現場檢修
文章編號
鐵道機車車輛工人第８期２０１１年８月
ｄｆ ｄ型機車膨脹水箱翻水故障原因分析及解決措施
宋道生（徐州機務段
摘謝小軍
江蘇徐要：分析了ｄｆ 。型機車膨脹水箱翻水故障的原因，提出了發生故障後的判斷
處理方法及防範措施。
關鍵詞：ｄｆ４ｄ型機車；膨脹水箱；翻水；措施中圖分類號：ｕ２６９．５
文獻標識碼：ｂ
ｄｆ 。型內燃機車作為徐州機務段鐵路客運運輸的主型機車之一，承擔著極其繁重的客運牽引任務。因該機型自身結構設計特點，膨脹水箱翻水
故障較為突出，給機車正常運輸造成較大影響。因此，如何有效預防機車膨脹水箱翻水故障，是機車檢修系統人員共同研究的課題。１膨脹水箱翻水故障統計
統計結果顯示，２００８年ｄｆ 。型機車發生膨脹水箱翻水故障３２件，２００９年發生２４件，２０１０年發生６件，故障率均佔該機型臨修故障的１０％以上。其中水溫高原因１７件、噴油器套管銅墊密封不嚴２６件、缸頭毛細裂紋９件、缸套毛細裂紋８件、虛水位２件。
２原因分析
２．１高溫高壓燃氣進入冷卻水系統
通過對現場故障分析發現，由於配件有裂紋或組裝密封不嚴，高溫高壓燃氣進入水腔，從而進入冷卻水系統，造成膨脹水箱水位持續上公升，直至翻水。高溫高壓燃氣竄人冷卻水系統的途徑主要有兩個：一是缸套或氣缸蓋毛細裂紋，另乙個是氣缸蓋噴油器套管密封銅墊密封不良。
（１）缸套或氣缸蓋發生毛細裂紋。因缸套及氣缸蓋檢修中未嚴格實施
壽命管理，機車大中修等修程沒有及時進行更換，只要各部尺寸測量符合要求，水壓試驗正常後就繼續裝車使用，長期無壽命管理，配件長期使用後材
質老化，在運用中易產生裂紋。裂紋初期，一般性的檢查難以發現，毛細裂
紋發展到一定程度後，燃燒室高溫高壓燃氣通過裂紋竄入高溫水系統，造成
膨脹水箱翻水。
一】３一
現場檢修
一鐵道機車車輛工人第８期２０１１年８月
般情況下，在缸套或氣缸蓋產生毛細裂紋後，機車靜態時水壓低，水
無法流入燃燒室，甩車不出水，載入時燃燒室壓力高，爆發壓力最高達１４
ｍｐａ，而冷卻水腔水壓最高只能達到０．３５ ｍｐａ，造成機車載入時高溫高壓燃氣竄入水腔，使膨脹水箱水位持續上公升，直至翻水。同理，當氣缸蓋在與高溫高壓燃氣接觸的部位產生毛細裂紋或噴油器套管密封銅墊密封不嚴時，同樣會造成高溫高壓燃氣進入冷卻水腔，使膨脹水箱翻水。
２０１１年１月發生了一起典型的膨脹水箱翻水故障，ｄｆ 。０３７５機車在擔當連——徐線列車牽引任務時，執行途中膨脹水箱向外翻水，柴油機轉速越
高，翻水故障越明顯，轉速下降，水箱水位也下降，翻水故障緩解。該機車柴油機保持８００ ｒ／ｍｉｎ轉速維持迴段。機車迴段後，將該機車靜置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象，中冷器、增壓器無滲漏水跡象，水阻臺載入試驗，出現與途中故障一致的現象：
當轉速公升至７００ ｒ／ｍｉｎ時，水箱水位開始慢慢上公升，至８００ ｒ／ｍｉｎ時，水表滿水位，膨脹水箱壓力調節閥間斷開啟排氣，轉速繼續上公升，水箱開始翻水。停機後加滿
水，再次啟機載入，當轉速公升至時，膨脹水箱壓力調節閥便間斷開啟排氣，轉速繼續上公升，水箱開始翻水。
對水樣進行化驗，發現水中含有微量燃油，同時可聞到燃氣味道，這說
明燃氣竄入了高溫水系統。根據這個結論，採取甩缸法對故障點進行查詢，每一缸甩缸時間控制在２ ｍｉｎ，當甩到１５缸時，膨脹水箱翻水現象停止，水
位開始下降，持續甩該缸，到啟機前水位停止下降，基本保持不變，恢復該缸供油齒條，水位再次上公升，翻水，甩其他缸無此現象。吊檢１５缸氣缸蓋及缸套，檢查發現該缸缸套自活塞上止點處向下有豎向毛細裂紋約５０ ｍｍ，如圖１所示，水壓試驗壓力到０．５５ ｍｐａ時開
始滲漏，如圖２所示，更換第１５缸缸套後試驗故障消除。
（２）噴油器套管銅墊密封不良。在組裝噴油器套管時，銅墊的緊固力矩不足，造成密封不嚴，燃燒室高溫高壓燃
氣進入水腔，膨脹水箱水位持續上公升，導致水箱翻水。
圖１ 水壓試驗前缸套裂紋狀態
１４一現場檢修
鐵道機車車輛工人第８期２０１１年８月
２．２水溫高
ｄｆ。型內燃機車冷卻水系統為密閉
式系統，冷卻水經過迴圈吸收熱量，當某種原因使得水溫公升高，水溫超過一定值時會發生氣化，密閉系統內部壓力公升高，造成水箱翻水。一般情況下，造成水溫高的主要原因有：
（１）虛水位：在機車上水作業環節，冷卻水管路內氣體未排盡，靜態時檢查
圖２水壓試驗滲漏狀態
水位為滿水位，但實際是虛水位，水量不足，冷卻效果不佳，載入運用一段時間後，因水中含有大量氣體，造成膨脹水箱翻水；
（２）散熱器單節髒或倒片太多，影響散熱效果；（３）冷卻間百頁窗打不開或未開啟，致使進風量不足；
（４）靜液壓系統故障：靜液壓幫浦、馬達、安全閥、溫控閥等冷卻系統部件發生故障後，冷卻風扇不能正常工作或轉速低，影響冷卻效果，致使冷卻水散熱不良，水溫公升高；
（５）冷卻水幫浦故障：水幫浦發生故障，致使冷卻水迴圈不良，造成水溫高。３解決措施
３．１水溫高造成翻水故障的判斷處理措施
檢視水溫表，水溫超過規定值，則判斷系水溫高造成的翻水，可進一步查詢水溫高故障點，按以下方法處理：
（１）首先檢查冷卻單節是否髒或倒片太多，對單節進行清洗或校正倒
片，並啟機載入看故障是否消除；
（２）啟機初期高手柄檢查水位下降是否明顯，如水表水位下降明顯，可判斷為虛水位造成翻水，重新排氣上水即可；
（３）對靜液壓系統進行檢查，重點對靜液壓幫浦、馬達、安全閥、溫控閥等
冷卻系統部件工作狀態進行檢查，確保冷卻風扇能正常工作；
（４）確認水溫達到８４。時冷卻間百頁窗已完全開啟，確保進風量充足；
（５）檢查確認水幫浦工作狀態是否良好。一般採用測溫法檢查水幫浦進出
水溫度，溫差明顯的可斷定該水幫浦故障，更換水幫浦。
３．２高溫高壓燃氣進人冷卻水系統的判斷處理措施
１５—現場檢修鐵道機車車輛工人第８期２０１１年８月
機車膨脹水箱發生翻水故障時，首先判斷是否有水溫高現象，若無則基
本斷定為高溫高壓燃氣進入冷卻水系統造成翻水，按如下步驟處理，進一步
查詢故障點：
（１）載入進行逐一甩缸，甩缸時間控制在２ ｍｉｎ以上，同時注意觀察膨脹水箱水位變化；
（２）當甩某一缸膨脹水箱水位有下降趨勢時，將甩缸時間延長，如水位
持續下降，說明此缸即是故障點；
（３）將該缸氣缸蓋吊下進行水壓試驗，同時將該缸活塞盤車至下止點，檢查缸套內表面，如氣缸蓋水壓試驗有洩漏現象，同時缸套檢查無異常，則更換氣缸蓋；
（４）氣缸蓋檢查試驗良好，則更換該缸缸套。
３．３水箱翻水故障的防範措施
水箱翻水的原因較多，也較複雜，配件檢修質量、組裝質量及日常上水
作業等環節都有可能造成該故障，因此應從以下幾方面人手抓好防範工作：
（１）提高缸套、氣缸蓋等關鍵配件檢修質量，從檢修源頭做好防範。機
車大中修時做好缸套及氣缸蓋探傷、水壓試驗、氣缸蓋噴油器套管組裝力矩等關鍵作業質量控制，嚴控探傷程式、水壓試驗壓力及保壓時間，不符合要求的嚴禁裝車使用；
（２）抓好散熱冷卻系統質量檢查。各修程及日常維護時應確保靜液壓幫浦、馬達、安全閥、溫控閥、散熱器單節、冷卻間百頁窗等冷卻系統部件工作狀態良好，靜液壓管路無洩漏；
（３）規範日常上水整備作業環節，上補水時務必排儘管路中的氣體；
（４）做好配件使用壽命管理。特別是缸套、氣缸蓋等關鍵部件要建立壽命管理機制，超過一定年限的一律報廢，避免長期使用造成裂損故障。４ 結束語
將以上措施納入長效技術管理後，有效遏制了膨脹水箱翻水故障的發
生，提高了故障判斷處理效率和機車搶修進度，保證了機車的正常運用。口
收稿日期ｌ６一
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