,其中GKD2型5台,GKD1A型6台。运用中,5台GKD2型内燃机车柴油机油水温度过高的故障经常出现,尤其在夏季特别严重,甚至影响到该型机车的出车率。经过几年来的研究、探索,总结出一套判断、处理故障的方法,并运用于工作实际中,效果良好,基本满足了使用要求。下面从该型机车柴油机冷却水循环系统工作原理入手,对柴油机油水温度过高的故障原因进行分析、判断,并给出处理方法。
2、高、低温水系统的工作原理
内燃机车柴油机高温水循环系统主要是冷却柴油机高温燃烧室、气缸套等部件,低温水循环系统主要是冷却中冷器内压缩空气、柴油机润滑机油及静液压系统工作油。二者不同点是冷却的对象不同,相同点是冷却后水温升高,再通过散热单节,经过风冷将热量散失掉,如此周而复始。
3、静液压系统的工作原理
当内燃机车柴油机油水温度未达到温控阀动作值时,静液压系统储油罐内的工作油,经过静液压油泵获得高压,到温控阀旁通口,再经过卸荷阀回油路回到静液压储油罐,此时工作油通路建立不起来油压,冷却风扇不转动。当油温或水温达到一定温度时,温度控制阀内的感温元件的介质受热膨胀,带动顶针上移,开始逐渐关闭温控阀的旁通口,高压油经过工作通路进入马达,驱动马达旋转,从而驱动风扇旋转。随着水温的不断升高,顶针继续上移,使温控阀的旁通口越来越小,进入工作通路内的高压油越来越多,随之油压升高,驱动马达高速旋转,使风扇逐渐从低转速向高转速旋转,直至全速运转。当温度降低时,逆过程。从而实现温控阀自动控制风扇的工作。安全阀在管路中起缓和管路冲击的作用,防止压力突然升高造成管路裂漏。
4、故障分析、判断
从高、低温水循环系统通路及静液压系统的工作原理可以看出,造成油水温度过高的原因有以下几种:
⑴静液压系统工作不良。
⑵散热单节散热效率低,或侧百叶窗太脏,不通风。
⑶机车顶百叶窗的百叶片卡滞。
⑷水系统循环不良。
⑸乘务员的误操作。
4.1静液压系统工作不良,表现为风扇转动慢。
由于GKD2型内燃机车顶百叶窗无风缸控制机构,风扇风量越大,顶百叶窗开启的程度就越大。此时可以通过观察顶百叶窗的开起程度和风扇转速来判断。具体原因如下:
⑴静液压储油罐内缺油。一般出现这种情况,风扇转动有异音,可通过静液压储油罐上的油表刻线检查。
⑵温度控制阀作用不良或调整不当。可通过拧紧调节螺钉来观察风扇转速,判断是否是温控阀故障。
⑶安全阀故障。表现为一部分高压油经安全阀泄流回储油罐,使进入马达的油量不足,风扇达不到规定转速。一般可通过触摸安全阀的进出油管温度,来判断安全阀是否泄油。
⑷静液压系统的工作油热交换器故障。热交换器堵塞严重,造成系统中的工作油温度过高,粘度下降,管路中的油压降低,造成风扇转速下降。
⑸静液压泵或马达工作不良。泄油严重,效率低,如果在确认静液压系统故障的基础上,排除了前四项后,可考虑此项。
4.2散热单节散热效率低,或侧百叶窗太脏,不通风。具体原因如下:
⑴单节太脏或侧百叶窗太脏,不通风。表现为,风扇转速很快,但顶部百叶窗没有全部开启,冷却间的吸风力太小。这种情况可通过观察单节表面或侧百叶窗表面来判断。
⑵单节堵焊太多,散热面积小。一般太多修焊后的单节同时上车,容易出现这种情况。可通过触摸单节温度来判断,如果有部分单节凉,则说明这部分单节堵塞、焊修处所太多。
4.3机车的顶百叶窗卡滞。
随着机车运用时间的增长,零部件逐年老化,加频繁维修,顶百叶窗百叶变形,造成百叶片卡滞,虽然风扇的转速很快,却无法将顶百叶吹开,造成散热不良。事实证明,有三分之一的百叶打不开或开度不够,将会影响到散热,如果有一半以上百叶打不开,或开度不够,将会使散热条件急剧恶化。可通过平整百叶和加强给油来解决该情况。
4.4水系统循环不良。具体原因如下:
⑴水泵不工作,表现为油水温度突然升高。
⑵水系统中进了空气,打开排气阀排出空气。该情况一般为加水时未打开排气阀,或加水方法不当使空气进入系统。如果空气排不盡,水温高故障则应考虑缸头、缸套是否漏水,可通过甩车或甩缸来查找。油温高可考虑中冷器漏泄,此时,一般伴有缺水现象。两者都不是,应检查管路接口部分及水泵,看是否有泵气现象。
4.5乘务员的误操作。
经过总结司乘人员对该型机车的运用维护工作发现,日常容易导致以下几方面的误操作:
⑴高、低温水的隔离阀开启,容易造成中冷系统的水温高,从而导致油温过高。
⑵加缓蚀剂过量,造成管路结晶堵塞。
⑶静液压系统中加入透平油,使系统中油的粘度下降,管路压力下降,风扇转速下降。
⑷水循环系统中的止阀开关位置不正确,造成水循环不良。
⑸水系统漏水,乘务员未及时发现,造成水系统缺水。
⑹加水时不打排气阀,或加水方法不正确。
5、故障处理方法
5.1检查散热器组及侧百叶窗,如果单节脏进行吹扫,对堵焊太多的单节进行更换。检查单节之间的毡条,及时补缺。
5.2对顶百叶窗百叶变形、卡滞,可以通过平整,或乘务员加强给油来解决。
5.3观察风扇转速,判断是否为静液压系统故障,若是,按前述判断处理。
5.4排除以上几项后,可进行排气的同时观察判断是否为水循环系统的故障,若是,按前述分别查找故障原因。
5.5如果油水温度突然升高且升高速度很快,应更换水泵。
5.6加强乘务人员的技能培训,提高该型机车乘务人员的操纵、维护水平,从根本上杜绝误操作。
6、结论
通过对GKD2型内燃机车柴油机油水温度过高故障原因的分析、判断,给出了处理故障的方法,并运用于工作实际中,使该型机车油水温度过高的故障率明显降低,提高了该型机车的完好率、开动率。对该型机车的运用维护、故障判断及处理有积极的指导意义。
参考文献
[1]《6240ZJ型柴油机工作原理》南车集团资阳机车厂 1981年
[2]《GKD2型内燃机车使用说明书》北车集团大连机车厂 2005年
[3]《内燃机车总体》中国铁道出版社 张兆康 1990年
[4]《东风5B型内燃机车维护保养手册》北车集团大连机车厂 1998
作者简介:李舰(1972~ ),男,大学,辽宁工程大学 机械制造与自动化专业。
关键词:内燃机车;冷却系统;故障分析与处理
1、前言
本钢运输部自2006年以来,相继购进11台新型电传动内燃机车,其中GKD2型5台,GKD1A型6台。运用中,5台GKD2型内燃机车柴油机油水温度过高的故障经常出现,尤其在夏季特别严重,甚至影响到该型机车的出车率。经过几年来的研究、探索,总结出一套判断、处理故障的方法,并运用于工作实际中,效果良好,基本满足了使用要求。下面从该型机车柴油机冷却水循环系统工作原理入手,对柴油机油水温度过高的故障原因进行分析、判断,并给出处理方法。
2、高、低温水系统的工作原理
内燃机车柴油机高温水循环系统主要是冷却柴油机高温燃烧室、气缸套等部件,低温水循环系统主要是冷却中冷器内压缩空气、柴油机润滑机油及静液压系统工作油。二者不同点是冷却的对象不同,相同点是冷却后水温升高,再通过散热单节,经过风冷将热量散失掉,如此周而复始。
3、静液压系统的工作原理
当内燃机车柴油机油水温度未达到温控阀动作值时,静液压系统储油罐内的工作油,经过静液压油泵获得高压,到温控阀旁通口,再经过卸荷阀回油路回到静液压储油罐,此时工作油通路建立不起来油压,冷却风扇不转动。当油温或水温达到一定温度时,温度控制阀内的感温元件的介质受热膨胀,带动顶针上移,开始逐渐关闭温控阀的旁通口,高压油经过工作通路进入马达,驱动马达旋转,从而驱动风扇旋转。随着水温的不断升高,顶针继续上移,使温控阀的旁通口越来越小,进入工作通路内的高压油越来越多,随之油压升高,驱动马达高速旋转,使风扇逐渐从低转速向高转速旋转,直至全速运转。当温度降低时,逆过程。从而实现温控阀自动控制风扇的工作。安全阀在管路中起缓和管路冲击的作用,防止压力突然升高造成管路裂漏。
4、故障分析、判断
从高、低温水循环系统通路及静液压系统的工作原理可以看出,造成油水温度过高的原因有以下几种:
⑴静液压系统工作不良。
⑵散热单节散热效率低,或侧百叶窗太脏,不通风。
⑶机车顶百叶窗的百叶片卡滞。
⑷水系统循环不良。
⑸乘务员的误操作。
4.1静液压系统工作不良,表现为风扇转动慢。
由于GKD2型内燃机车顶百叶窗无风缸控制机构,风扇风量越大,顶百叶窗开启的程度就越大。此时可以通过观察顶百叶窗的开起程度和风扇转速来判断。具体原因如下:
⑴静液压储油罐内缺油。一般出现这种情况,风扇转动有异音,可通过静液压储油罐上的油表刻线检查。
⑵温度控制阀作用不良或调整不当。可通过拧紧调节螺钉来观察风扇转速,判断是否是温控阀故障。
⑶安全阀故障。表现为一部分高压油经安全阀泄流回储油罐,使进入马达的油量不足,风扇达不到规定转速。一般可通过触摸安全阀的进出油管温度,来判断安全阀是否泄油。
⑷静液压系统的工作油热交换器故障。热交换器堵塞严重,造成系统中的工作油温度过高,粘度下降,管路中的油压降低,造成风扇转速下降。
⑸静液压泵或马达工作不良。泄油严重,效率低,如果在确认静液压系统故障的基础上,排除了前四项后,可考虑此项。
4.2散热单节散热效率低,或侧百叶窗太脏,不通风。具体原因如下:
⑴单节太脏或侧百叶窗太脏,不通风。表现为,风扇转速很快,但顶部百叶窗没有全部开启,冷却间的吸风力太小。这种情况可通过观察单节表面或侧百叶窗表面来判断。
⑵单节堵焊太多,散热面积小。一般太多修焊后的单节同时上车,容易出现这种情况。可通过触摸单节温度来判断,如果有部分单节凉,则说明这部分单节堵塞、焊修处所太多。
4.3机车的顶百叶窗卡滞。
随着机车运用时间的增长,零部件逐年老化,加频繁维修,顶百叶窗百叶变形,造成百叶片卡滞,虽然风扇的转速很快,却无法将顶百叶吹开,造成散热不良。事实证明,有三分之一的百叶打不开或开度不够,将会影响到散热,如果有一半以上百叶打不开,或开度不够,将会使散热条件急剧恶化。可通过平整百叶和加强给油来解决该情况。
4.4水系统循环不良。具体原因如下:
⑴水泵不工作,表现为油水温度突然升高。
⑵水系统中进了空气,打开排气阀排出空气。该情况一般为加水时未打开排气阀,或加水方法不当使空气进入系统。如果空气排不盡,水温高故障则应考虑缸头、缸套是否漏水,可通过甩车或甩缸来查找。油温高可考虑中冷器漏泄,此时,一般伴有缺水现象。两者都不是,应检查管路接口部分及水泵,看是否有泵气现象。
4.5乘务员的误操作。
经过总结司乘人员对该型机车的运用维护工作发现,日常容易导致以下几方面的误操作:
⑴高、低温水的隔离阀开启,容易造成中冷系统的水温高,从而导致油温过高。
⑵加缓蚀剂过量,造成管路结晶堵塞。
⑶静液压系统中加入透平油,使系统中油的粘度下降,管路压力下降,风扇转速下降。
⑷水循环系统中的止阀开关位置不正确,造成水循环不良。
⑸水系统漏水,乘务员未及时发现,造成水系统缺水。
⑹加水时不打排气阀,或加水方法不正确。
5、故障处理方法
5.1检查散热器组及侧百叶窗,如果单节脏进行吹扫,对堵焊太多的单节进行更换。检查单节之间的毡条,及时补缺。
5.2对顶百叶窗百叶变形、卡滞,可以通过平整,或乘务员加强给油来解决。
5.3观察风扇转速,判断是否为静液压系统故障,若是,按前述判断处理。
5.4排除以上几项后,可进行排气的同时观察判断是否为水循环系统的故障,若是,按前述分别查找故障原因。
5.5如果油水温度突然升高且升高速度很快,应更换水泵。
5.6加强乘务人员的技能培训,提高该型机车乘务人员的操纵、维护水平,从根本上杜绝误操作。
6、结论
通过对GKD2型内燃机车柴油机油水温度过高故障原因的分析、判断,给出了处理故障的方法,并运用于工作实际中,使该型机车油水温度过高的故障率明显降低,提高了该型机车的完好率、开动率。对该型机车的运用维护、故障判断及处理有积极的指导意义。
参考文献
[1]《6240ZJ型柴油机工作原理》南车集团资阳机车厂 1981年
[2]《GKD2型内燃机车使用说明书》北车集团大连机车厂 2005年
[3]《内燃机车总体》中国铁道出版社 张兆康 1990年
[4]《东风5B型内燃机车维护保养手册》北车集团大连机车厂 1998
作者简介:李舰(1972~ ),男,大学,辽宁工程大学 机械制造与自动化专业。