內(nèi)燃機車柴油機冷卻水系統(tǒng)-直流傳動發(fā)內(nèi)燃機車柴油機冷卻水系統(tǒng)

東風4B型機車柴油機低溫水通路東風4B型機車冷卻水系統(tǒng)介紹16V240ZJB型柴油機采用強制循環(huán)常溫開式冷卻方式。東風4B型機車冷卻系統(tǒng)主要由冷卻水泵、冷卻風扇、散熱器、膨脹水箱、熱交換器、中冷器、各閥、儀表、管路及預熱系統(tǒng)的預熱鍋爐等組成。東風4B型機車冷卻水系統(tǒng)介紹1-Ⅱ司機室熱風機；2-Ⅱ司機室暖水管；3-靜液壓油熱交換器；4-機油熱交換器；5-預熱鍋爐進水截止閥；6-機油熱交換器放水閥；7-預熱鍋爐排污塞門；8-放水塞門；9-預熱鍋爐循環(huán)水泵組；10-預熱鍋護；11-預熱鍋護水溫繼電器；12-預熱鍋爐出口水壓表；13-預熱鍋爐進口水溫表；14-上(或排)水閥；15-逆止閥；16-燃油預熱器；17-截止閥；18-低溫水泵；19-Ⅰ司機室暖水管；20-Ⅰ司機室熱風機；21-截止閥；22-預熱鍋爐出水截止閥；23-高溫水泵；24-上水(或排水)截止閥；25-Ⅰ司機室出口水溫表；26-柴油機出口水溫繼電器；27-Ⅱ司機室出口水溫表；28-截止閥；29-放氣截止閥；30-預熱鍋爐燃油箱；31-膨脹水箱；32-冷卻風扇；33-逆止閥；34-預熱鍋爐進水截止閥；35-放氣塞門；36散熱器；37-放水閥。什么叫低溫水系統(tǒng)為了增氣缸內(nèi)的空氣充量，增壓空氣也用水冷卻，一般稱為低溫水系統(tǒng)或中冷水系統(tǒng)。低溫水系統(tǒng)的作用冷卻柴油機的增壓空氣、機油及靜液壓油，使柴油機機油、靜液壓油及增壓空氣均保持在一定溫度范圍內(nèi)，保證柴油機正常工作。低溫水循環(huán)通路低溫水泵將冷卻水送入中冷器及機油熱交換器，經(jīng)散熱器后再經(jīng)靜液壓油熱交換器，流回低溫水泵循環(huán)。當?shù)蜏厮到y(tǒng)水量不足時，可由膨脹水箱通過補水管向水系統(tǒng)進行補水。東風4B型機車柴油機高溫水通路東風4B型機車冷卻水系統(tǒng)介紹16V240ZJB型柴油機采用強制循環(huán)常溫開式冷卻方式。東風4B型機車冷卻系統(tǒng)主要由冷卻水泵、冷卻風扇、散熱器、膨脹水箱、熱交換器、中冷器、各閥、儀表、管路及預熱系統(tǒng)的預熱鍋爐等組成。東風4B型機車冷卻水系統(tǒng)介紹1-Ⅱ司機室熱風機；2-Ⅱ司機室暖水管；3-靜液壓油熱交換器；4-機油熱交換器；5-預熱鍋爐進水截止閥；6-機油熱交換器放水閥；7-預熱鍋爐排污塞門；8-放水塞門；9-預熱鍋爐循環(huán)水泵組；10-預熱鍋護；11-預熱鍋護水溫繼電器；12-預熱鍋爐出口水壓表；13-預熱鍋爐進口水溫表；14-上(或排)水閥；15-逆止閥；16-燃油預熱器；17-截止閥；18-低溫水泵；19-Ⅰ司機室暖水管；20-Ⅰ司機室熱風機；21-截止閥；22-預熱鍋爐出水截止閥；23-高溫水泵；24-上水(或排水)截止閥；25-Ⅰ司機室出口水溫表；26-柴油機出口水溫繼電器；27-Ⅱ司機室出口水溫表；28-截止閥；29-放氣截止閥；30-預熱鍋爐燃油箱；31-膨脹水箱；32-冷卻風扇；33-逆止閥；34-預熱鍋爐進水截止閥；35-放氣塞門；36散熱器；37-放水閥。什么叫高溫水系統(tǒng)在高溫水泵作用下，冷卻水進入柴油機的氣缸、氣缸蓋和增壓器，對其進行冷卻，一般稱為高溫水系統(tǒng)。高溫水系統(tǒng)的作用冷卻那些與燃氣直接接觸的零部件，使柴油機的各零部件均保持在一定溫度范圍內(nèi)，保證柴油機正常工作。高溫水循環(huán)通路高溫水泵將冷卻水送入氣缸、氣缸蓋及增壓器，從柴油機排出的熱水，經(jīng)散熱器并借助冷卻風扇將水的熱量散入大氣，繼續(xù)流回水泵循環(huán)使用。當高溫水系統(tǒng)水量不足時，可由膨脹水箱通過補水管向高水系統(tǒng)進行補水。冷卻水冷卻完氣缸、氣缸蓋及增壓器后的出水總管溫度高，包含水氣，所以出水總管有一支流通膨脹水箱，把氣排到膨脹水箱。放氣東風4B型機車冷卻水泵及膨脹水箱16V240ZJB型柴油機采用離心式水泵。高溫水泵與低溫水泵除葉輪、泵體和吸水殼不同外，其它零件完全相同，轉(zhuǎn)速也相同。離心式水泵由吸水蓋、葉輪、蝸殼、水泵軸、水泵體、水泵齒輪、滾動軸承、油封裝置、水封裝置等組成。高低溫冷卻水泵安裝在泵支承箱的上部，它們由曲軸的泵傳動主動齒輪驅(qū)動。

東風4B型機車冷卻水泵

東風4B型機車冷卻水泵1.曲軸轉(zhuǎn)動帶動水泵軸及葉輪高速轉(zhuǎn)動，使由芯部進入的水被葉輪帶動旋轉(zhuǎn)而獲得機械能。2.葉輪內(nèi)的水在離心力的作用下，被甩向漸擴流道的蝸殼，動能變?yōu)閴毫δ苓M入出水管。3.葉輪芯部的水被離心甩出，進水道內(nèi)形成局部真空，使冷卻水從吸水口不斷被吸入葉輪芯部。1-吸水蓋；2-水泵體；3-葉輪；4-隔圈；5-機械密封；6-密封座；7-油封；8、12-滾動軸承；9-中間套筒；10-水泵軸；11-水泵座；13-擋圈；14-齒輪東風4B型機車膨脹水箱膨脹水箱安裝在動力室的后墻壁頂部，處于冷卻系統(tǒng)的最高處。膨脹水箱是為冷卻水提供熱脹、冷縮的余地，并起到放氣和微量漏泄后的補水作用。膨脹水箱由兩部分組成，左側(cè)為預熱鍋爐燃油箱，右側(cè)為膨脹水箱。膨脹水箱為鋼板焊接的箱體，連通膨脹水箱的有兩根補水管、一根放氣管、一根溢水管和一個加水口。溢水管決定膨脹水箱的最高水位。箱的前面裝有水位表，可以觀察膨脹水箱的水位。東風4B型機車膨脹水箱膨脹水箱有油的原因分析：機車在運用中膨脹水箱的水表玻璃內(nèi)出現(xiàn)機油，其主要原因是：1.熱交換器泄漏(機油熱交換器或靜液壓熱交換器)。當柴油機工作時，機油系統(tǒng)的壓力高于水系統(tǒng)的壓力，機油就從熱交換器的泄漏處所流入水系統(tǒng)，隨著冷卻水的循環(huán)而集中于膨脹水箱內(nèi)。當柴油機停機后，水箱壓力高，冷卻水又能竄入機油系統(tǒng)中。由于油水互竄，嚴重影響柴油機各磨擦部的潤滑，也造成機油的浪費。2.水溫元件漏油。高溫水系統(tǒng)水管上的溫度控制閥漏油，同樣會造成油水互竄。3.預熱鍋爐燃油箱裂漏，燃油竄入膨脹水箱。東風4B型機車膨脹水箱膨脹水箱漲水的原因分析及處理方法：膨脹水箱漲水的原因主要是有燃氣竄入水系統(tǒng)，使水位上漲，顯示假水位。這時可逐缸停止噴油泵供油，并打開示功閥，檢查水箱是否漲水。若停止某缸供油后漲水現(xiàn)象消失，可停止該缸噴油，同時打開示功閥，維持運行。東風4B型機車膨脹水箱燃氣并沒有竄入水系統(tǒng)，但水箱溢水原因分析及處理：柴油機放水后再上水時，若直接由水箱上部加水，或從車體底部上水,但未按規(guī)定開放有關排氣閥時，水系統(tǒng)中的空氣不能排出，啟機后空氣進入水箱，造成水箱溢水。水系統(tǒng)內(nèi)有空氣使水泵出口壓力低，部分空氣仍在水系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，柴油機轉(zhuǎn)速低時，外界空氣極易進入水系統(tǒng)，造成惡性循環(huán)。因冷卻裝置處排氣閥處于水系統(tǒng)末端，水系統(tǒng)有空氣時,此處壓力更低，故開啟此排氣閥也不能將空氣排出。遇此故障，可將柴油機出水總管與水箱連接管處的截止閥關閉，開啟冷卻裝置處排氣閥，待空氣排出后，再關閉排氣閥，開啟截止閥。東風4B型機車冷卻水系統(tǒng)概述冷卻那些與燃氣直接接觸的零部件、柴油機的增壓空氣、機油及靜液壓油，使柴油機的各零部件、柴油機機油、靜液壓油及增壓空氣均保持在一定溫度范圍內(nèi)，保證柴油機正常工作。

東風4B型機車冷卻系統(tǒng)的作用1-Ⅱ司機室熱風機；2-Ⅱ司機室暖水管；3-靜液壓油熱交換器；4-機油熱交換器；5-預熱鍋爐進水截止閥；6-機油熱交換器放水閥；7-預熱鍋爐排污塞門；8-放水塞門；9-預熱鍋爐循環(huán)水泵組；10-預熱鍋護；11-預熱鍋護水溫繼電器；12-預熱鍋爐出口水壓表；13-預熱鍋爐進口水溫表；14-上(或排)水閥；15-逆止閥；16-燃油預熱器；17-截止閥；18-低溫水泵；19-Ⅰ司機室暖水管；20-Ⅰ司機室熱風機；21-截止閥；22-預熱鍋爐出水截止閥；23-高溫水泵；24-上水(或排水)截止閥；25-Ⅰ司機室出口水溫表；26-柴油機出口水溫繼電器；27-Ⅱ司機室出口水溫表；28-截止閥；29-放氣截止閥；30-預熱鍋爐燃油箱；31-膨脹水箱；32-冷卻風扇；33-逆止閥；34-預熱鍋爐進水截止閥；35-放氣塞門；36散熱器；37-放水閥。東風4B型機車對冷卻系統(tǒng)的要求

對冷卻系統(tǒng)的要求：1.密封可靠，避免空氣和燃氣竄入，造成冷卻水堵塞和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生穴蝕。2.對熱負荷高的零部件除增加冷卻水流量外，還要適當增快冷卻水流速以利傳熱。3.冷卻水系統(tǒng)應暢通，流向良好，避免死角或水流停滯現(xiàn)象。4.對增壓器帶中冷器的柴油機來說，由于中冷器冷卻水溫要求較低，而氣缸套、氣缸蓋、增壓器等部件的冷卻水溫要求較高，因此要分為高溫循環(huán)回路和低溫循環(huán)回路。5.柴油機運用中的冷卻水溫度應達到下列要求：（1）柴油機啟動時：不得低于20℃；（2）柴油機加負荷時：不得低于40℃；（3）運用中水溫不超過：88℃；（4）正常停機時水溫應在：50～60℃之間。16V240ZJB型柴油機采用強制循環(huán)常溫開式冷卻方式。東風4B型機車冷卻系統(tǒng)主要由冷卻水泵、冷卻風扇、散熱器、膨脹水箱、熱交換器、中冷器、各閥、儀表、管路及預熱系統(tǒng)的預熱鍋爐等組成。。

東風4B型機車冷卻方式、冷卻系統(tǒng)的組成

1-Ⅱ司機室熱風機；2-Ⅱ司機室暖水管；3-靜液壓油熱交換器；4-機油熱交換器；5-預熱鍋爐進水截止閥；6-機油熱交換器放水閥；7-預熱鍋爐排污塞門；8-放水塞門；9-預熱鍋爐循環(huán)水泵組；10-預熱鍋護；11-預熱鍋護水溫繼電器；12-預熱鍋爐出口水壓表；13-預熱鍋爐進口水溫表；14-上(或排)水閥；15-逆止閥；16-燃油預熱器；17-截止閥；18-低溫水泵；19-Ⅰ司機室暖水管；20-Ⅰ司機室熱風機；21-截止閥；22-預熱鍋爐出水截止閥；23-高溫水泵；24-上水(或排水)截止閥；25-Ⅰ司機室出口水溫表；26-柴油機出口水溫繼電器；27-Ⅱ司機室出口水溫表；28-截止閥；29-放氣截止閥；30-預熱鍋爐燃油箱；31-膨脹水箱；32-冷卻風扇；33-逆止閥；34-預熱鍋爐進水截止閥；35-放氣塞門；36散熱器；37-放水閥。東風4B型機車高溫水系統(tǒng)1-增壓器出水管；2-增壓器；3-出水總管；4-氣缸、氣缸蓋出水管；5-增壓器進水管；6-搖臂箱；7-氣缸蓋；8-氣缸；9-機體；10-進水支管；11-進水總管在高溫水泵作用下，冷卻水進入柴油機的氣缸、氣缸蓋和增壓器，對其進行冷卻，一般稱為高溫水系統(tǒng)。從柴油機排出的熱水，經(jīng)散熱器并借助冷卻風扇將水的熱量散入大氣，繼續(xù)流回水泵循環(huán)使用。東風4B型機車低溫水系統(tǒng)為了增加氣缸內(nèi)的空氣充量，增壓空氣也用水冷卻，一般稱為低溫水系統(tǒng)或中冷水系統(tǒng)。低溫水泵將冷卻水送入中冷器及機油熱交換器，經(jīng)散熱器后再經(jīng)靜液壓油熱交換器，流回低溫水泵循環(huán)。柴油機工作時，水溫過高或過低有什么影響?

冷卻水溫過高的影響：柴油機工作時，如冷卻水溫過高(超過88℃)，會造成某些零件過熱，柴油機正常工作間隙被破壞，機油變質(zhì)和燒結(jié)，潤滑條件惡化，使零部件磨損加劇，嚴重時造成零件卡死、拉缸等。冷卻水溫過低的影響：如果冷卻水溫過低時，會造成柴油機的過度冷卻，造成以下不良后果：(1)混合氣形成的條件惡化，燃燒不完全，破壞了柴油機的熱力狀態(tài)；(2)熱量損失多，降低了柴油機的效率；(3)零件的摩擦和磨損加??；(4)縮短柴油機的使用壽命。東風4B型機車冷卻系統(tǒng)中的溫度控制閥為了達到冷卻系統(tǒng)風扇的無級變速，在靜液壓泵和馬達的油路中并聯(lián)著溫度控制閥。溫度控制閥是靜液壓系統(tǒng)的控制元件，起著自動控制冷卻風扇變速的作用，使柴油機的機油、冷卻水的溫度嚴格地保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。在東風4B型內(nèi)燃機車上所用溫度控制閥的特點是采用蠟質(zhì)元件來感溫，所以該閥既是機油、冷卻水溫度的傳感件，又是靜液壓系統(tǒng)閥動作的執(zhí)行元件。

溫度控制閥的功用

溫度控制閥的組成溫度控制閥主要是由感溫元件(又稱恒溫元件)、閥體、滑閥、閥蓋和調(diào)節(jié)螺釘?shù)冉M成。溫度控制閥的安裝位置高溫水系統(tǒng)的溫度控制閥裝于V型散熱器前部下集流管的橫管上，其感溫元件插在冷卻水中。低溫水系統(tǒng)的溫度控制閥裝于機油熱交換器的進油管上，其感溫元件插入機油中。溫度控制閥的主要部件：感溫元件感溫元件內(nèi)裝有經(jīng)嚴格分餾選擇并具有所需熔點范圍的石蠟和800目以上的細紫銅粉的混合物，并按一定的比例精制而成。銅粉的主要作用是加速石蠟的熱傳導。感溫元件是應用石蠟從固態(tài)到液態(tài)體積發(fā)生膨脹的特點制造的，元件的外殼是銅的，具有很好的傳熱性。1-伸縮桿；2-導套；3-橡膠柱塞；4-橡膠膜片；5-膨脹劑；6-溫包蠟室溫度控制閥的主要部件：感溫元件感溫元件是溫度控制閥的關鍵件，它是由溫包蠟室、膨脹劑、橡膠膜片、導套和推桿等組成。1-伸縮桿；2-導套；3-橡膠柱塞；4-橡膠膜片；5-膨脹劑；6-溫包蠟室溫度控制閥的主要部件：感溫元件東風4B型機車采用三種感溫元件：控制機油溫度采用一種(作用溫度55～65℃)；控制冷卻水溫度采用兩種，一種用于運用在海拔3000m以上的機車(作用溫度66～74℃)，一種用于運用在低于海拔3000m的機車(作用溫度74～82℃)。三種感溫元件的溫包蠟室的底部編號依次以“2”、“4”、“5”字開頭，以示區(qū)別。溫度控制閥的工作原理當安裝在機車機油和冷卻水系統(tǒng)管路中的感溫元件，隨著油、水溫度的升高達到其石蠟熔化的溫度時，石蠟開始從固態(tài)逐漸熔化變成液態(tài)，同時體積顯著膨脹，感溫元件的伸縮推桿就推動溫度控制閥內(nèi)的滑閥，逐步關上甚至堵死閥口通道，使得由靜液壓泵來的工作油流向回油管路的油量逐漸減少，而流向靜液壓馬達的油量逐步增加，使得冷卻風扇逐漸加速。反之，當機油和冷卻水溫度降低時，石蠟固化，體積收縮，彈簧就推動滑閥復位，敞開閥口，從而實現(xiàn)對油路的開關控制

。溫度控制閥1-感溫元件；2-閥蓋；3-閥體；4-彈簧；5-擋圈；6-彈簧座；7-滑閥；8-調(diào)節(jié)螺釘；9-伸縮桿溫度控制閥故障失控后如何應急處理?感溫元件的橡膠膜片在老化后將破裂失靈。運用中如發(fā)現(xiàn)風扇不轉(zhuǎn)或大大低于正常轉(zhuǎn)速時，可能是感溫元件橡膠膜片破裂失靈。這樣感溫元件就起不到對油路的開關控制作用，柴油機的油、水溫度就會升高，超過所規(guī)定的最大值，會造成柴油機自動停機的惡性事故。為了防止這種事故，此時可順時針轉(zhuǎn)動閥體上的手動調(diào)整螺釘，利用調(diào)整螺釘?shù)?0°錐面，使滑閥向下移位，關閉旁通油路，維持冷卻風扇的正常運轉(zhuǎn)。若需要風扇停止運轉(zhuǎn)，則可將調(diào)整螺釘旋回，滑閥回復原位即可。這種調(diào)整的方法只允許在感溫元件失靈的情況下維持機車運轉(zhuǎn)時采用，決不能用此方法來實現(xiàn)溫度的手動控制。在機車維持到段后應立即更換失靈的感溫元件。由于感溫元件溫度感應有一定的滯后現(xiàn)象，因此不必過早用手動調(diào)整螺釘。只有在機油和冷卻水溫度超過正常范圍一段時間，判定感溫元件確實失靈后再進行手動調(diào)整。東風4B型機車散熱裝置散熱裝置主要由散熱器、冷卻風扇、百葉窗及作為安裝基礎的鋼結(jié)構框架組成。

東風4B型機車散熱裝置的組成

1-頂百葉窗；2-風扇；3-鋼結(jié)構框架；4-靜液壓馬達；5-散熱器；6-側(cè)百葉窗；7-集流管散熱器采用水與空氣熱交換的形式，將水的熱量傳給空氣，并由空氣把熱量帶走散掉的。冷卻水系統(tǒng)的容水量和管路布置方式是一定的，但環(huán)境溫度和柴油機工作狀況是不斷變化的。環(huán)境溫度高或柴油機在大負荷下運轉(zhuǎn)時，需要從冷卻水系統(tǒng)中散出較多的熱量，反之則不必散出同樣多的熱量。

東風4B型機車散熱裝置的作用1-頂百葉窗；2-風扇；3-鋼結(jié)構框架；4-靜液壓馬達；5-散熱器；6-側(cè)百葉窗；7-集流管因此東風4B型機車冷卻水系統(tǒng)中裝有溫度控制閥，通過改變流進靜液壓馬達的油量，而控制風扇的轉(zhuǎn)速，即控制空氣流速，進入控制油缸的流量控制上百葉窗的開啟程度。而控制空氣流量，來調(diào)節(jié)冷卻強度。

東風4B型機車散熱裝置的作用1-頂百葉窗；2-風扇；3-鋼結(jié)構框架；4-靜液壓馬達；5-散熱器；6-側(cè)百葉窗；7-集流管東風4B型機車散熱裝置的主要部件：散熱器兩個冷卻水系統(tǒng)的散熱器分置于裝置的前后部，前部安裝高溫散熱器，左、右各12組(即24個單節(jié))，后部安裝低溫散熱器，左、右各16組(即32個單節(jié))。在前部左右下集流管之間設置聯(lián)絡管，聯(lián)絡管上設有放水管和放水塞門。在后部左右上集流管間設置聯(lián)絡管、放氣管及放氣塞門。

東風4B型機車散熱裝置的主要部件：散熱器由于低溫散熱器的前部左右各2組與后部各14組間的下集流管不相連通，因此增設小彎管使前后水道相通,并將此2組與高溫散熱器12組之間的下集流管用隔板分開。

當熱水在銅扁管中流過，將熱量傳至管壁及散熱片，風扇所抽入的冷空氣，橫向流過散熱器單節(jié)，把熱量帶走，達到冷卻水的目的。1.高溫水散熱流程柴油機熱水總管→左上集流管前端→左12組散熱單節(jié)→左下集流管→橫管（放水管及放水塞門）→右下集流管→右12組散熱單節(jié)→右上集流管前端流出→高溫水泵。2.低溫水散熱流程中冷器出水管→機油熱交換器→右下集流管后端→右16組散熱單節(jié)→右上集流管→橫管（放氣管及放氣塞門）→左上集流管→左16組散熱單節(jié)→左下集流管后端流出→靜液壓油熱交換器→低溫水泵。3.空氣流程當冷卻水溫度較低時：風扇停止工作，側(cè)百葉窗和頂百葉窗在復原彈簧和自重下關閉，機車處于保溫狀態(tài)。冷卻水溫度上升到某一定值時：風扇工作，大氣→側(cè)百葉窗→散熱器→空氣吸收散熱器及冷卻水熱量→風扇→頂百葉窗→大氣。1-頂百葉窗；2-風扇；3-鋼結(jié)構框架；4-靜液壓馬達；5-散熱器；6-側(cè)百葉窗；7-集流管東風4B型機車散熱裝置的主要部件：散熱器運行中，如何判別冷卻室冷卻器組的冷卻效果？運行中，透風量大，冷卻效果好的散熱器組溫度低，反之則溫度高。故冷卻風扇處于工作狀態(tài)時，可手觸散熱器進行檢查。溫度高的冷卻效果差，溫度低的冷卻效果好。剛停機后，扁管流通好的散熱器傳遞熱量快，肯定溫度高，故停機不久，手觸散熱器檢查，溫度高的冷卻效果好；溫度低的冷卻效果差。東風