于洪博++于憲宇

[摘 要]作者在東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車C6級(jí)維修的水阻試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)柴油機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)車機(jī)油系統(tǒng)中的機(jī)油和機(jī)車?yán)鋮s水系統(tǒng)中的水溫度已經(jīng)達(dá)到技術(shù)要求的上限，但是機(jī)車的冷卻風(fēng)扇并不動(dòng)作，導(dǎo)致機(jī)車柴油機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)有效地散發(fā)，致使柴油機(jī)出現(xiàn)故障。本文將找出冷卻風(fēng)扇不動(dòng)作原因并給出解決辦法。

[關(guān)鍵詞]東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車；故障；分析；處理；冷卻風(fēng)扇

中圖分類號(hào)：T11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0060-01

1.概況

東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車是交——直流電力傳動(dòng)，干線客、貨兩用的內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車柴油機(jī)的最大運(yùn)用功率為2430kW?？瓦\(yùn)和貨運(yùn)兩種機(jī)型除牽引齒輪傳動(dòng)比不同外（客運(yùn)機(jī)車為3.38；貨運(yùn)機(jī)車為4.5），機(jī)車的結(jié)構(gòu)完全一樣。

機(jī)車的冷卻裝置分為高溫（柴油機(jī)水系統(tǒng)）、低溫（中冷器、機(jī)油熱交換水系統(tǒng)）兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，共56組散熱器（高溫24組，低溫32組）呈V形布置。在散熱器的V形空間頂部安裝兩個(gè)冷卻風(fēng)扇，它由ZM-732型靜液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，設(shè)有帶感溫元件的溫度控制閥，隨著機(jī)車工況的變化，使冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速，它可以實(shí)現(xiàn)油、水溫度的自動(dòng)控制，這樣不僅降低了冷卻風(fēng)扇的功率消耗，而且提高了內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和壽命及其運(yùn)動(dòng)件的耐磨性。

內(nèi)燃機(jī)車的兩個(gè)冷卻風(fēng)扇各自具有一套獨(dú)立的靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)完全一樣，均由靜液壓泵、溫度控制閥、靜液壓馬達(dá)、安全閥、熱交換器、油箱、高壓軟管及其他管件組成。圖1-1為內(nèi)燃機(jī)車的冷卻風(fēng)扇采用靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。

靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理如下：

當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柴油機(jī)曲軸自由端經(jīng)過(guò)萬(wàn)向軸帶動(dòng)靜液壓變速箱，通過(guò)靜液壓變速箱的兩側(cè)輸出軸的內(nèi)花鍵直接帶動(dòng)靜液壓泵，靜液壓泵從油箱把油吸入后，通過(guò)壓力管路將油送至液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)在壓力油的作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇工作，高壓油在液壓馬達(dá)里釋放能量后竟會(huì)有管路返回至油箱。

當(dāng)柴油機(jī)的機(jī)油溫度、冷卻水溫度分別低于規(guī)定的55℃和74℃時(shí)，并聯(lián)在液壓馬達(dá)管路中的溫度控制閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，靜液壓泵壓出的工作油從此閥經(jīng)旁通回油管路流回油箱。此時(shí)，高壓油路將建立不起壓力，冷卻風(fēng)扇不能轉(zhuǎn)動(dòng)，靜液壓泵處于無(wú)負(fù)荷的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，所以消耗的功率很小。反之，隨著柴油機(jī)負(fù)荷的增加，機(jī)油溫度和冷卻水溫度上升并達(dá)到規(guī)定值時(shí)（機(jī)油溫度達(dá)到55-65℃，冷卻水出口溫度達(dá)到74-82℃時(shí)），則各自系統(tǒng)溫度控制閥中感溫元件里的石蠟、銅粉混合物受熱從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，體積膨脹，從而推動(dòng)溫度控制閥體內(nèi)的滑閥，逐漸將閥體內(nèi)的旁通口關(guān)閉，高壓的工作油則大部分或全部進(jìn)入液壓馬達(dá)，從而風(fēng)扇相應(yīng)從低速至全速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷減少，機(jī)油和冷卻水溫度下降時(shí)，這一過(guò)程又

逆回至低溫狀態(tài)。如此周而復(fù)始由溫度控制閥自動(dòng)控制冷卻風(fēng)扇的工作。

2.原因分析

2.1 溫度控制閥失效

從靜液壓系統(tǒng)工作原理可知，溫度控制閥在靜液壓系統(tǒng)中起到調(diào)節(jié)通往靜液壓馬達(dá)壓力油流量的作用。當(dāng)柴油機(jī)油、水溫度達(dá)到一定值時(shí)，溫度控制閥內(nèi)的恒溫元件動(dòng)作，從而推動(dòng)滑閥關(guān)閉旁通回路，經(jīng)由液壓馬達(dá)的壓力油逐漸增多，使馬達(dá)逐漸達(dá)到全速運(yùn)轉(zhuǎn)。

溫度控制閥失效將造成靜液壓油從溫度控制閥旁通回路部分或全部流回油箱，導(dǎo)致風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求或不工作。造成溫度控制閥不工作的原因如下。

（1） 滑閥與閥體的配合間隙不當(dāng)或有贓物使滑閥犯卡；

（2） 感溫元件失效，其推桿不能隨油、水溫度變化產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作；

（3） 滑閥的行程達(dá)不到要求，其最大行程小于7.5mm，導(dǎo)致滑閥在油、水組稿溫度（機(jī)油溫度達(dá)到55-65℃，冷卻水出口溫度達(dá)到74-82℃時(shí)）不能全部關(guān)閉閥口。

2.2 靜液壓馬達(dá)故障

東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車采用的ZM-732靜液壓馬達(dá)常見(jiàn)故障如下。

（1） 馬達(dá)軸承燒損，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力增大，造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活或不動(dòng)作；

（2） 油缸體表面拉傷嚴(yán)重，導(dǎo)致油缸體與配流盤(pán)表面不能緊密貼合；

（3） 靜液壓馬達(dá)柱塞或油缸體內(nèi)控拉傷，使得其配合間隙不符合要求，就會(huì)影響到柱塞正常的吸油和排油；

（4） 前泵體內(nèi)的軸承裝反，馬達(dá)主軸承連同軸承內(nèi)圈在高壓油的作用下向上移動(dòng)，是油缸體和配流盤(pán)之間出現(xiàn)過(guò)大間隙，管路中高壓部分不能建立起足夠的油壓，馬達(dá)受不到靜液壓油的壓力作用，造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低或不動(dòng)作。

2.3 靜液壓油管路連接方式有誤或管路堵塞

內(nèi)燃機(jī)車的兩個(gè)冷卻風(fēng)扇各自具有一套獨(dú)立的靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)完全一樣，均由靜液壓泵、溫度控制閥、靜液壓馬達(dá)、安全閥、熱交換器、油箱、高壓軟管及其他管件組成。但是兩套系統(tǒng)分別用于使柴油機(jī)機(jī)油系統(tǒng)內(nèi)機(jī)油溫度和柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)中的了水溫降低。如果將兩套系統(tǒng)的管路連接錯(cuò)誤，或者管路中存有污物堵塞管路，會(huì)導(dǎo)致管路中局部溫度過(guò)高，但是溫控閥不工作。

3.處理方法

東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車C6級(jí)維修后冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速慢或不動(dòng)作。處理故障時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確判斷其產(chǎn)生的原因，并采取以下步驟進(jìn)行檢查和處理。

（1） 檢查靜液壓系統(tǒng)管路是否按照設(shè)計(jì)原理圖連接，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)更改；

（2） 逐段檢查系統(tǒng)管路中是否錯(cuò)在堵塞現(xiàn)象，如果堵塞，盡快分解處理；

（3） 更換或短接溫度控制閥，如果問(wèn)題得到緩解，即為溫度控制閥出現(xiàn)故障，更換新的溫度控制閥；

（4） 檢修靜液壓馬達(dá)時(shí)，最好測(cè)量其容積效率。因?yàn)橹B桿組與相應(yīng)缸體的間隙過(guò)大，其泄漏量必然過(guò)大，因而容積效率降低。當(dāng)靜液壓馬達(dá)容積效率降低時(shí)必須更換；

（5） 把靜液壓馬達(dá)改為雙油封后，泄露情況基本消除，可是風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 李曉村，內(nèi)燃機(jī)車故障綜合分析與處理[M]，北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.

[2] 鐵道部大連機(jī)車車輛工廠，東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車[M]，大連：大連理工大學(xué)出版社，1993.