DF8B型货运机车漏水故障浅析

DF8B型货运机车漏水故障浅析

曹德阳

中交一公局集团有限公司

摘要：蒙内铁路自2017年3月1日起开始联调联试工作，2017年6月1日正式开通运营，至今已实现安全运行一千余天。作为列车的动力牵引装置，机车的良好性能至关重要。蒙内铁路采用了DF8B型货运机车、DF11型客运机车、DF7G型调车机机车作为运用机型，取得良好的经济效益并且得到了肯尼亚人民的广泛赞誉。然而，随着机车运行里程的增加，机车故障数量也明显上升，在这其中，尤属DF8B型机车漏水故障较为突出，且其故障的复杂性也对检修人员提出了挑战，因此笔者就DF8B型机车漏水故障展开分析并根据经验提出相关解决策略。

关键词：裂纹 漏水 汽缸盖 检修

DF8B型内燃机车在蒙内铁路运营中担当货运运输任务，能否准时、安全的完成运输不仅关系到经济效益，更重要的是中国的国际声誉。机车漏水故障为内燃机车的常见和多发故障，它能够对机车的性能造成重大的影响，也会为行车制造极其严重的安全风险，面临机车漏水这一业内难题，本文对整整一年时间内的相关故障进行系统梳理、调研、分析，探寻到此类故障的现象和原因，针对性的设计出现场实用的处理方法。

一、一年内机车漏水故障梳理统计

从2020年6月至2021年6月，机车漏水在各项故障中所占比例为12％，总计出现16件，这其中包括油水管路崩裂导致漏水4件，散热单节漏水故障乘务员提票修7件，气缸盖发生漏水故障3件，水泵漏水故障2件。通过对所发生的漏水故障的梳理分析，油水管路、散热单节等部位漏水可以很容易被发现，通过观察就可以查找出漏水处所，但是机车内部漏水情况较为复杂，难以通过直接观察发现，一旦发生极有可能产生严重后果，干扰正常的运输秩序。

二、机车漏水情况的表现及解析

内漏、外漏和油水互窜是内燃机车最为常见的漏水故障，也是机车检修动态运行中的多发故障。在这几种常见故障中，外漏和油水互窜在检修作业中易于发现，可以在第一时间得到处理。相对于前两项问题，内漏则成为了检修作业中的难点，而且其对机车造成的伤害尤为严重，一旦处理不及时或者处理错误就会导致机车发生油水锤的重大故障，严重危害列车运行。

1. 外漏：这种故障主要表现在整个机车水管路系统产生的漏水现象，机车冷却水在表面部位可见，检修人员能够轻易的发现，并且能够准确的定位漏水部件，因此定义为外漏。外漏故障相对来说比较容易检查，检修人员按照标准流程进行检查就能够发现。针对一些轻微漏水的情况，需要在机车空载情况下将柴油机转速提升至900r/min以上时对漏水部位进行观察。

2. 油水互窜：这种故障主要产生于油水热交换系统的相关管路中，机车运行中燃油进入冷却水管路中，或是在停机状态时未能循环回油路中。这种故障的检查方式更为简单，通过检查机车水表就能直观的观测出问题。

3. 内漏：这是机车漏水系列故障中最为严重的，它是机车冷却水流入柴油机管路之中，一部分在高温下蒸发，另一部分伴随柴油燃烧排出。而漏入柴油机管路的水这两种排放方式中，检修人员是难以直接观测的。这种故障在初发时根本无法观察，甚至只有在柴油机高转速情况下才发生漏水，在柴油机停机以及低转速的情况下不会产生漏水故障。

㈠、机车内漏故障现象分析

机车内漏的重要表现形式为以下四方面：中冷器漏水、汽缸套漏水、机体裂漏、汽缸盖漏水。

中冷器漏水。当发生中冷器漏水时，水漏进柴油机稳压箱内部，将柴油机稳压箱排污阀开放后进行排水处理（重点是保障柴油机排污管路的顺畅），以此来辨别是中冷器还是柴油机稳压箱盖板处故障，需要打开汽缸盖进一步检查。

气缸套漏水。统计发现这种故障一般分为保护气缸套的密封胶圈损坏和气缸套本身裂纹两种频发现象。密封胶圈破裂漏水处理流程为掀开柴油机曲轴箱，然后检修人员细致观察就能查找故障处所。气缸套材质裂纹的现象与柴油机缸体发生裂漏现象相通。

机车裂漏。这种故障主要是指柴油机缸体稳压箱内部盖板漏水以及机体水腔本身漏水。水腔盖板漏水的现象与中冷器漏水现象大致一样。这两种故障发生率极低，原因是金属机体被液体腐蚀后，机车冷却水顺着孔洞流入柴油机主要工作部件，形成润滑油乳化现象，需要掀开凸轮轴盖板，通过观察可以查找，相对容易发现。

气缸盖漏水。这种故障多发于汽缸盖受侵蚀后产生裂纹，冷却水顺着裂纹流入气缸内部，伴随柴油机燃烧做功或是与废气一同排放，在柴油机彻底停机后缓慢流向油底壳。

㈡、气缸盖内漏分析

DF8B型货运机车柴油机气缸盖的制作工艺采用石墨铸铁，它的抵御热疲劳和拉伸性能都有显著的优势，但是在浇铸流程中也容易造成砂眼、铸造裂纹等常见问题，机车厂打磨后这些小缺陷在一定时期内难以被发现，机车投入运用经过一定的走行公里，才会逐渐被发现。气缸盖会受到来自安装螺栓的预紧力、燃气燃烧时的热膨胀力以及柴油机发出冲击力，气缸盖、侧板和底板也会承受多种力的作用，柴油机运转时气缸盖受到巨大的气体压力，长时间作用下底板就会沿着压力方向变形，面向燃烧室的方向被压力所压缩，面向冷却水的方向却产生膨胀，顶板和火力接触部位沿着拉伸力的方向凸起变形，由于侧板受力而变形更是无法掌握。并且在柴油高温燃烧做功的过程中，热应力也对其产生强烈的冲击。所以，气缸盖在复杂的环境下面对各种外力，日复一日的运用中极易在气门座小孔中的过桥处和进、排气通道内和铸造漏洞处所出现断裂。DF8B型货运机车发生气缸盖漏水，具体表现在以下三点：

⑴盖体水腔套密封不严漏水

气缸盖水腔套漏水故障是水腔套胶圈损坏、丧失胶性或是密封不严，致使机车冷却水窜入柴油机内部，或是冷却水经喷油器回油管窜出。柴油机停止工作时，冷却水进入柴油机缸体内部。这时，检修人员对曲轴箱内部检查发现，少量的冷却水会顺着气缸活塞和缸套的狭小空间滴入油底壳，也能够在启动柴油机前利用甩缸作业，观测到示功阀处有水流出。这一现象也可能发生在降雨天气之后，因此检修人员要区别对待。

⑵气缸盖火力面裂纹漏水

气缸盖底部产生裂纹，一般多发于气门座孔间的连接处。如果轻微的开裂，柴油机停止工作时或低转速时难以发现漏水现象，只有在柴油机转速在800转/分以上时，现象才会较为明显。产生的根源是汽缸盖火力面充分接触高温气体，由于热胀冷缩的原理裂纹在高温下迅速扩大，最终导致冷却水流入或是深入气缸内。当气缸进行第一冲程做功时，活塞在上止点与下止点间运动，由于压力差会将冷却水从裂纹处吸入，加速了机车漏水的速度；当气缸进行做功冲程的运动时，气缸内的气体压力达到最高，压力作用下柴油会迅速窜入冷却水管路，导致机车冷却水位上涨。这就是常说的有水互窜现象，它主要发生在机车动态运行之中，柴油机达到较高的转速，检查方法只有通过甩缸作业后持续观察来实现。

一旦裂纹足够大，柴油机停止工作的情况下，冷却水也可以直接流入气缸内。这时，检修人员对曲轴箱内部进行检查，可以轻易察觉到少量冷却水顺着活塞和缸套的狭小空间进入油底壳，也能够利用甩车作业，在示功阀位置检查有无冷却水窜出。

三、解决故障的流程及方法

1.改装打压试验台，重新优化汽缸盖检查流程，采取将汽缸盖全部没入水中检查，检修人员面对汽缸盖底部进行检查。采取这样的方法是为了方便检查气缸的受力面和内部腔体，尤其是进、排气腔阀。

2.调节打压试验台工作用水温度至85℃进行打压实验，利用热效应加大汽缸盖裂纹部位的漏泄效果，使检修人员易于发现。

3.在各类检修、临修中，对汽缸盖的检查流程步骤中，相关参与的检修人员要认真遵循检修工艺流程，发挥监督检查的作用，在打压实验过程中要有技术检察人员和验收人员现场负责监控和检验。

4.机车在运用过程中，一旦机车产生漏水情况，要第一时间针对冷却水管路及其联通部件和管路进行筛查，首先对机车漏水进行内漏或是外漏的判断，乘务人员立即提票报修。相关技术人员在检查研究后，仍然无法准确判断的情况下，检修人员要在机车运行过程中跟踪检查，并与乘务人员协同作业，每运行一个单程就对一个气缸进行甩缸处理，并随时观测机车水箱储水情况。当某一气缸不工作状态下，机车冷却水量不再减少，那么就能确定为某一气缸漏水，机车回库后可以进行针对性检查。