DF11型內(nèi)燃機(jī)車耗水故障原因分析及解決措施

張 錕 上海鐵路局徐州機(jī)務(wù)段

DF11型內(nèi)燃機(jī)車耗水故障原因分析及解決措施

張 錕 上海鐵路局徐州機(jī)務(wù)段

主要介紹DF11型機(jī)車耗水故障的原因，并提出了防范措施及發(fā)生故障后的判斷處理方法。

耗水；故障；分析；措施

DF11型內(nèi)燃機(jī)車作為我段鐵路客運(yùn)運(yùn)輸?shù)闹餍蜋C(jī)車之一，承擔(dān)著極其繁重的客運(yùn)牽引任務(wù)。由于目前檢修體制原因，大部分配件均沒有實(shí)施壽命管理，均在重復(fù)使用，特別是機(jī)車?yán)鋮s水系統(tǒng)故障有逐年增多趨勢，尤其是DF11型機(jī)車耗水故障明顯增多，給正常運(yùn)輸生產(chǎn)造成較大影響。針對該問題，如何有效預(yù)防機(jī)車耗水故障的發(fā)生，是我們機(jī)車檢修系統(tǒng)人員共同研究的課題。

1 DF11機(jī)車耗水故障統(tǒng)計(jì)

2013年DF11型機(jī)車全段計(jì)發(fā)生機(jī)車耗水活件10件，2014年發(fā)生18件，其中因?yàn)楦滋装惭b不良3件，噴油器套管銅墊密封不嚴(yán)5件，缸頭裂紋15件，還有其它部件如；水泵泄漏，中冷器漏，冷卻單節(jié)漏，水管裂漏、法蘭漏等4件，水溫高翻水1件。

2 原因分析

從近年機(jī)車耗水故障統(tǒng)計(jì)來看，除外部可檢查發(fā)現(xiàn)的部件，水溫高翻水外，主要是極難檢查的氣缸蓋毛細(xì)裂紋、噴油器套管銅墊密封不嚴(yán)兩方面原因。

2.1 水溫高翻水

一般情況下，造成水溫高主要有以下幾個(gè)方面：

（1）虛水位：在機(jī)車上水作業(yè)環(huán)節(jié)，冷卻水管路內(nèi)存留氣體未排盡，冷卻水系統(tǒng)上水量不足，造成虛水位，冷卻效果不佳，造成水溫高。此類故障一般表現(xiàn)為在靜態(tài)時(shí)水位滿水位，加載運(yùn)用一段時(shí)間后，因機(jī)車?yán)鋮s水管路中存有大量氣體受熱膨脹，造成膨脹水箱翻水。

（2）散熱器單節(jié)臟或散熱翅片倒片過多，影響散熱效果。

（3）冷卻間百葉窗打不開或不能完全打開，造成外部進(jìn)風(fēng)量不足。

（4）靜液壓系統(tǒng)故障。靜液壓泵、靜液壓馬達(dá)、安全閥、溫控閥等冷卻系統(tǒng)部件發(fā)生故障后，冷卻風(fēng)扇不能正常工作或工作轉(zhuǎn)速低，影響冷卻效果，致使冷卻水散熱不良，造成水溫高。

（5）冷卻水泵故障：水泵發(fā)生故障，致使冷卻水循環(huán)不良，造成水溫高。

2.2 外部可檢查發(fā)現(xiàn)泄漏部位

如循環(huán)水泵漏水、柴油機(jī)中冷器漏、冷卻單節(jié)漏、水管裂漏、水管法蘭漏、缸套安裝不良等，這些部位漏水都可直接檢查發(fā)現(xiàn)。

2.3 氣缸蓋毛細(xì)裂紋

氣缸蓋檢修管理體制問題，未嚴(yán)格實(shí)施配件壽命管理，在機(jī)車大中修等修程中沒有及時(shí)進(jìn)行更新，各部尺寸測量符合要求，水壓試驗(yàn)正常后就裝車使用，長期無壽命管理，配件長期使用，材質(zhì)老化，在運(yùn)用中易發(fā)生局部裂紋。裂紋初期，一般性的外觀檢查難以發(fā)現(xiàn)，毛細(xì)裂紋發(fā)展到一定程度后，燃燒室高溫高壓燃?xì)馔ㄟ^裂紋竄入機(jī)車?yán)鋮s水循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致冷卻水從膨脹水箱溢出；或者是氣缸蓋發(fā)生毛細(xì)裂紋后，機(jī)車靜態(tài)時(shí)水路內(nèi)外壓差低，冷卻水不會(huì)流入燃燒室，甩車時(shí)，柴油機(jī)示功閥并不向外排水，無法發(fā)現(xiàn)。柴油機(jī)起機(jī)加載時(shí)燃燒室壓力高，而且隨著活塞運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)壓強(qiáng)不停地往復(fù)波動(dòng)，此時(shí)，局部毛細(xì)裂紋漏水現(xiàn)象立即表現(xiàn)明顯。而且泄漏入缸內(nèi)的冷卻水在高溫作用下氣化，隨廢氣排出，造成機(jī)車耗水。

2.4 噴油器套管銅墊密封不良

在機(jī)車柴油機(jī)噴油器套管組裝時(shí)，銅墊緊固力矩不足，造成密封不嚴(yán)，輕微滲漏，通過甩車極難察覺，而在柴油機(jī)起機(jī)后，氣缸爆發(fā)時(shí)由于爆發(fā)壓強(qiáng)最高達(dá)14 MPa,而冷卻水腔水壓最高只能達(dá)到0.35 MPa,造成機(jī)車加載時(shí)高溫高壓燃?xì)飧Z入水腔，進(jìn)入冷卻水循環(huán)管路，導(dǎo)致膨脹水箱內(nèi)水位持續(xù)上升，直至向外大量翻水。如在2014年1月便發(fā)生了1件典型的膨脹水箱翻水故障造成機(jī)車耗水，DF110147機(jī)車在擔(dān)當(dāng)合--徐線列車牽引任務(wù)時(shí)，運(yùn)行途中，高溫膨脹水箱向外翻水，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速越高，翻水故障越明顯，轉(zhuǎn)速下降，水箱水位也下降，翻水故障緩解。該機(jī)車柴油機(jī)保持800 r/min轉(zhuǎn)速維持回段。機(jī)車回段后進(jìn)行檢查，將該機(jī)車靜置12 h，膨脹水箱水位無下降，甩車檢查各氣缸蓋示功閥無出水現(xiàn)象，中冷器、增壓器均無滲漏水跡象，水阻臺加載試驗(yàn)，出現(xiàn)與途中故障現(xiàn)象一致的現(xiàn)象：當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升至700 r/min時(shí)，膨脹水箱水位開始慢慢上升，升至800 r/min時(shí)，水表滿水位，轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，水箱開始翻水。

對冷卻水樣進(jìn)行化驗(yàn)，水中含有微量燃油，同時(shí)可明顯嗅到水樣散發(fā)出燃?xì)馕兜溃@說明可能有燃?xì)飧Z入了高溫水冷卻系統(tǒng)。根據(jù)這個(gè)推斷，采取甩缸法對故障點(diǎn)進(jìn)行排查，每一氣缸甩缸時(shí)間控制在2 min左右，當(dāng)甩到15缸時(shí)，膨脹水箱翻水現(xiàn)象停止，膨脹水箱水位開始逐漸下降，持續(xù)甩除此缸，到停機(jī)前，水位停止下降，基本保持不變?；謴?fù)該缸供油齒條，此缸開始投入運(yùn)轉(zhuǎn)，膨脹水箱水位再次上升，直至翻水，而甩其它缸則無此現(xiàn)象。吊檢15缸氣缸蓋，水壓試驗(yàn)壓強(qiáng)到0.55 MPa時(shí)噴油器套管銅墊處即開始滲漏，更換第15缸氣缸蓋后試驗(yàn)故障消除。機(jī)車再次運(yùn)用后無耗水現(xiàn)象。

3 解決措施

（1）水溫高：通過查看水溫表，水溫超過規(guī)定值，則判斷系水溫高造成的翻水，可進(jìn)一步查找水溫高故障點(diǎn)。按以下方法處理：

①首先檢查冷卻單節(jié)是否臟或倒片太多，對單節(jié)進(jìn)行清洗或校正倒片，并柴油機(jī)啟機(jī)加載確認(rèn)故障是否消除。

②啟機(jī)初期，司控器保持高手柄，檢查水位下降是否明顯，如水表水位下降明顯，則可判斷為虛水位造成翻水，重新排氣上水即可。

③對靜液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，重點(diǎn)對靜液壓泵、靜液壓馬達(dá)、安全閥、溫控閥等冷卻系統(tǒng)部件工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保冷卻風(fēng)扇能正常工作。

④確認(rèn)水溫達(dá)到600C時(shí)冷卻間百葉窗是否完全打開，確保進(jìn)風(fēng)量充足。

⑤檢查確認(rèn)水泵工作狀態(tài)是否良好。一般采用測溫法檢查水泵進(jìn)出水溫度，溫差明顯的可判斷該水泵故障，對水泵進(jìn)行更換。

（2）外部泄漏：

①水泵泄漏：可直接檢查水泵警告孔是否泄漏。

②中冷器泄漏：可打開中冷器檢查堵檢查是否泄漏。

③水管路裂漏、法蘭漏水：均可目視直接檢查。

④缸套安裝不良：缸套上定位圓處泄漏可直接檢查發(fā)現(xiàn)，下定位圓密封圈處泄漏可打開曲軸箱蓋檢查，可發(fā)現(xiàn)缸套與機(jī)體結(jié)合處向下漏水。比如2014年3月DF11G144機(jī)車乘務(wù)員報(bào)修機(jī)車耗水,扣回本部維修,上車檢查各部,沒有發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象,但第二天水箱水表水位下降,甩車檢查 .打開中冷器檢查堵均無漏水現(xiàn)象.外部檢查水管路法蘭,接頭,冷卻單節(jié),水泵等也無漏水現(xiàn)象.后來打開上排油管,發(fā)現(xiàn)油管內(nèi)有水流出,說明柴油機(jī)油底殼有水,打開曲軸箱蓋,發(fā)現(xiàn)12缸缸套與機(jī)體結(jié)合處向下漏水,吊出12缸缸套,更換密封圈重新安裝,耗水現(xiàn)象消失.

（3）氣缸蓋裂紋：一是甩車檢查，在裂紋較大時(shí)甩車時(shí)示功閥應(yīng)出水；二是排除其它原因后甩車又不出水的情況下，可化驗(yàn)機(jī)油，如發(fā)現(xiàn)機(jī)油含氮量大于40/100,將廢氣總管吊下，用小鏡子從缸頭排氣口觀察，檢查排氣門閥桿是否有水堿跡象，如有，則可判定該缸氣缸蓋毛細(xì)裂紋泄漏。

（4）噴油器套管銅墊密封不良：一是檢查噴油器回油管是否有冷卻水流出，二是輕微滲漏時(shí)可按如下步驟處理，進(jìn)一步查找故障點(diǎn)：

①柴油機(jī)加載1 000 r/min進(jìn)行逐一甩缸，甩缸時(shí)間控制在2 min以上，同時(shí)注意觀察膨脹水箱水位變化。

②當(dāng)甩除某一缸后，膨脹水箱水位有下降趨勢時(shí)，將甩缸時(shí)間延長，當(dāng)水位持續(xù)下降，說明此缸即是故障點(diǎn)。

③將該缸氣缸蓋吊下進(jìn)行水壓試驗(yàn)，如氣缸蓋水壓試驗(yàn)，噴油器套管安裝密封墊處有泄漏現(xiàn)象，則將該缸活塞盤車至下止點(diǎn)，檢查缸套內(nèi)表面，同時(shí)檢查缸套無異常，重新安裝噴油器套管。

4 機(jī)車耗水故障的防范措施

機(jī)車耗水的原因較多，也較復(fù)雜，配件檢修質(zhì)量、組裝質(zhì)量等環(huán)節(jié)都有可能造成該類故障，一旦發(fā)生耗水故障，往往造成機(jī)車重大返工修，造成人力物力的浪費(fèi)，影響機(jī)車正常運(yùn)用。如何有效預(yù)防該類故障的發(fā)生，顯得尤為重要?？偨Y(jié)以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，認(rèn)為主要從以下幾方面入手抓好防范工作：

（1）抓好缸套、氣缸蓋等關(guān)鍵配件檢修質(zhì)量，從檢修源頭做好防范。機(jī)車大中修時(shí)做好缸套及氣缸蓋探傷、水壓試驗(yàn)、氣缸蓋噴油器套管組裝力矩等關(guān)鍵作業(yè)質(zhì)量控制，嚴(yán)控探傷程序、水壓試驗(yàn)壓力及保壓時(shí)間，不符合要求的配件嚴(yán)禁裝車使用。

（2）機(jī)車上部作業(yè)組裝各種部件要認(rèn)真仔細(xì),不能馬虎,力爭一次成功。

（3）做好配件使用壽命管理。特別是缸套、氣缸蓋等關(guān)鍵部件要建立壽命管理機(jī)制，對超過一定年限的一律報(bào)廢，避免長期使用造成隱性裂損故障。

我段已將以上措施納入長效技術(shù)管理，有效遏制了機(jī)車耗水故障的發(fā)生，較大的提高了故障判斷處理效率和機(jī)車搶修進(jìn)度，確保了機(jī)車供應(yīng)。以上判斷處理方法是我們在日常工作中的經(jīng)驗(yàn)積累，把這些取得預(yù)期效果的措施進(jìn)行總結(jié)，以供同行參考。

責(zé)任編輯：萬寶安 張萼輝

來稿日期：2015-04-15