机车冷却水温高的原因分析及处理措施

王波

【摘 要】根据东风4D调车机车夏季多发的水温过高而引起机车卸载的现象，针对影响其的关键因素，从理论上逐条分析，并结合实践逐项排查，提出了解决并预防此类故障的处理思想及措施。

【关键词】水温过高；散热；影响因素；分析排查；措施

0 引言

东风4DD机车是我处从蒸汽机车转型，由大连机车车辆厂生产的新型调车小运转机车。投入运用以来，每到夏季都会发生水温高故障，所谓机车冷却水温过高，主要指柴油机出水口水温达到或超过98°C时，引起水温继电器动作，使柴油机自动卸载，无法持续牵引机车运用的现象。由于该故障的出现，机车往往加不上载，机车救援、临修时有发生，2012年夏，段内1021、0031、0038等多台机车多次出现此现象，成为我段主要易发性故障之一，给正常的运输生产秩序带来了较大影响。水温过高也往往引发诸如加速机油老化、柴油机磨损加剧、功率下降、环境污染加大等不良后果。因此，在机车运用过程中，及时发现并处理水温高故障，对保证机车正常运行至关重要。

1 原因分析

东风4D调车机车采用高、低温分别独立的冷却水循环系统。高温水系统主要对增压器、气缸套、缸盖进行冷却；低温水系统主要对增压空气、机油、静液压机油进行冷却。高、低温冷却水系统的冷却都是由冷却风扇将外界的空气从车体侧百叶窗吸入，垂直流经冷却单节后经车顶百叶窗吹出后冷却的，也就是靠外界空气的快速流通使冷却单节降温而达到机车散热的目的。冷却风扇的转速是通过温度控制阀控制的，水温愈高则风扇的转速愈快，使水温及时冷却。

水温过高的原因是多方面的，从散热器的传热机理分析，流动空气从散热装置中所带走的热量与散热器结构、水温及空气温度有如下关系：Q=K×F×△t（Q：散热器组散热量；K：传热系数；F：总散热面积；△t：换热介质的对数平均温度差）。在上式中，传热系数K是评价散热效能的重要参数，它表示在换热介质之间的每1℃对数平均温差传热面积所散逸的热量。K值与散热器结构、水的流速、空气质量流速、气流扰动、散热管焊接质量等许多因素有关，在相同的水温与水流速度下，K值随空气质量流速的增高而提高；在水流速度及空气质量流速相同的条件下，随水温的增高K值也增大；F值的大小也是影响散热量的重要因素。而△t值对东风4D调车机车而言仅与外界空气的温度有关，所以可暂不作考虑。

2 对K值影响因素的分析

（1）散热器结构、焊接质量等因素因在机车出厂时已确定，暂不作考虑；

（2）水的流速：冷却水系统存在故障隐患，则直接影响冷却水的正常循环，柴油机及相关部件冷却不到正常温度。高、低温水泵的工作质量和系统管路阻力的大小及系统水的饱和量、管路中是否窜入气体都是影响冷却水流速的重要因素。

A.水泵的传动齿轮与轴脱离、叶轮、叶片损坏、叶轮锁紧螺母松动，都会造成水流流速和流量减小、压力降低，水循环无足够源动力；

B.水管路中有异物堵塞，或在检修过程中有细碎的密封垫、密封胶等异物被带入管路中，很容易随水流堵塞在散热器扁口或大热交换器内，影响流量及散热；

C.冷却水中存有大量空气，也会造成水循环卡滞，冷却水无法在管路中有效循环，水温会急剧升高；

D.水循环系统中出现阀门、管路、水腔体泄漏，容易造成冷却水量不足、循环不畅，导致局部产生高温。

（3）静液压系统故障：温度控制阀或感温原件失效、或是感温原件装错、静液压安全阀失效、静液压泵或马达故障、静液压管路泄漏都易造成该系统故障，进而影响K值的大小。

A.有些感温原件质量不过关，使用一段时间后，蜡质容易泄漏，达不到规定要求的行程、滑阀不能全部关闭，静液压工作油有一部分泄回油缸，静液压马达油压不足，都不能保证有足够的冷却水进行循环工作；

B.静液压安全阀失效，常见的有静液压油脏污以及检修配合间隙不当引起的滑阀卡死，造成静液压安全阀不保压，易使静液压马达不工作；

C.静液压油含有杂质异物、不干净，也易将温控阀滑阀卡死在开启位；或是静液压管路经长期的高频震动、管路抗劲而发生泄漏，也极易使温控阀失效；

D.静液压泵或马达本身质量问题而造成油缸體与柱塞、油缸体与配流盘间隙增大或是油封破损，都易使油压难以建立。

（4）空气质量流速：冷却风扇工作质量，温度控制阀、静液压系统安全阀的质量是其重要影响因素。

A.冷却间车体通风百叶窗开关不良，导致冷却间进风量少、散热器没有足够的风量流通冷却；

B.大风扇检查盖未关闭或是冷却单节两侧的护板开焊，冷却空气从检查盖或护板开焊处流走，散热器表面空气流量不足，易造成水温急剧升高。

3 对F值的影响因素的分析

（1）散热器外部是否脏污，散热铝片有无倒伏。特别是静液压管路发生泄漏后污染散热器、与空气中的粉尘、树絮结合、形成的混合物附着在散热器的表面、散热器铝片间通道被堵塞都大大影响散热器的工作效果。我段机车工作地点多在煤矿、煤场等地，煤粉微粒较多，这种情况更为严重。

（2）散热器内部管路是否通畅或是水管路中水垢较多。运行中机车发生缺水后，乘务人员应急时通常加入不合格的冷却水，但回段后要未及时更换，长时间运用容易使水垢在水管路、散热器内积聚，造成水流不畅，换热不良。

4 处理措施

针对以上分析的主要原因，我们采取了以下措施

（1）加强运用准备的检查操作。主要强调检查冷却水的排放、补充以及运用时各管路塞门的位置是否正确，避免系统中窜入大量气体；注意水箱中水位的变化，防止系统缺水。我段机车1023曾因补水时未正确开启散热器管路上方的排气塞门而造成补水不足，从而导致水温过高，机车卸载。

（2）加强检查冷却水泵和膨胀水箱。运用中如发现水泵有异音或滴漏严重（大于5滴/分钟），应及时对水泵拆检或更换；注意检查膨胀水箱的水位，若打开冷却水系统放气阀时，膨胀水箱水位下降明显，说明机车上水时未开放气阀。

（3）定期检查散热器，若表面脏污，则用高压清洗机清洗，同时应将散热铝片梳理平直；内部管路的通畅与否采用定期抽检法，若不良则可采用酸洗其流通管路。

（4）水温较高时，检查冷却风扇的转速。若扇叶旋转过慢或不转时，可调整温控阀上的调整螺钉，使其转速升高。若无（下转第39页）（上接第49页）法升高，则可用手触摸安全阀进出油量，如果两管路温度无差别，则说明安全阀或静液压马达已失效，如果静液压马达体过热，则说明静液压马达失效，须及时进行更换。经事实证明，段内的故障机车，大部分是由于温控阀的作用不良引起水温过高的。

5 结论

通过采取以上措施，我段机车在2013年度近一年的时间再未发生过一起冷却水温过高而引起机车卸载的故障，充分证明了我们的分析及处理措施的可行性，达到了提高检修效率和改善机车运用质量的目的。

【参考文献】

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[责任编辑：丁艳]