内燃机车冷却系统技术改造与研究

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  摘要:随着科技的发展,内燃机车的冷却系统技术获得有效的提高,但还存在一些不足,而冷却系统作为内燃机车的重要部件,具有维持温度平衡的作用。内燃机车在爬坡或者持续工作状態下会产生瞬间的升温,夏天情况更严重,当内燃机的温度达90℃的限制时,内燃机的各方面性能都会减弱,这会严重影响到内燃机车的工作效率。这就需要我们对冷却系统进行研究与改造,在保证原有内燃机系统不变的情况下进行技术更新,以保证内燃机平稳运行。
  关键词:内燃机车;冷却系统;技术改造
  1内燃机车冷却系统概述
  内燃机车冷却系统就是对引擎所产生的热量进行冷却,将引擎的温度维持在合理区间。由于内燃机车的发动机在运行时,温度高低的变化都会带来一定的负面影响,使得内燃机车无法正常运行。在发动机运行时,会产生非常多的热量,如果不能及时进行冷却,气缸内的温度会快速升高,接近2500℃。这些热量会导致零部件温度的升高,并进行膨胀,使得各零部件之间的正常配合受到影响,使得内燃机车的征程运行受到干扰,严重的可能会造成爆炸事故。因此,在发动机运行的过程中,如果不能及时冷却引擎产生的热量,会大大降低发动机的可靠性和耐久性以及动力性等,但是在内燃机车的实际运行中,如果气缸的温度比较低,会使得燃烧条件发生改变,导致内燃机车启动的难度比较大,加重零件的磨损。因此,内燃机车的冷却系统是否正常,在一定程度上决定着内燃机车能否正常的运行,因此必须要确定发动机的良好运行。
  2内燃机车冷却原理
  机车的冷却水系统分为高温和低温两个独立的循环,机油热交换器设置于高温冷却水系统中,通过高温冷却水冷却机油;而低温冷却水保持一定的温度,使进入燃烧室的中冷后空气温度更低,燃烧更加充分,满足机车的排放指标。
  散热器为大片式,分为左右两组,每组由高温散热器和低温散热器连接而成。靠近动力问的是高温散热器,靠近司机室的是低温散热器,散热器的铜管与端板采用机械胀接式,在高低温进水口处都安装了过滤网,保证冷却水进入水室前的清洁。
  高温循环:柴油机起动后,高温水泵将冷却水输入柴油机的进水总管,通过气缸套、气缸盖。冷却水受热升温后,由出水总管流出,流进高温散热器,由高温冷却风扇进行冷却。流经高温散热器冷却后的冷却水,流进机油热交换器,对机油进行冷却,冷却水继续升温后,流回高温水泵,这样不断地往复循环。
  低温循环:在柴油机起动运转时,低温水泵也随之运转,它从低温散热器输入冷却水后输送到中冷器。中冷器通过冷却水对增压空气实施冷却,从中吸收增压空气热量。升温后的冷却水从中冷器流出,流进低温散热器从而使冷却水的温度降下来,再流回低温水泵从而形成反复的冷却循环。
  3内燃机车冷却系统改进要点
  3.1做好冷却液温度的控制
  主要表现为冷却液温度小于75℃,发动机动力不足,油耗增加。其故障主因是节温器失效,卡处于全开位置,在低温情况下,冷却液进入大循环;冷却液的温度表或传感器失效;散热器的风扇电机出现故障或者处于低档运转的状态等。在进行冷车启动后,要将水箱盖打开,加速发动机运转,如果水流的速度非常快,并且有较大的流量,则表示漏装节温器或阀门粘结不能闭合,需加装或更换节温器;冷却液温度偏低,触摸散热器感觉烫手,测量水温正常时,说明冷却液温度表或温度传感器故障,指示有误,应修复或更换新件;严寒季节,要检查百叶窗是否关闭自如或未装保温罩,节温器主阀是否常开,且采取车身保暖措施;风扇离合器接合太早或温控开关闭合太早时,应检修、更换风扇离合器或温控开关;冷车起动发动机,若电动风扇运转,说明温控开关失灵,必须更换。
  3.2做好进水量的控制
  电动的温控阀门是现在常用的水流控制阀,通过电动温控阀来控制水流量大小,其原理是通过内燃机的附加换热器水温决定开启的阀门,根据两者的需要进行调节。阀门的调节与阀的流量特性、阀权度和流体特性的息息相关。对数特胜、直线特性、抛物特性和快开特性等是一般常用的阀门类型。由于调节阀的流量特性跟通过调节阀的介质流量有明显的关系,因为进水的流量和附加换热器的进水温度之间存在线性的关系其具有线性关系的特征,所以阀门的核心元件为传感器单元,可以根据周围温度流量环境来调节自身的体积大小,使得调节阀的阀芯发生位移,完成附加换热器进水温度的控制,来保证整个内燃机冷却水温度变化的需求。
  3.3做好对柴油机的养护工作
  在我国地铁行业中,内燃机车通常用做段厂内调车使用,与正线电客车相比,柴油内燃机的不借助电力,动力强劲,方便在无电或不具备电力的状态下对电客车进行牵引实现其移库的目的,还可在在夜间在正线运输电缆等大型重型设备,是地铁的必备机车形式。我们知道,发动机相当于机车的心脏,是内燃机车最重要的部位,也是维护与保养的重点部位。工作人员必须熟悉机车的内部构造,了解柴油机的结构和工作原理,掌握正确的柴油机维护保养方法,采取有效的措施对内燃机车的柴油机进行定期的技术养护,这是确保机车正常运行和提高机车使用寿命的关键措施。
  3.4加强对冷却系统的养护工作
  冷却系统往往是直接与外界想通的,冷却水在翅片内循环,金属将热量导出,由大型液压风扇进行冷却,这必然使得冷却系统暴露在外,由于日常工作环境特别是洞下作业时,粉尘在风扇吹动下,在散热器翅片内穿梭,翅片上难免有其他设备泄露的油渍,附着在翅片上,这时粉尘极易附着在翅片中,由于冷却系统散热器由细小的管组成,使得冷却水经过小管后散热面积加大,但是却极易堵塞,如不经常养护清理,必然导致散热不畅,因此可以从清扫翅片方向进行改造,由于风扇的吹动方向是固定的,如果日常有反向吹动力,此处可以是加装风源或水源,方向吹向翅片,可有效的除去大部分残存的附着物。市面上也有专门清理翅片的清洁剂,从人防角度来说,加大人员对车的翅片专门清洗,可有效的提高散热。因此要注意做好冷却系统的养护工作,避免异物堵塞,确保机车安全。
  结语
  综上所述,目前内燃机的冷却系统不能完全解决特殊工况下的散热要求,因此还需要在内燃机狭小的空间内,研究其冷却系统,并加以改造,使其改造后的冷却系统能够在特殊工况下解决散热问题,满足机车的安全运行。内燃机车冷却系统优化改造重点在于前期的冷却计算,并且需要进行多次室内模拟试验和室外高温试验验证,有时还需要进行设计改进,最终目的就是使冷却系统满足设计要求。
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