DFH/GK 系列调小机车冷却系统温度过高的分析与处理

何红兵

（攀枝花钢钒有限公司物流中心，四川 攀枝花 617000）

1 现状

攀钢钒公司物流中心于近30 年间陆续配置了48 台由中车集团（原资阳机车厂）按冶金企业需求定向研发供应的DFH、GK 系列调小内燃机车。随着投用时间的逐步增加，机车各部状态持续劣化，各类疑难故障层出不穷，其中“冷却水系统水温过高”就是其中的典型代表，需耗费大量人力、物力来排查、处理该故障，较大程度的打破了检修部门定修工作的有序开展。

机车冷却系统温度过高时，将造成柴油机机油粘度下降，各润滑部件摩擦表面上油膜遭到破坏，加速机件磨损；易造成机油烧损，形成大量积炭；严重时，还会造成备件局部变形、烧瓦、拉缸、活塞卡死严重事故的发生。若能找出造成该类故障的原因，并制定规范性措施予以解决，将对保证公司运输需求，提高机车检修保产有显著意义。

2 机车冷却水系统原理

各类DFH/GK 系列调小机车虽在柴油机（12V180ZJ 或6240ZJ）、传动箱及齿轮箱配置上有显著差别，但其冷却系统工作原理基本一致（分为高温和中冷2 个循环回路），其主要由柴油机、散热器、工作油热交换器、冷却风扇、顶/侧百叶窗及水管路等构成，通过冷却散热，保证柴油机和传动装置在适宜温度下工作。

高温循环回路：高温水泵G → 柴油机机体、气缸套/增压器E → 水温传感筒J → 高温散热器L(18/14 节) →工作油热交换器M → 高温水泵G。

中冷循环回路：中冷水泵F → 柴油机中冷器E → 机油热交换器D → 中冷散热器K（10/14 节）→ 中冷水泵F。

上述2 个循环系统属相对封闭，由运转中的柴油机高温、中冷水泵为冷却水提供循环动力，按照既有路线冷却机油/工作油温度，最后通过28 节胀管式铜质散热器降低温度后再次进入循环。

3 解决措施

针对机车冷却水系统温度过高的问题，根据其工作原理分析，我们可重点从5 个方面出发查找原因，进而准确制定排查、处理措施：一是冷却系统泄漏，造成冷却水量减少，散热效果降低；二是冷却系统堵塞或拥堵，造成冷却水流量降低，散热效果降低；三是风扇功率不足，造成空气流量不足，散热效果降低；四是水泵动力不足，造成冷却水流量降低，散热效果不足；五是柴油机或传动箱发热超标，超过既定散热系统功效能力范畴。

（1）冷却系统泄漏因素分析及处理。原因分析：DFH/GK 系列调小内燃机车于20 世纪70/80 年代研发投用，且于后期生产过程中几无改进，其冷却水系统仍采用O 型圈、橡胶软管连接，易受内外环境温度变化而出现密封不严现象，进而造成冷却水频繁泄漏，温度高、下降困难。处理措施：从循环系统密封升级及运用过程管控上入手，逐步降低甚至杜绝冷却水无效消耗。①将原有的普通橡胶O 型圈或密封垫材质替换成氟橡胶，提高密封件弹性密封使用寿命，减少泄漏；②将原有的橡胶软管加卡箍的管路连接方式改为成型的球形橡胶接头连接，减少振动、高温及管路不同心问题对管接头密封的影响，大幅降低管路连接处的泄漏几率、提高橡胶件的使用寿命。③使用测温仪器检测高温、中冷相邻散热器温度差异，排查散热器框架高温、中冷系统隔板穿孔隐患，避免两系统冷却水互窜，影响温度降低。④从机车运用制度上明确传动油、机油、燃油系统水迹检查，力争提前发现泄露问题，并给予预防性处理，降低油类成本消耗。

（2）冷却系统堵塞或拥堵因素分析及处理。原因分析：机车长期在外运行保产时，以生产水或生活水替换专用软水，用于补充冷却水的系统水量，以致部分备件或水管路内壁产生大量水垢，水管线截面变小，出现拥堵、甚至堵塞现象，造成散热效果下降。处理措施：从根源上入手杜绝水垢的产生渠道，同时利用定修进行精确维护，防止类似情况二次发生；①从机车运用制度上明确冷却水系统补水要求，严禁使用未经处理的生产、生活水；②机车定修入库时，在原有的循环水系统中添加专用除垢清洗剂，并启动机车进行运转，促使清洗剂完全参与循环，溶解水系统内壁上的顽固水垢，最后通过不间断加水、放水方式排出水垢，直至排放清澈为止。③在原高温、中冷系统管路中加装流量计，监测冷却水流状态。同时设定机车工况，统计大量的流量数据值，进而确定“流量标准值”、指导故障排查与状态监控。

（3）风扇功率不足因素分析及处理。原因分析：机车冷却系统中的冷却水携带高温进入散热器，在风扇作用下，由高速流动的空气将散热器翅片上的热量带出，起到散热作用。若风扇转速不够或空气流量不足时，将明显降低机车冷却系统散热效果。处理措施：从控制风、控制油、工作油及散热空气等角度全方位入手分析，查找可能存在的影响因素，消除故障隐患。

①设定额定工况条件、手动强迫冷却，使用手持式转速表检查风扇转速：一是检查机车电控阀压缩空气管路畅通，输出压力≥500±50kPa；二是检查机车电控系统功率放大块输出（110±2V）、通断动作稳定，电控阀开关迅速无泄漏，压缩空气压力输出稳定；三是拆解冷却水管路恒温元件、工作油管路温度调节阀等自动调节辅助装置动作顺滑无卡滞情况；四是检测传动箱工作油管路充量调节阀控制油压输出（686±20kPa），进而调节工作油量大小，驱动风扇偶合器转速随之上升与下降（DFH：0-1680r/min：GK1：0-1380r/min：GK1C：0-1560r/min）；②手动或自动散热时，检查侧/顶百叶窗是否及时打开至既定角度，以确保空气进出通道畅通。③将冷却系统中最重要的散热器采用专用喷淋装置清洗，去除铜质翅片上的污垢，恢复其金属本色，增强与高速流动空气的接触面，提高散热效率。④大架修时整体更换使用超过3 个大修周期的散热器、热交换器，提高定修车的整体冷却性能。

（4）水泵功率不足因素分析及处理。原因分析：机车高温/中冷水泵叶片损坏、水泵轴与叶轮连接键松脱及轴于轴承异常摩擦时，将使泵水流量减少或不泵水，进而造成冷却水温急剧升高。同时柴油机燃烧系统、机械硬摩擦产生的空气不能快速排出，也将导致水泵泵水困难现象，影响冷却系统散热效果。处理措施：根据水泵工作原理入手，查找可能影响泵水功率不足因素。①打开工作油热交换器上的冷却水外排止阀或水系统高处管路外排止阀，观察是否存在空气积压现象，确认循环系统空气外排状态，避免空气进入水泵，影响泵水功率；②采用风压或水压检测机车上部回气管路状态，疏通堵塞管路，确保空气、蒸汽外排；③机车加满冷却水，拆除气缸盖示功堵、进气管总管检查堵，停机2h 后多次盘车检查各岗燃烧室内是否进水，排除燃烧室关联布局破损而导致高压燃气进入水系统的故障隐患；④拆卸水泵，检查叶轮、轴、油/水封及轴承状态，消除部件损坏导致的转速不够、异常摩擦产生空气等故障。

（5）柴油机发热超标因素分析及处理。原因分析：柴油机供油系统紊乱、喷油器雾化不良、供油不均匀等，使各缸爆发后燃现象严重，亦或是气缸套或环相对运动异常等，都将产生过多的热量传给冷却水，进而造成水温过高现象。处理措施：从高温产生源头入手，分析可能存在的故障隐患。①使用测温枪检测柴油机各缸废气支管及出水支管温度，对超标气缸燃烧状态进行处理。如校验喷油器、检测供油泵、调整供油提前角等。②拆解柴油机观察孔盖及气缸盖内喷油器，使用电筒及内窥镜在盘车状态下检查各气缸套内壁状态，排查可能存在的气缸套、活塞环及活塞配合异常问题（如拉伤、破损等），由外至内逐步消除燃油系统控制部件、配齐系统执行元件、燃烧驱动系统运作异常情况。

4 效果

本文以机车工作原理为基础，省时省力、效果最佳为原则，从简入繁、由外至内系统性分析了机车冷却系统温度过高问题的各项影响因素，并制定了切实可行的解决方法或处理方向，有较强的现场实作指导意义。该机车典型故障分析及处理方法在攀钢钒公司实际投用后，故障处理效率较原有杂乱无章的摸排方式提高70%，故障源点判断准确率达90% 以上，能真正有效地指导现场疑难问题处理，对缩短机车在库检修时间、降低维修成本，提高运用效率有重要意义。